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Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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MÓDULO: CÉLULA, ESTRUTURA E FUNÇÃO (CEF)
Arlindo Ugulino Netto
Raquel Torres Bezerra Dantas
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O Módulo CEF abrange assuntos importantes, focando, basicamenteo, no estudo da estrutura e função celular.
Podemos aprofundar o nosso conhecimento destacando partes importantes e relacionadas das seguintes disciplinas
médicas: Citologia, Biofísica, Genética, Bioquímica e Histologia.
O módulo além de aulas teóricas abrange aulas práticas em laboratórios, com o intuito de aproximar e dinamizar
mais sobre o estudo da célula. Este resumo ajuda a guiar os estudos e facilitar o aprendizado.
BONS ESTUDOS!!!
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CITOLOGIA: INTRODUÇÃO À CÉLULA
Citologia (do grego kytos, 'célula' e
logos, 'tratado', 'estudo') é a parte da Biologia
que se ocupa do estudo da célula, no que diz
respeito a sua estrutura, suas funções e sua
importância na complexidade dos seres
organizados.
Hoje se sabe que todos os seres vivos
são formados de minúsculas partículas
chamadas células, excetuando-se os vírus.
Alguns tipos de células podem ser vistos
macroscopicamente, mas, em sua maioria
absoluta só são vistos através de um
microscópio.
O pioneiro no termo “célula” foi Robert Hooke, inglês, que, observando cuidadosamente um pedaço de cortiça,
em 1665, notou um revestimento duro. Hooke descreveu a estrutura da cortiça como semelhante a um favo de mel,
composta por pequenos compartimentos, que ele batizou de "células". Seu microscópio, no entanto, era ainda muito
rudimentar para aprofundar a descoberta.
A teoria celular, porém, só foi formulada em 1838-39, por Mathias Schleiden e Theodor Schwann. Através de
suas observações em animais e vegetais, esses dois cientistas concluíram que todo ser vivo é constituído por unidades
fundamentais: as células (para a época, hoje se sabe que os vírus não apresentam).
Todos os organismos vivos e todas as células que os constituem tem um ancestral em comum que sofreu
processo evolutivo, ou seja, a bilhões de anos, uma determinada célula permitiu a formação dos seres vivos a partir de
mutações e seleções naturais que envolvem:
 Variação randômica: ocorre ao acaso e a informação é transmitida de um indivíduo a seus descendentes;
 Variação por indução: é a seleção a favor do material genético que ajuda o indivíduo a se propagar.
Neste capítulo, poder-se-á analisar os conceitos fundamentais pertinentes à citologia, as semelhanças e
diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas, bem como, a análise das principais organelas citoplasmáticas e
dos componentes nucleares.
OBS
1
: Parasitas intracelulares obrigatórios. São seres microscópicos que não possuem metabolismo próprio, sendo
necessário que estejam no interior de uma célula, parasitando-a para que possuam determinadas características como
reprodução e evolução. São enquadrados neste contexto os vírus e algumas bactérias (por exemplo, as Rickéttsias que
são procariontes incompletos que proporcionam quadro patológico similar a poliomielite). Principais diferenças entre
Rickéttsias.
Rickéttsia Vírus
Possuem parte da bateria necessária para a multiplicação
Apresentam DNA e RNA
Possuem membrana plasmática semipermeável
Não possui nenhuma estrutura complexa ou organela.
Apenas possui DNA ou RNA (ver OBS
2
)
Não possui membrana plasmática e o material genético é
delimitado por capa proteica (capsídeo, o qual é formado
por unidades proteicas denominadas de capsômeros).
OBS
2
: Atualmente, foram descobertos alguns vírus que apresentam DNA e RNA, como algumas variedades do
citomegalovírus.
PROPRIEDADES DAS CÉLULAS
 Complexidade e organização;
 Reprodução;
 Auto-regulação;
 Realização de reações químicas;
 Aquisição e utilização de energia;
 Presença de um programa genético.
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CÉLULA PROCARIÓTICA OU PROTOCÉLULA
São células que não possuem uma carioteca e que o DNA (cromossomo) encontra-se espalhado pelo citoplasma
numa região denominada nucleoide. As primeiras células na origem da vida possivelmente tinham esta conformação, as
quais são representadas atualmente pelo Reino Monera (bactérias e cianobactérias). Não possuem organelas
citoplasmáticas membranosas típicas como complexo golgiense, retículo endoplasmático, lisossomos, peroxissomos e
vacúolos. Também não possuem a estrutura não-membranosa denominada de centríolos, bem como, citoesqueleto.
As células procarióticas (procariontes)
apresentam membrana plasmática, ribossomos
70S (velocidade de sedimentação das
subunidades ribossômicas, diferente da dos
eucariontes que é 80S) para a síntese proteica,
DNA (cromossomo bacteriano), RNA, citoplasma
com citosol, além de a maioria poder apresentar
parede celular para a proteção e sustentação,
como também, mesossomo relacionado à
respiração celular.
OBS
3
: O mesossomo é uma invaginação
presente na membrana bacteriana. Podem existir
membranas fotossintetizantes ou lamelas
fotossintetizantes no citoplasma das
cianobactérias.
CÉLULAS EUCARIÓTICAS OU EUCÉLULAS (EUCARIONTES)
São células que surgiram durante o processo evolutivo a partir de um procarionte primitivo que apresentou
inúmeras invaginações da membrana o que permitiu a origem das estruturas membranosas internas como carioteca,
complexo golgiense, retículo endoplasmático, lisossomos, peroxissomos, vacúolos e duas outras estruturas que surgiram
a partir do modelo endossimbiôntico. Estas são as mitocôndrias e os cloroplastos, os quais, no passado, possivelmente
eram bactérias que foram englobadas por células eucarióticas e assim se modificaram e transformando-se em organelas
citoplasmáticas membranosas.
OBS
4
: As principais diferenças entre eucariontes e procariontes são: nos procariontes tem-se ausência de carioteca
(envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos com
coeficiente de sedimentação 70S, DNA circular e disperso pelo citoplasma sendo transcrito em RNA no citoplasma e
este é traduzido no próprio citoplasma (citosol ou hialoplasma). Nos eucarionte tem-se a presença de carioteca
(envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e de citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos
com coeficiente de sedimentação 80S e DNA transcreve o RNA no núcleo (em geral, exceto nas mitocôndrias e
cloroplastos) e este é traduzido no citoplasma.
LISOSSOMOS
Os lisossomos são organelas arredondadas
(esféricas), membranosas (lipoproteicas), possuidoras de
enzimas digestivas em seu interior, que têm sua origem no
complexo golgiense. Suas enzimas são formadas no
Retículo endoplasmático granuloso e encaminhadas ao
complexo golgiense, onde são "empacotadas" em pequenas
vesículas denominadas de lisossomos. As enzimas são
chamadas hidrolases ácidas ou hidrolíticas porque a
digestão é uma quebra de moléculas de alimento feita com
moléculas de água (daí o nome hidrolase, de hidro = água e
lise = separação) e o interior do lisossomo é ácido (pH
aproximadamente 4.5 a 5).
