O documento descreve a história da descoberta da célula e da teoria celular, desde as primeiras observações de células com microscópios no século XVI até a formulação da teoria celular por Schleiden e Schwann no século XIX. Também resume as principais estruturas internas das células eucariontes, como o núcleo, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos, peroxissomos e mitocôndrias.

1. Introdução à Citologia www.portaldasaulas.com.br www.portaldasaulas.com.br

2. Introdução A invenção do microscópio, no final do século XVI, revolucionou as ciências biológicas. Esse instrumento permitiu descobrir que os seres vivos, apesar de tão distintos quando observados a olho nu, têm em comum o fato de serem formados por células. O aperfeiçoamento dos microscópios vem possibilitando aos cientistas conhecer detalhadamente a estrutura interna das células vivas, e esse conhecimento tem sido de fundamental importância para o desenvolvimento de todos os ramos da Biologia. www.portaldasaulas.com.br

3. A Descoberta da Célula Influenciado pelas investigações de Leeuwenhoek , o inglês Robert Hooke (1635-1703) construiu um microscópio dotado de duas lentes ajustadas nas extremidades de um tubo de metal. Ao contrário dos microscópios simples de Leeuwenhoek , de uma só lente, Hooke usou microscópios compostos, dotados de uma lente ocular, pela qual se olha, e uma lente objetiva, que vai próxima ao objeto observado. Em 1665, Hooke observou fatias muito finas de cortiça (casca de certas árvores) e descobriu que a leveza desse material se deve ao fato de ele ser formado por grande número de caixinhas microscópicas vazias. Hooke chamou cada caixinha oca de cel, palavra inglesa que significa cela ou cavidade. Daí veio o termo célula, diminutivo de cela. www.portaldasaulas.com.br

4. Em 1667, o botânico inglês Nehemiah Grew (1647-1712), na Inglaterra, e Marcello Malpighi (1628-1694), na Itália, descobriram que a parte interna e suculenta das plantas constituía-se de estruturas microscópicas semelhantes as células que Hooke observara na cortiça. Essas células, porém, eram cheias de um fluído gelatinoso e semitransparente, no início denominado protoplasma e, posteriormente, citoplasma. Malpighi verificou que os animais também compunham-se de células, porém mais moles e flexíveis que as das plantas. www.portaldasaulas.com.br A Descoberta da Célula

5. www.portaldasaulas.com.br Em 1838, depois de estudar os trabalhos de diversos pesquisadores, o botânico Mathias Jakob Schleiden (1804-1881) concluiu que todas as plantas eram formadas por células. Um ano depois o zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) chegou à mesma conclusão para os animais: todos se compunham de células. Fortalecia-se, assim, a idéia de que a célula era a unidade de que constituía todos os seres vivos. Essa generalização atribuída a Schleiden e Schwann, ficou conhecida como Teoria Celular. A Teoria Celular

6. A formulação da teoria celular teve importância decisiva para o desenvolvimento da Biologia, porque permitiu reconhecer que seres tão diversos como a ameba e o ser humano têm grande semelhança no nível microscópico. Ambos são constituídos por células bastante parecidas, embora a ameba seja unicelular, isto é, formada por uma única célula, e uma pessoa seja multi ou pluricelular, formada por cerca de 10 quatrilhões de células . www.portaldasaulas.com.br A Teoria Celular

7. Segundo a teoria celular, a célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos. Em outras palavras, ela é o bloco básico estrutural (ou morfológico) e funcional (ou fisiológico) de qualquer organismo. Assim, a partir do conhecimento dos processos vitais que ocorrem em todas as células, poderemos vir a entender melhor o funcionamento dos organismos como um todo. A Teoria Celular www.portaldasaulas.com.br

8. www.portaldasaulas.com.br Os vírus são os únicos seres que não apresentam organização celular. Eles são organismos relativamente simples, constituídos por uma única molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA) associada a proteínas e, embora não sejam formados por células, não são exceções à Teoria Celular, pois necessitam obrigatoriamente de uma célula viva para se reproduzir. Os Vírus

9. www.portaldasaulas.com.br Vírus

10. A Ultra-Estrutura das Células www.portaldasaulas.com.br O microscópio eletrônico revelou que existem dois tipos fundamentais de células: as procariontes , presentes em bactérias e cianobactérias (também chamadas cianofíceas), e as eucariontes , presentes em todos os outros seres vivos, incluindo algas, fungos, protozoários, plantas e animais.