Células animais como neutrófilos e macrófagos se
valem da fagocitose para defesa do organismo contra
bactérias e outros microrganismos. Quando os lisossomos
digerem algum material proveniente do meio extracelular e
que penetrou na célula por fagocitose ou por pinocitose este
fenômeno é denominado de heterofagia ou função
heterofágica.
Os lisossomos podem também remover organelas ou partes desgastadas da célula ou que não são mais
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necessárias ao seu funcionamento. Por esse processo, chamado autofagia (autos = próprio; fago = comer), ou seja,
digestão realizada pelos lisossomos de estruturas da própria célula. A célula mantém suas estruturas em permanente
reconstrução, podendo mesmo construir uma parte nova à custa da destruição de outra mais velha.
Este processo também está relacionado, ao longo do desenvolvimento de um organismo, há momentos em que
grupos de células são destruídos, a partir da morte programada das células por apoptose. É o que ocorre durante a
regressão da cauda do girino (larva do sapo) durante o processo de metamorfose. O mesmo acontece durante a
modelagem dos dedos do embrião humano: inicialmente, os dedos estão unidos por uma membrana (como em um pé-
de-pato), que é removida pela destruição de suas células, regressão da mama após o final do período de lactação e do
útero ao fim da gestação.
Autólise é o fenômeno de ruptura dos lisossomos que pode levar ao extravasamento das enzimas hidrolíticas no
citoplasma celular e alteração do metabolismo celular de tal forma a prejudicar a vida da célula, como na doença
chamada de silicose.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
O Reticulo Endoplasmático (que será citado como RE ao
longo deste capítulo), é uma organela endomembranosa que
atuará na síntese de proteínas. A depender da presença ou da
ausência de ribossomos aderidos à sua membrana, o RE
poderá ser do tipo liso ou rugoso.
O retículo endoplasmático não-granuloso, liso ou
agranular (REL) compõe canais membranosos em forma
de tubos e não possui ribossomos aderidos às suas
membranas. Mas em suas cavidades há enzimas que
sintetizam diversos tipos de lipídios, como os da
membrana plasmática e os esteroides (que formam, por
exemplo, os hormônios sexuais). Há também enzimas
responsáveis por uma desintoxicação do organismo
(P450), enzimas que transformam alguns medicamentos,
álcool e outras substâncias tóxicas em produtos menos
tóxicos e de excreção mais fácil. Esse processo é
realizado no fígado principalmente.
Nas células de Leydig dos testículos e nas células
foliculares dos ovários existe uma grande quantidade de
retículo endoplasmático não-granuloso devido a produção de
hormônios esteroides.
Nos músculos, o retículo liso - chamado retículo
sarcoplasmático - também é muito desenvolvido e serve de reservatório de íons cálcio, necessários ao mecanismo de
contração.
O retículo endoplasmático granuloso, rugoso (RER), também chamado ergastoplasma (ergazomai = fabricar), é
formado por canais achatados (cisternas) com vários ribossomos na parte externa da membrana, isto é, na parte em
contato com o citoplasma. As proteínas produzidas pelos ribossomos do retículo rugoso são lançadas na cavidade do
retículo e envolvidas por pedaços de membrana, formando pequenos "pacotes" ou vesículas cheias de proteína. Essas
pequenas vesículas de transporte são enviadas para o complexo golgiense, de onde podem ser secretadas. Dizemos,
então, que o retículo rugoso produz proteínas para exportação principalmente. Por isso, ele é bem desenvolvido em
células glandulares.
COMPLEXO GOLGIENSE (COMPLEXO DE GOLGI)
Estruturalmente, o complexo de Golgi (CG) é uma estrutura
saculiforme (vesículas achatadas e empilhadas) relacionada ao
processo de secreção celular. Em muitas células, o complexo
Golgiense localiza-se em posição constante, quase sempre ao lado
do núcleo; em outras células, ele se encontra disperso pelo
citoplasma (vegetais).
O complexo de Golgi é estrutural e bioquimicamente
polarizado. Apresenta duas faces distintas: a face cis ou formativa,
voltada para o núcleo e o retículo endoplasmático, através da qual as
proteínas secretadas pelo RER penetram no complexo de Golgi. A
face trans ou de maturação, côncava, é a face voltada para a
Membrana Plasmática, através da qual brotam as vesículas
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secretoras, os lisossomos e as vesículas contendo proteínas destinadas à Membrana Plasmática.
Quanto ao CG, podemos levantar algumas especificidades:
 As principais funções do CG são recepção, armazenamento temporário de proteínas produzidas no RER, as
quais chegam através de vesículas de transporte e secreção através das vesículas de secreção até a membrana
plasmática. No complexo golgiense as proteínas podem sofrer modificações tais como: glicosilação, sulfatação e
fosforilação. O complexo golgiense é capaz de sintetizar alguns glicídios (exemplo: polissacarídeos), como o
ácido hialurônico, que forma uma espécie de "cola" entre as células de alguns tecidos animais. Pode também
acrescentar ou retirar algumas moléculas de açúcar e outras substâncias às proteínas. Isso funciona como um
sinal ou "etiqueta com um endereço", que indica se a proteína será exportada ou levada para outra organela.
 Em síntese, são funções do Golgi: condensar, modificar e segregar proteínas secretadas pelo RER. As proteínas
são acondicionadas em vesículas que brotam da face TRANS; podem seguir 3 caminhos, dependendo do que
contêm em seu interior.
 Por exocitose, lançam o seu conteúdo para fora da célula
contendo secreções celulares (enzimas inativas como
grânulos de zimogênio).
 Vesículas contendo enzimas que vão atuar na digestão
intracelular. Nesse caso, recebem o nome de lisossomos
primários.
 Vesículas contendo proteínas que farão parte da Membrana
Plasmática. Nesse caso, as vesículas se fundem à
Membrana Plasmática, incorporando a ela essas proteínas.
 O complexo de Golgi está diretamente relacionado com a formação
do acrossomo estrutura presente no espermatozoide contendo
enzimas que favorece a fecundação.
 Origina os fragmoplastos de pectina que, na mitose vegetal se
fundem dando origem à lamela média, zona cimentante relacionada
à junção das paredes celulares primárias das células vegetais.
OBS
5
: O RE granuloso realiza a glicosilação n-ligada inicial e no complexo golgiense ocorre a terminal. A inicial é co-
traducional porque ocorre concomitante com o processo de tradução e a função é formar glicoproteínas.
RIBOSSOMOS
Os ribossomos são estruturas (organoides) não-membranosas
que se apresentam sob forma de partículas globulares ou grânulos. São
constituídos por duas subunidades de tamanhos diferentes (maior e
menor).
OBS
6
: Atualmente, muitos autores os consideram como organelas
citoplasmáticas as estruturas que são membranosas, ou seja, formadas
por lipídios e proteínas.
Os ribossomos ocorrem em seres procariontes e eucariontes.
Aparecem livres no citoplasma ou associados às membranas do retículo
endoplasmático. Os ribossomos livres associam-se a filamentos de RNA-
mensageiro, constituindo os polissomos ou polirribossomos.
Os ribossomos originam-se do nucléolo, componente nuclear
implicado na síntese do RNA ribossômico, principal constituinte dos
ribossomos. Os ribossomos são constituídos de RNAr e proteínas.
O ribossomo é a sede da síntese proteica. Como polirribossomos
livres no citosol sintetizam proteínas de uso na própria célula como as do
citosol, citoesqueleto, proteína nuclear, enzimas mitocondriais e de
peroxissomos, dentre outras.
PEROXISSOMOS
Organelas rnebranosas arredondadas presentes em todos os eucariotas, 4 enzimas oxidativas sintetizadas por
polissomos livres no hialoplasma. As enzimas oxidativas dos peroxissomos transferem átomos de hidrogênio de vários
substratos para o oxigênio. A membrana dos peroxissomos se origina do REL.
As principais funções dos peroxissomos são:
 Decomposição do peróxido de hidrogênio por ação da enzima catalase. A H2O2 é formada nas células como
subproduto de algumas reações químicas; é extremamente tóxica para as células.
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 Beta-oxidação de ácidos graxos derivado das gorduras e óleos produzindo a Acetil-CoA. Essa é liberada no
hialoplasma e penetra .nas mitocôndrias onde participa do ciclo de Krebs com o intuito de proporcionar energia. A
adrenoleucodistrofia representada no filme óleo de Lorenzo é um distúrbio vinculado à degradação de ácidos
graxos e acumulo prejudicial dos mesmos, o que determina a destruição da bainha de mielina dos neurônios e
das adrenais (suprarrenais).
 Enzimas que metabolizam o ETANOL principalmente nos peroxissomos do fígado, desintoxicando o organismo.
CENTRÍOLOS
Os centríolos são pequenos cilindros presentes em quase todas as células
eucariotas, com exceção de células das plantas com sementes, em uma região do
citoplasma próxima ao núcleo no centro celular ou centrossomo. Eles são encontrados
geralmente aos pares, formando um ângulo reto entre si, e cada cilindro é formado por nove
grupos de três microtúbulos, esse par é denominado diplossomo.
Eles colaboram na formação dos cílios e flagelos e na organização do fuso acromático (conjunto de filamentos
relacionados a migração dos cromossomos durante a divisão celular, proporcionando a migração cromossômica para os
polos ou laterais da célula) durante a divisão celular das células animais. Podem se autoduplicar, isto é, orientar a
formação de novos centríolos a partir dos microtúbulos do citoplasma.
MITOCÔNDRIA
A mitocôndria é uma importante
organela delimitada por membrana
lipoproteica presente em células eucarióticas
de maneira geral.
Na matriz e na membrana interna
existem várias enzimas responsáveis pelas
reações químicas da respiração celular
aeróbia. As cristas mitocondriais permitem
um aumento no número de enzimas sem
aumento do tamanho da mitocôndria.
Na matriz há também DNA, RNA e
ribossomos, o que significa que as
mitocôndrias possuem equipamento próprio
para a síntese de proteínas. Com ele, elas
sintetizam algumas proteínas típicas e
mesmo algumas enzimas que atuam na respiração, enquanto outras são produzidas pelos genes do núcleo da célula. O
DNA garante também a autoduplicação dessa estrutura.
As mitocôndrias são responsáveis pela respiração aeróbia. A principal molécula utilizada pelas células como
fonte de energia é a glicose. O processo de respiração celular aeróbia pode ser representado pela equação simplificada:
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energia
CITOESQUELETO
Conjunto de fibras de proteína que dão suporte à
organização interna e mantêm a forma da célula, além de
colaborarem nos seus movimentos e no transporte de
substâncias. Esse conjunto de fibras e tubos proteicos é
chamado citoesqueleto e funciona tanto como uma espécie
de "esqueleto" e como de "músculo" da célula.
As fibras são visíveis apenas ao microscópio eletrônico.
Com esse aparelho e outras técnicas, podemos identificar três
tipos de fibras: os microfilamentos, os microtúbulos e os
filamentos intermediários.
 Microfilamentos: os microfilamentos ajudam a manter a
forma da célula, ligando-se a proteínas da face interna da
membrana plasmática. Dão sustentação também as
microvilosidades. Além disso, atuam em certos
movimentos da célula. Com outras proteínas, participam
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da contração das células musculares, da ciclose (corrente de citoplasma principalmente ao redor do vacúolo da
célula vegetal que ajuda a distribuir substâncias pela célula), da emissão de pseudópodes (presentes na
fagocitose e no deslocamento da ameba e dos leucócitos), e do estrangulamento do citoplasma da célula animal
no fim da divisão celular denominado de citocinese.
 Microtúbulos: os microtúbulos servem para a sustentação celular, bem como, de ponto de apoio e "trilhos" para
o transporte de organelas de uma parte para outra da célula. Eles também atuam nos movimentos dos
cromossomos durante a divisão celular e na formação dos centríolos, cílios e flagelos.
NÚCLEO
O núcleo é a estrutura responsável pelo controle do metabolismo e
das divisões celulares, por possuir material genético, representado pela
cromatina (DNA associado a proteínas denominadas de histonas) envolvido
por envoltório membranoso denominado de carioteca.
As proteínas produzidas pelos polissomos livres ao penetrarem pelos
poros da carioteca e chegarem ao nucléolo juntam-se aos RNAr e
proporcionam os grãos de ribonucleoproteínas, os quais formam as
subunidades ribossômicas, que no citoplasma se juntam durante a síntese
proteica para formar os ribossomos.
CÉLULA VEGETAL
As células vegetais apresentam particularidades tais como reserva nutritiva representado pelo amido, parede
celular de celulose, ausente em animais, bem como, organelas como os plastos ou plastídeos (o principal é o cloroplasto
com o papel de realizar fotossíntese), vacúolo de suco celular (armazenar substâncias, além de controle hídrico) e os
plasmodesmos que são pontos de comunicação entre células vegetais com aberturas na parede celular.
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CITOLOGIA: NOÇÕES BÁSICAS DE MICROSCOPIA
No estudo da citologia e da histologia, é de fundamental importância o uso do microscópio. Para adquirir
conhecimento histofisiológico sobre tecidos, órgãos e sistemas é necessário que o aluno conheça os fundamentos da
microscopia, uma vez que, o procedimento mais utilizado no estudo histológico é a preparação de cortes teciduais
analisados em microscópio.