11. www.portaldasaulas.com.br As Células Procariontes São Pobres em Membranas Cápsula Parede celular Membrana plasmática DNA do nucleóide Ribossomos Flagelo bacteriano

12. www.portaldasaulas.com.br Escherichia coli (E. coli) Cianobactéria Células Procariontes

13. As Células Eucariontes São Compartimentadas Essas células apresentam duas partes morfologicamente bem distintas – o citoplasma e o núcleo. O citoplasma é envolto pela membrana plasmática , e o núcleo , pelo envoltório nuclear . Uma característica importante das células é sua riqueza em membranas, formando compartimentos que separam os diversos processos metabólicos graças ao direcionamento das moléculas absorvidas e às diferenças enzimáticas entre as membranas dos vários compartimentos. www.portaldasaulas.com.br

14. www.portaldasaulas.com.br Flagelo Citoplasma Retículo endoplasmático rugoso Ribossomo Microtúbulos Lisossomo Mitocôndria Complexo de Golgi Membrana plasmática Filamentos intermediários Vesícula Retículo endoplasmático liso Ribossomo Vesícula poro nuclear cromatina (DNA) nucléolo envoltório nuclear Núcleo Célula Animal

15. www.portaldasaulas.com.br Cloroplasto Vacúolo central RetÍculo endoplasmático rugoso Ribossomos Microtúbulos (parte do citoesqueleto) Parede celular Mitocôndria Complexo de Golgi Membrana plasmática Filamentos intermediários Retículo endoplasmático liso Ribossomo livre Vesícula poro nuclear cromatina nucléolo envoltório nuclear Núcleo Célula Vegetal

16. Membrana Plasmática É a parte mais externa do citoplasma e, portanto, separa-o do meio extracelular. Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura. Aparece nas eletrofotomicrografias como duas linhas escuras separadas por uma linha central clara. Esta estrutura trilaminar é comum às outras membranas encontradas nas células, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou membrana unitária . Estrutura da Célula Eucarionte www.portaldasaulas.com.br

17. www.portaldasaulas.com.br Caudas hidrofóbicas Cabeças hidrofílicas Cabeças hidrofílicas Meio extracelular Citoplasma Fosfolipídio Bicamada lipídica Membrana Plasmática

18. www.portaldasaulas.com.br Meio extracelular citoplasma filamentos protéicos proteína de reconhecimento receptor protéico proteína transportadora sítio ligante bicamada lipídica fosfolipídio colesterol carboidrato Membrana Plasmática

19. Estrutura da Célula Eucarionte Núcleo 1. Envoltório nuclear (sistema duplo de membranas) 2. Nucléolo: RNA ribossomal + proteínas básicas 3. Cromatina (DNA e proteínas) www.portaldasaulas.com.br

20. www.portaldasaulas.com.br Poros nucleares Cromatina Nucléolo Envoltório nuclear Núcleo

21. www.portaldasaulas.com.br Poros nucleares Núcleo Núcleo

22. www.portaldasaulas.com.br cromossomo cromatina Núcleo

23. Retículo Endoplasmático Rede de vesículas achatadas, vesículas esféricas e túbulos que se intercomunicam. Esses elementos possuem uma parede formada por uma unidade de membrana que delimita cavidades, as cisternas do retículo endoplasmático . Distinguem-se o retículo endoplasmático rugoso , ou granular , e o liso . Estrutura da Célula Eucarionte www.portaldasaulas.com.br

24. www.portaldasaulas.com.br 0,5  m Retículo endoplasmático liso Vesículas Ribossomos Retículo endoplasmático rugoso 0,5  m Retículo Endoplasmático

25. Retículo Endoplasmático Liso www.portaldasaulas.com.br R.E.Liso (REL) ou Agranular R.E.Rugoso (RER), R.E. Granular, Ergastoplasma Funções do R.E.L Síntese de esteróides como nas células da glândula adrenal; Conjugação, oxidação e metilação para inativar certos hormônios e neutralizar substâncias nocivas e tóxicas, como nos hepatócitos; Síntese de fosfolipídios para todas as membranas; Participa da hidrólise do glicogênio, produzindo glicose para o metabolismo energético; Acumula e libera íons cálcio nas células musculares estriadas.

26. A principal função do retículo endoplasmático rugoso é produzir e secretar proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular em organelas como os lisossomos, por exemplo. Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, síntese de fosfolipídios, a montagem de moléculas protéicas com múltiplas cadeias polipeptídicas e a proteólise da seqüência de aminoácidos, que é o sinal para a introdução das proteínas nas cisternas do retículo endoplasmático. www.portaldasaulas.com.br Retículo Endoplasmático Rugoso 1 2 3 4 Brotamento de vesícula de transporte Ribossomo Cadeia de açúcar Glicoproteína Vesícula transportadora de (glico-) proteína R.E. RUGOSO Polipeptídeo

27. www.portaldasaulas.com.br 0.5  m Ribossomos Retículo Endoplasmático Rugoso Retículo Endoplasmático Rugoso

28. www.portaldasaulas.com.br Vesículas 0.5  m Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Liso

29. Ribossomos a. Associados com o RER. b. Associados ao RNA mensageiro: polirribossomo. c. Livres no citoplasma. Estrutura da Célula Eucarionte www.portaldasaulas.com.br

30. Complexo de Golgi É constituído por um número variável de vesículas circulares achatadas e por vesículas esféricas de diversos tamanhos. a. Processamento e transporte de proteínas e lipídios. b. Síntese e transporte de polissacarídeos . c. Armazenamento, embalagem e eliminação de secreções. Estrutura da Célula Eucarionte www.portaldasaulas.com.br

31. www.portaldasaulas.com.br Complexo de Golgi Vesículas do RE Vesículas brotando Complexo de Golgi