MICROSCÓPIO ÓPTICO
Através do microscópio óptico (MO), também chamado de microscópio de luz, preparações coradas podem ser
examinadas porque um feixe de luz é transmitido através do corte histológico.
Um microscópio óptico pode ser simples ou composto: o microscópio simples possui uma única lente e só
fornece uma imagem moderadamente aumentada do objeto que se está estudando; o microscópio composto consiste
em uma série de lentes e fornece um aumento muito maior. Na disciplina de histologia, geralmente se utiliza
microscópios ópticos compostos, podendo ser monocular ou binocular.
O MO é tradicionalmente composto por partes mecânicas e ópticas:
Partes mecânicas
 Base ou Pé: estabiliza o MO sobre a bancada.
 Braço ou Coluna: se estende da base para cima (suporte).
 Mesa ou Platina: local onde se coloca a lâmina para observação.
 Parafuso macrométrico: botão para macrofocalização.
 Parafuso micrométrico: botão para microfocalização.
 Carriot: movimenta a lâmina sobre a platina.
 Revolver: onde se encontram as lentes objetivas.
 Canhão ou Tubo: suporte para oculares.
 Lâmpada: fonte de luz.
Partes ópticas
 Oculares: conjunto de lentes de aumento. Ampliam a imagem formada pela
objetiva. O aumento final da imagem é dado pela multiplicação do aumento da
ocular pelo amento da objetiva.
 Objetivas: captam a luz oriunda do condensador e formam uma imagem ampliada
do objeto, sendo fundamentais para a distinção de detalhes durante a observação.
São em número de quatro: panorâmica, pequeno aumento, médio aumento e maior
aumento ou imersão. Os aumentos são indicados por anéis coloridos:
o Vermelho: 4x
o Laranja: 10x
o Amarelo-verde: 40x
o Azul claro 100x
 Condensador: combinação de lentes que projeta a luz sobre o objeto.
 Diafragma ou Íris: controla a passagem de raios luminosos.
 Espelho: reflete os raios emanados da fonte de luz.
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Um microscópio óptico composto é um sistema de aumento em dois estágios: primeiro o objeto é aumentado
pelas lentes da objetiva e depois novamente pelo segundo conjunto de lentes da ocular. O aumento total, como foi visto,
é o produto dos aumentos de objetiva pelo da ocular. O valor gravado numa objetiva (4x, 10x, 40x, 100x) indica o
aumento da objetiva; sendo assim, uma objetiva de 40x usada em combinação com uma ocular de 10x dá um aumento
total de 400x. É interessante observar que a imagem projetada na retina está invertida da direta para a esquerda e de
cima para baixo.
A qualidade de uma imagem depende não somente da capacidade da lente de aumentar, mas também de sua
resolução (capacidade de lente de mostrar que dois objetos distintos estão separados por uma distância). A qualidade
da lente depende de quão próximo sua resolução se aproxima do poder de resolução máximo do MO, isto é, 0,2µm
(restrição esta determinada pelo comprimento de onda de luz visível); esta resolução permite a obtenção de boas
imagens aumentadas de 1000 a 1500 vezes.
OUTROS TIPOS DE MICROSCÓPIO
 Microscópio de Contraste de Fase e de Contraste Diferencial de Interferência: espécimes biológicas não
corados são geralmente transparentes e difíceis de serem observados com detalhes. A microscopia de contraste
de fase baseia-se no princípio de que a luz muda sua velocidade ao atravessar estruturas celulares e
extracelulares que tenham índices de refração diferentes, tornando possível a observação de células vivas e
cortes não corados produzindo imagens visíveis de objetos quase transparentes.
 Microscópio de polarização: “polarização” é um fenômeno que ocorre quando a luz passa através de certas
substâncias, tais como os cristais, e é dividida de modo que emergem dos raios luminosos derivados de um só.
A capacidade que estruturas têm de girar o plano de vibração da luz polarizada é chamada de birrefringência. No
microscópio de polarização, a luz é polarizada embaixo da platina do microscópio por um prisma de quartzo
Nicol chamado polarizador. Um segundo prisma, chamado analisador e polarizador, é ajustado de modo que os
feixes luminosos tenham um trajeto paralelo e uma imagem normal pode ser vista através da ocular.
 Microscópio de Fluorescência: “fluorescência” é o fenômeno que certas substâncias possuem de quando
irradiadas por luz de um certo comprimento de onda (invisível) passam a emitir luz com comprimento de onda
mais longo (visível). Neste tipo de microscópio, a luz ultravioleta é utilizada para iluminar as secreções de tecidos
que passam a emitir luz na porção visível do espectro, fazendo com que substâncias fluorescentes apareçam
brilhantes sobre um fundo escuro. O microscópio de fluorescência possui uma fonte de luz ultravioleta muito
intensa e filtros especiais que selecionam o comprimento de onda dos raios luminosos que atingem o espécime
e também dos raios que são emitidos pelo espécime.
 Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET): este difere do MO pelo fato de usar feixes de elétrons em vez
de feixe de luz. O funcionamento do MET se baseia no princípio que elétrons podem ser desviados por campos
eletromagnéticos de uma maneira semelhante à refração produzida pela luz por lentes de vidro. Elétrons são
liberados pelo aquecimento deum delicado filamento metálico (geralmente tungstênio) em vácuo. Os elétrons
liberados por este filamento (chamado de catodo) são então submetidos a uma diferença de voltagem de 60 –
120 kV existente entre o catodo e o anodo. Desta maneira, os elétrons são atraídos pelo anodo e acelerados,
atingindo altas velocidades, formam feixes e percorrem o tubo do microscópio. Alguns elétrons interagem com
átomos do corte ao atravessá-lo e continuam seus trajetos em direção às outras lentes, enquanto outros
simplesmente cruzam o espécime sem interagir com ele. Pelo fato de a retina não ser sensível a elétrons, para
se observar uma imagem, eles necessitam ser projetados sobre um detector – uma placa fluorescente, um
negativo fotográfico o uma câmera CCD. Como a imagem no MET é produzida pelo balanço da quantidade de
elétrons que atingiram o detector e elétrons que foram retidos no tubo do microscópio, a imagem resultante é
sempre em preto-e-branco. As áreas escuras de uma micrografia eletrônica costumam ser denominadas de
elétron-densas, enquanto as áreas claras são chamadas de elétron-lucentes ou elétron-transparentes.
 Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV): diferentemente do MET, no MEV os elétrons não atravessam o
espécime, proporcionando apenas uma visão de superfície. Um feixe muito pequeno de elétrons é movido
sequencialmente de modo a varrer a secção de tecido. Os elétrons interagem com uma camada muito delgada
do metal previamente aplicada ao espécime e são refletidos pelos átomos do metal. Estes elétrons são
capturados por um detector que os transmite a amplificadores e outros dispositivos de forma que o sinal é
finalmente projetado em um tubo de raios catódicos (um monitor), resultando em uma imagem e preto-e-branco.
As fotografias resultantes são de fácil interpretação, pois apresentam imagens que parecem ser iluminadas e
possuem locais claros e outros sombreados. A microscopia eletrônica de varredura fornece imagens
tridimensionais das superfícies de células, tecidos e órgãos.
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CITOLOGIA: MONTAGEM DE UMA LÂMINA HISTOLÓGICA PERMANENTE
As lâminas histológicas são preparadas com a finalidade de manter o seu aspecto muito próximo do natural.
Para essa preparação, o processo é dividido em etapas.
FIXAÇÃO
Possui as funções de:
 Preservar os caracteres estruturais;
 Evitar autólise;
 Evitar proliferação bacteriana;
 Endurecer a peça;
 Aumentar a afinidade pelos corantes.
Os fixadores podem ser físicos ou químicos.
 Físicos:
 Calor (possui a desvantagem da desidratação)
 Frio (possui uma melhor fixação)
 Quimicos (Ex.: formol).
LAVAGEM
 Tem a função de remover o excesso do fixador.
 É feito em água corrente por um período de média de 24 horas.
DESIDRATAÇÃO
 Tem a função de retirar a água dos tecidos.
 É realizada uma sequência de álcool etílico: 70%, 80%, 95% e 100%, sendo utilizado 1 hora com cada solução.
CLARIFICAÇÃO OU DIAFANIZAÇÃO
 Possui as seguintes funções:
 Quebrar ácidos graxos para deixar a peça mais translúcida;
 Promover a retirada do álcool;
 Permitir que a parafina entre na amostra.
 Os produtos utilizados são xilol, tolueno e benzeno.
INFILTRAÇÃO
 É a utilização de parafina de boa qualidade para promover a entrada da parafina na intimidade do tecido para
construir o bloco histolígico.
EMBLOCAMENTO
 É a solidificação da parafina para facilitar o corte histológico.
CORTE OU MICROTOMIA
 Promove os cortes finos do tecido a ser estudado através de um aparelho chamado micrótomo.
DISTENSÃO DO CORTE
 Distende os tecidos que se encontram enrugados.
SECAGEM
 É feito em uma estufa, por um período de 12 horas com a função de adesão dos cortes na lâmina.
Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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COLORAÇÃO
 Possui a função de evidenciar seletivamente as estruturas teciduais e celulares. Essa coloração por ser feita
pelos seguintes tipos de corantes:
 Corantes básicos ( + ): cora as estruturas ácidas e apresentam a cor com tonalidade azulada. Ex.:
Nucléolo, proteoglicanas, glicoproteínas.
 Corantes ácidos ( - ): cora as estruturas básicas e apresentam a cor com tonalidade do rosa ao
vermelho. Ex.: Mitocôndria, colágeno, grânulos de secreção.
MONTAGEM
 É a utilização de resinas sintéticas para preservar a amostra entre a lâmina e a lamínula.
OBS
1
: Problemas que podem ocorrer com a preparação das lâminas:
 Degeneração (atraso na fixação);
 Retração (ação de muitos reagentes);
 Precipitado;
 Rugas ou pregas (resultado durante a fixação);
 Falhas da navalha no micrótomo;
 Manipulação grosseira (macerados por tesouras).
Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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CITOLOGIA: MEMBRANA CELULAR
A composição da célula é diferente da composição do meio que a rodeia. Esta diferença é mantida durante toda
a vida das células, em geral com um importante gasto de energia, por uma delgada membrana superficial: a membrana
plasmática, que regula o intercâmbio de íons e moléculas entre a célula e o meio extracelular. Todas as membranas
possuem uma composição química e um arranjo molecular semelhantes, porém não idênticos, depende da localização e
da função que elas exercem.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA MEMBRANA CELULAR
A membrana plasmática é um envoltório lipoproteico que possui as seguintes características:
 Formada por lipídios e proteínas por interações não-covalentes;
 Bicamada lipídica com 5nm de espessura;
 Barreira a substâncias hidrossolúveis;
 Assimétrica e fluida;
 Mantém constante o meio intracelular;
 Envolve, define limites, mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular;
 É atravessada por canais e bombas seletivas formadas por Proteínas;
 Contem proteínas que atuam como sensores de sinais externos (receptores), permitindo à célula mudar seu
comportamento a sinais ambientais – transfere informações ao invés de íons ou moléculas;
 Possui receptores para hormônios e outros sinais químicos. A resposta a estes estímulos se dá por meio da
contração celular, movimentos, inibição síntese anticorpos, etc.
COMPOSIÇÃO MOLECULAR DAS MEMBRANAS E MODELO DO MOSAICO FLUIDO
Todas as membranas biológicas são constituídas por lipídios e proteínas. A maioria das membranas também
possui glicídios (carboidratos) ligados às proteínas – glicoproteínas – e aos lipídios – glicolipídios.
As evidências da composição da membrana celular são provadas devido às suas principais propriedades:
 Lipídios: são a “espinha dorsal” das membranas,
dando realmente sua forma. Apresentam a
extremidade polar (hidrofílica, formada por um
grupo fosfato e moléculas associadas, com
elétrons livres para interagir com a água) tanto
para o meio intracelular como para o meio
extracelular e uma porção central apolar
(hidrofóbico, formado por ácidos graxos, no qual
faltam elétrons para a interação). Suas principais
características são:
 Insolúvel em água
 Solúvel em compostos orgânicos
  Condutividade elétrica
 Proteínas: pode ser de dois tipos: periféricas
(possuem ligações fracas com a membrana) e
integrantes (interagem com a membrana por meio
de ligações fortes). Fornecem à membrana:
suporte para atividades bioquímicas;
permeabilidade seletiva; transporte de soluto; etc.
Suas principais características são:
  Tensão superficial
  Elasticidade
 Propriedade enzimática
O modelo de “mosaico fluido” corresponde à teoria da
composição e formato da membrana. Ele determina que a
extremidade hidrofílica é voltada para o exterior e para o meio
citosólico, enquanto que a região hidrofóbica fica voltada pra o
centro. Esse modelo permite que a membrana seja dotada das
seguintes propriedades:
 Capacidade de recebimento de informações;
 Capacidade de gerar movimentos;
 Capacidade de importação e exportação de moléculas.