32. Lisossomos São vesículas derivadas do complexo de Golgi, de forma e tamanho variáveis e contendo diversas enzimas hidrolíticas . Estrutura da Célula Eucarionte www.portaldasaulas.com.br

33. Lisossomos www.portaldasaulas.com.br R. E. Rugoso Vesícula de transporte (contendo enzimas hidrolíticas inativas) Aparelho de Golgi Membrana Plasmática LISOSSOMOS “ Alimento” Fagocitose Vacúolo Digestivo Digestão Lisossomo englobando organela envelhecida

34. www.portaldasaulas.com.br São vesículas de membranas lipoprotéicas cheias de enzimas oxidantes. Contêm a maior parte da catalase celular, enzima que converte o peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) em água e oxigênio. São abundantes em células hepáticas, fibroblastos, leucócitos e células renais, sendo responsáveis pela decomposição de toxinas produzidas pelas células ou ingeridas. Enzima Catalase 2 H 2 O 2 2 H 2 O O 2 Exemplo de ação de enzimas do Peroxissomo Estrutura da Célula Eucarionte: Peroxissomos Animais de 0,5 à 1,2 micrômetros

35. São peroxissomos encontrados em certos protistas ( Euglena , Tetrahymena ) e sementes oleaginosas de vegetais superiores. Contêm principalmente as enzimas do ciclo do ácido glioxílico, que participam da síntese de hidratos de carbono a partir de triglicerídeos acumulados nas sementes, ou então de acetato, no caso de protistas. Os hidratos de carbono são usados como fonte de energia pela semente durante a germinação e para as necessidades energéticas usuais dos protistas. Estrutura da Célula Eucarionte: Glioxissomos www.portaldasaulas.com.br

36. Estrutura da Célula Eucarionte: Peroxissomos Vegetais Os peroxissomos das folhas das plantas participam, junto com os cloroplastos, da fotorrespiração. A fotorrespiração é um processo de oxidação de compostos resultantes da atividade fotossintética dos cloroplastos, formando principalmente hidratos de carbono como produto final. Na fotorrespiração há consumo de oxigênio e produção de gás carbônico. Esses peroxissomos possuem, entre outras enzimas, catalase, enzimas da  -oxidação dos ácidos graxos e ácido glicólico-oxidase. www.portaldasaulas.com.br

37. Células Eucariontes: Organelas Fontes de energia para as atividades celulares Mitocôndrias liberam energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose, provenientes dos alimentos, produzindo calor e, principalmente moléculas de ATP (adenosina-trifosfato). a. Membranas externa e interna b. Matriz/cristas c. DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação) www.portaldasaulas.com.br

38. www.portaldasaulas.com.br Membrana Externa MITOCÔNDRIA Espaço Intermembranoso Membrana Interna Cristas Matriz Mitocôndria

39. www.portaldasaulas.com.br 5  m

40. Cloroplastos – função: fotossíntese 1) Verde – contém o pigmento clorofila 2) estroma/granum (pilha de tilacóides) 3) DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação) 4) Até 100 por célula Células Eucariontes: Organelas Fontes de energia para as atividades celulares www.portaldasaulas.com.br

41. Cloroplastos www.portaldasaulas.com.br Cloroplasto Estroma Membranas Interna e Externa Granum Espaço intermembranoso Tilacóide

42. www.portaldasaulas.com.br Cloroplastos isolados de Acetabularia acetabulum

43. Células Eucariontes: Vacúolos www.portaldasaulas.com.br Qualquer região do citoplasma envolvida por membrana lipoprotéica. Tipos: a) Vac. digestivos Ex: fagossomo pinossomo vac.residual vac.autofágico b) Vac. Vegetais Armazenam substâncias e controlam a osmose. c) Vac. de Reserva nas células animais acumula: glicogênio - gordura d) Vac. Pulsátil ou Contrátil Ocorre em protistas de água doce e controla a osmose .

44. Células Eucariontes Citoesqueleto Papel mecânico, de suporte, mantendo a forma celular e a posição de seus componentes. Estabelece, modifica e mantém a forma das células. É responsável também pelos movimentos celulares como contração, formação de pseudópodos e deslocamentos intracelulares de organelas, cromossomos, vesículas e grânulos diversos. Os principais elementos do citoesqueleto são: os microtúbulos , filamentos de actina e filamentos intermediários . www.portaldasaulas.com.br

45. Filamentos do Citoesqueleto www.portaldasaulas.com.br MICROFILAMENTO FILAMENTO INTERMEDIÁRIO MICROTÚBULO Monômero de Actina Subunidade Fibrosa Subunidade de Tubulina 7 nm 10 nm 25 nm

46. www.portaldasaulas.com.br Citoesqueleto

47. Células Eucariontes Depósitos citoplasmáticos Glicogênio Gotículas lipídicas Pigmentos (ex: melanina e lipofuscina) www.portaldasaulas.com.br

48. Glicogênio www.portaldasaulas.com.br

49. Gotículas Lipídicas www.portaldasaulas.com.br

50. Melanina www.portaldasaulas.com.br

51. Lipofuscina www.portaldasaulas.com.br