Neste modelo, portanto, os lipídios se dispõem em uma
lâmina bimolecular delgada, enquanto as proteínas integrais estão
inseridas na camada fluida, da qual emergem em direção a ambas
as superfícies. Uma propriedade da bicamada é que, embora
constitua uma estrutura plana e estável, sua fluidez permite tanto
aos lipídios como às proteínas consideráveis deslocamentos. As
Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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proteínas especializadas cumprem a maioria das funções específicas das membranas, embora a unidade estrutural
fundamental de toda a membrana biológica seja a bicamada lipídica, a quem deve sua integridade.
Uma das características importantes da organização molecular das membranas é a assimetria de todos os seus
componentes químicos, o que significa que nas duas metades da camada dupla os componentes se distribuem de
maneira desigual. Esta assimetria é ainda mais evidente pelo fato de que as cadeias de oligossacarídeos fazem
saliências apenas em direção a superfície extracelular da membrana plasmática, ou em direção ao interior do
compartimento das cisternas, vacúolos ou vesículas, no caso das membranas internas.
Na bicamada da membrana pode existir dois estados físicos, dependendo da temperatura. Caso ela seja mais
elevada, a membrana se torna fluida. Já se houver uma diminuição na temperatura, ela permanece em estado rígido
cristalino denominado gel, formado de uma dispersão coloidal.
OBS
1
: A ligação de uma molécula específica com o receptor da membrana desencadeia uma resposta que varia
conforme a célula e o estimulo recebido, podendo ser de contração ou movimento celular, inibição ou estimulação,
dentre outras.
OBS
2
: As moléculas enzimáticas fixam-se às membranas em uma sequência específica tal, que o produto de uma
enzima é processado pela enzima ao lado e assim sucessivamente. Uma das razões dessa disposição enzimática é a
eficácia da transformação do substrato em produto final.
PERMEABILIDADE CELULAR
A permeabilidade corresponde à capacidade da membrana ser atravessada por algumas substâncias e não por
outras. Ela é definida como seletivamente permeável, pois permite a passagem do solvente e de apenas alguns tipos
de soluto.
Os mecanismos que garante essa propriedade são:
 Transporte passivo:
 Osmose
 Difusão simples e facilitada
 Fagocitose e pinocitose
 Transporte ativo:
 Bombas de sódio e potássio
OBS
3
: Observe na figura ao lado o
comportamento de uma célula vegetal e de uma
célula animal em soluções de diferentes
concentrações. Percebe-se que em meios muito
hipotônicos, a célula animal pode entrar em lise
(“quebra”), diferentemente da célula vegetal, a
qual, a depender do meio em que se encontra,
pode passar por dois processos:
 Plasmólise: fenômeno na qual a célula
vegetal perde água para o meio
exterior.
 Desplasmólise: é o recebimento de
água para a célula vegetal após ter sido
plasmolisada.
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COMPONENTES PRINCIPAIS DA MEMBRANA PLASMÁTICA
LIPÍDIOS DA MEMBRANA A
Os lipídios mais abundantes na membrana são os fosfolipídios. Eles são anfipáticos, ou seja, apresentam caráter
duplo, por um lado são hidrofílicos (polares ou que atraem água) e, por outro lado, hidrofóbicos (apolares ou que
repelem a água). Possuem uma “cabeça polar” e duas cadeias hidrófobas hidrocarbonadas, geralmente representadas
por dois ácidos graxos de comprimento variável. Os diversos tipos de grupos polares e de ácidos graxos que constituem
os fosfolipídios determinam a existência de mais de cem tipos diferentes deles. Devido à natureza anfipática dos
fosfolipídios, em um meio aquoso, eles tendem, espontaneamente, a se agrupar, formando micelas ou bicamadas
similares às celulares.
Em resumo, as principais propriedades dos lipídIos de membrana são:
 Conceito: Compostos orgânicos, insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.
 Unidade básica: Ácidos graxos (são ácidos com longa cadeia carbônica sem ramificações)
 Os lipídios formam cerca de 50% da massa das membranas animais;
 Moléculas anfipáticas:
 Hidrofílica: dissolve-se facilmente em água, pois contém átomos carregados eletricamente ou grupos
polares que formam pontes de hidrogênio.
 Hidrofóbica: é insolúvel em água pois quase todos os átomos são carregados e apolares, sem formar
ligação com a água.
 Fosfolipídios: uma cabeça polar e duas caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicas formadas por ácidos graxos;
 Ligação cis (insaturadas);
 Importância: Energética; Estrutural; Isolantes térmicos; hormonal e vitamínica.
Os principais lipídios de membrana são:
 Cerídeos
 Fosfolipídios (fosfoglicerídios, esfingolipídios)
 Esteróis (colesterol é um álcool que entra na composição de alguns lipídios)
 Inositol (sinalização celular)
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A maioria das membranas biológicas dos eucariotas tem como constituinte mais
importante o colesterol. Em particular, a membrana plasmática tem moléculas de colesterol
(esteroide anfipático) e fosfolipídios, em igual proporção, e estas se intercalam. A presença do
colesterol produz dois efeitos importantes: por um lado, diminui a permeabilidade da bicamada
às moléculas hidrofílicas, e, por outro, diminui a flexibilidade e a fluidez da membrana, na
temperatura central do organismo de 37
o
C. Ele também previne a transição da fase de cristal
líquido a gel, como ocorreria se a bicamada fosse inteiramente fosfolipídica.
OBS
4
: Microdomínios lipídicos são subdomínios específicos da membrana plasmática, ricos em
fosfolipídios saturados, esfingolipídios e colesterol. Possuem um papel importante em uma série
de processos biológicos, em especial no transporte e movimento intracelular e na transdução de
sinal. Proteínas específicas poderão se ligar permanentemente ou temporariamente a esses
domínios, como mecanismo regulatório de sua atividade biológica (balsas lipídicas).
ASSIMETRIA DA BICAMADA LIPÍDICA
A assimetria dos lipídios é estabelecida na sua produção. Em células eucarióticas, novas moléculas de
fosfolipídios são sintetizadas por enzimas localizadas na face externa da membrana do retículo endoplasmático (RE), a
face voltada para o citosol; essas enzimas usam como substrato os ácidos graxos disponíveis na metade citosólica da
bicamada lipídica – ou seja, a monocamada citosólica – e liberam o fosfolipídio recém sintetizado nessa mesma
monocamada.
Para que a membrana cresça por igual, uma proporção dos lipídios recém fabricados precisa ser transferida para
a monocamada oposta. Essa transferência é catalisada por enzimas chamadas flipases. Algumas flipases transferem
seletivamente moléculas específicas de fosfolipídios, fazendo com que cada monocamada tenha uma concentração
diferente de fosfolipídios específicos.
OBS
5
: Todos os lipídios que formam as membranas da célula são produzidos pelo Retículo Endoplasmático Liso.
Durante a formação da membrana, há uma diferenciação simultânea à produção de uma nova camada, a qual através
de movimentos de flip-flop pode passar para a face externa ou para a face interna. Proteínas não realizam este
movimento.
Além da importância morfológica da assimetria, essa propriedade é responsável também pela diferença de
cargas dentro e fora da célula, uma vez que certos lipídios possuem cargas a mais, influenciando, deste modo, na
polaridade elétrica da membrana.
 Os lipídios encontrados no meio não citosólico da membrana (fosfatidilcolina e esfingomielina) possuem a
carga negativa do fosfato e uma carga positiva do radical.
 Já os lipídios encontrados no meio citosólico (fosfatidilenositol, fosfatiletanolamina e fosfatidilserina)
também possuem cargas que se anulam, exceto a fosfatidilserina, que possui a carga negativa do fosfato e no
radical, apresentando-se como um lipídio negativo, o que interfere na assimetria da membrana.
FLUIDEZ DA MEMBRANA A
A fluidez da membrana celular – a facilidade com que as moléculas lipídicas se movem no plano da bicamada –
é importante para as funções da membrana, e deve ser mantida dentro de certos limites. Ela é necessária para a
movimentação dos lipídios (flip-flop, lateral e mesmo eixo) e na difusão das proteínas. Essa fluidez é uma propriedade
dos fosfolipídios, porém também é determinada pela temperatura. A fluidez da dupla camada lipídica é a responsável
pelo processo de autovedação que apresentam as células. Assim, é possível introduzir uma fina pipeta de vidro no
interior de uma célula para injetar alguma substância, e, ao retirá-la, o pequeno orifício da membrana fecha por si só.
Fatores que influenciam a fluidez da membrana:
 Aumento da instauração na cadeia dos fosfolipídios (↑ fluidez);
 Temperatura (↑ mais fluida) (↓ menos fluida);
 Quantidade de colesterol presente (maior concentração, maior rigidez);
 Tamanho das cadeias de ácidos graxos: curtas, maior fluidez; longas, maior rigidez.
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OBS
6
: Importância da fluidez da membrana:
 Distribuir lipídios e proteínas;
 Capacitar as proteínas da membrana a difundir-se e a interagir;
 Permitir as moléculas fundirem-se umas com as outras;
 Garantir que as moléculas sejam igualmente distribuídas.
CARBOIDRATOS DA MEMBRANA
Os carboidratos da membrana se apresentam sob a forma de oligossacarídeos. Podem estar ligados de forma
covalente a lipídios (glicolipídios) ou a proteínas (glicoproteínas) da membrana. A camada de carboidratos ajuda a
proteger a superfície celular de danos mecânicos e químicos. Como absorvem água, eles conferem à célula uma
superfície lubrificada.
 Glicolipídios: lipídeos anfipáticos, contendo uma porção hidrofílica, geralmente referida como grupo cabeça polar
(PHG - "polar head group") que é composta por unidades de carboidratos.
 Glicoproteínas: proteínas ligadas a oligossacarídeos (pequenas cadeias de açúcares).
 Proteoglicanos: proteínas ligadas a uma ou mais cadeias longas de polissacarídeos.
OBS
7
: Essas proteínas e lipídios ligados a carboidratos só são encontrados na face não-citosólica da membrana
plasmática (devido ao fato de o citosol ser redutor), contribuindo para a assimetria da mebrana.
As principais funções dos glicolipídeos são:
 Proteger a membrana de condições desfavoráveis (pH, enzimas de degradação);
 Efeitos elétricos (altera o campo elétrico através da membrana e as concentrações de íons cálcio na Membrana
externa);
 Absorvem água, conferindo à célula uma superfície lubrificada;
 Relação com respostas inflamatórias;
 Isolamento elétrico;
 Reconhecimento e adesão celular.
O principal glicídio de membrana é o glicocálix, projetado para a superfície extracelular. Diversas funções
atribuídas ao glicocálix:
 Microambiente: o glicocálix pode modificar a concentração de diferentes substâncias ao nível da superfície
celular.
 Enzimática: a atividade enzimática digestiva terminal dos carboidratos e das proteínas se processa no glicocálix
espesso das microvilosidades dos enterócitos.
 Proteção celular: protege contra danos químicos e mecânicos, além de contribuir para manter a distância certas
moléculas ou células.
 Reconhecimento celular: é a função
mais importante. Permite que as
células se identifiquem mutuamente
e se unam umas às outras para
formar os tecidos, bem como
rejeitando células diferentes. A
diferença está nas moléculas de
carboidrato que compõem o
glicocálix de cada tipo de célula.
 Inibição por contato: é responsável
pela emissão de sinais químicos
que interrompem a mitose por meio
de contatos físicos entre células de
um mesmo tecido. Quando essa
propriedade é perdida ou
modificada, ocorre o crescimento
desordenado de células, formando
os tumores.
 Reprodução: a adesão
entre óvulos e espermatozoides é
ordenada pelo glicocálix.
OBS
8
: A glicoproteína mais abundante é a fibronectina.
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PROTEÍNAS DA MEMBRANA A
Apesar de a bicamada lipídica
promover a estrutura básica de todas as
membranas celulares, a maior parte das
funções é desempenhada pelas proteínas da
membrana.
De fato, as proteínas representam o
componente funcional fundamental das
membranas biológicas. Elas são importantes
não só na estrutura das membranas, como
também na sua permeabilidade, seja como
canais, seja como carreadoras (proteínas
transportadoras). Cada tipo de membrana,
segundo sua localização na célula e tipo
celular, possui uma dotação proteica
específica.
As principais funções das proteínas
são:
 Transporte de nutrientes (glicose)
 Transporte de metabólitos (ureia)
 Transporte de íons
 Receptores e ação enzimática
 Ancoragem para o citoesqueleto
 Reconhecimento celular
OBS
9
: No que diz respeito ao reconhecimento celular, as glicoproteínas, glicolipídios e proteoglicanos são excelentes
receptores, fazendo com que células semelhantes se reconheçam e se agrupem. Quando se faz enxertos ou
transplantes, por exemplo, o paciente receptor passa a fazer uso de medicações que inibem este reconhecimento no
intuito de evitar rejeições.
As proteínas da membrana são classificadas em integrais (intrínsecas) e periféricas (extrínsecas). Em sua
maioria, as proteínas integrais são transmembrana, pois parte de sua molécula permanece confinada à espessura da
bicamada lipídica com dois domínios que se projetam, em geral, para as duas superfícies. As proteínas intrínsecas
correspondem a 70% do total e estão ligadas fortemente a bicamada. Para obtê-las são necessários métodos drásticos,
como a aplicação de detergentes que destroem a integridade da membrana.
As proteínas extrínsecas ou periféricas não penetram no interior hidrófobo da dupla camada lipídica (não são
transmembrana) e se associam com a membrana mediante ligações fracas, do tipo das ligações iônicas, tanto com
proteínas integrais quanto com as cabeças hidrófilas dos fosfolipídios, do lado citosólico ou do extracelular.
OBS
10
: As proteínas transmembranas se estendem através da bicamada lipídica, possuindo partes de sua massa
localizadas nos dois lados da bicamada, possuindo regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Podem ser:
 Transmembranas unipasso: passa uma só vez na membrana.
 Transmembranas multipasso: atravessa a membrana mais de uma vez.
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Com relação à assimetria das proteínas, é importante ter em conta que elas, apesar de poderem rodar sobre seu
próprio eixo e se mover lateralmente, não mudam de posição na bicamada, quer dizer, não podem girar de modo que o
domínio externo possa passar a citosólico e vice versa.
Exemplos de proteínas de membrana:
 Glicoforina: proteína integrante transmembrana alfa-hélice unipasso (131 resíduos de aminoácidos);
 Banda 3: proteína transmembrana alfa-hélice multipasso (930 resíduos de aminoácidos). Essa proteína ajuda no
transporte de ânion, o qual possibilita ao CO2 cruzar a membrana em processo de troca com o Cl
-
;
 Porina: proteína integrante transmembrana beta-barril;
 Espectrina e anquirina: são proteínas periféricas. A espectrina dá a biconcavidade da hemácia.
OBS
9
: Permeabilidade seletiva: para certos compostos ou íons, devido às suas respectivas propriedades e
solubilidade, a membrana apresenta graus diferenciados de solubilidade.
A Fibrose Cística, também conhecida como Mucoviscidose, é
uma doença genética autossômica recessiva causada por um
distúrbio nas secreções de algumas glândulas, nomeadamente as
glândulas exócrinas (glândulas produtoras de muco). O
cromossomo afetado é responsável pela produção de uma
proteína que vai regular a passagem de cloro e de sódio pelas
membranas celulares. A proteína afetada vai ser a CFTR
(regulador de condutância transmembranar de fibrose cística). E
tal como a proteína, o próprio canal de cloro vai sofrer uma
mutação do qual vai resultar em um transporte anormal de íons de
cloro através dos ductos da superfície epitelial das células da
mucosa.
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JUNÇÕES CELULARES
As junções celulares são especializações da membrana plasmática das células, tendo como função a ligação
entre células adjacentes ou entre células e a matriz extracelular. Tais junções se diferenciam na sua localização,
extensão, composição molecular e filamentos citoesqueléticos associados.
 Junções de oclusão (oclusivas ou Tight Junction): são contatos especializados entre células epiteliais
adjacentes, que fecham o espaço intercelular evitando a passagem de substâncias através da via paracelular.
Constituem exemplos: Barreira hematoencefálica; hematobiliar; hematotesticular; hemato-ocular etc. São
formados por ligações de proteínas transmembranares entre células adjacente, formando um verdadeiro
“cinturão” apical que une uma célula às outras que as circundam.
 Junções de adesão (ou ancoragem): também forma
um “cinturão” contínuo ao redor da célula, unindo-a às
adjacentes através de ligações entre moléculas de
adesão dependentes de cálcio (caderinas). Essas
proteínas transmembranares estão encontadas aos
microfilamentos de actina através de moléculas
sinalizadoras. A sua principal função é a de proporcionar
a coesão entre as células, tornando a camada epitelial
mais resistente ao atrito, trações e pressões. As junções
de adesão podem ser célula-célula (desmossomos) ou
célula-matriz (hemidesmossomos):
o Desmossomos punctiforme: são junções
adesivas em forma de disco com cerca de 1μm
de diâmetro amplamente encontrado em tecidos sujeitos ao estresse mecânico, tais como o músculo
cardíaco e as camadas epiteliais da pele e colo do útero. Sua composição molecular é a seguinte:
 Desmogleia (30 a 50 ŋm): Caderinas (Desmogleínas e desmocolinas)
 Placa Densa: Placoglobinas e desmoplaquinas.
 Filamentos Intermediários (8 e 10 ŋm): Constituição molecular
o Desmossomos em banda: Forma uma faixa ou anel
que une as células adjacentes um pouco abaixo da
superfície epitelial, imediatamente depois da porção
oclusiva. Diferem quanto aos Desmossomos
Punctiformes:
 Caderinas: E (epitelial); P (placenta e pele)
e N (neuroepitelial);
 Componentes da placa: Cateninas
(vinculina e a α-actinina);
 Filamentos citoesqueléticos: Actinas
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o Hemidesmossomos: estrutura adesiva, na qual as células estão
ancoradas à membrana basal subjacente. Contendo uma placa na
superfície interna da membrana plasmática com filamentos chegando,
penetrando e retornando ao citosol. Os filamentos intermediários
(queratina) possuem função de suporte, os quais estão ligados a
matriz extracelular por integrinas que atravessam a membrana,
incluindo a α6β4.
 Junções comunicantes: são as chamadas
“Gap junctions” ou “junções do tipo fenda”, que
são proteínas em forma de poros que
comunicam e ligam uma célula a outra.
Pênfigo: São buloses de etiologia autoimune, com tendência à progressão de
evolução crônica e ilimitada, sendo assim, de grave prognóstico. As bolhas são
intradérmicas e decorem de processo acantolítico, induzido por autoimunidade,
contra principalmente, as desmogleínas e desmocolinas dos desmossomos.
As bolhas surgem em decorrência de infiltrações de líquidos do tecido
subjacente pela via paracelular já que as junções celulares perderam sua
adesividade em consequência ao ataque das imunoglobulinas (anticorpos).
Pode ser de dois tipos:
 Pênfigo vulgar (PV): caracterizado pelo aparecimento de bolhas nas mucosas, que afecta
principalmente indivíduos entre os 40 e os 60 anos.
 Pênfigo foliáceo (PF) ou doença de Cazenave: caracterizado pelo aparecimento de bolhas na pele e
não nas mucosas, e que pode aparecer em todos os grupos etários.
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A dor, quando ocorre é discreta, havendo ocasionalmente prurido. Fotossensibilidade pode ser marcante no PF.
Neste pode haver dores, fraqueza muscular, atrofia das glândulas mamárias, descalcificação, fraturas
espontâneas, diarreias. Tanto no PV quanto no PF podem ocorrer as sépticas (pneumonia, nefrite, cardite,
septicemia) que agravam o prognóstico. Escabiose, verrugas e outras dermatoses associam.
O prognóstico é uma doença potencialmente fatal, com êxito letal pouco frequente graças a administração de
corticoides. Na fase inicial do tratamento deve-se administrar Prednisona (1 a 2 mg por Kg de peso) por um
período nunca inferior a 6 semanas. A mesma deve ser aumentada se não houver resposta clínica com 10 dias.
Pode-se utilizar como auxiliar fármacos imunossupressores. Com isso o risco de efeitos colaterais, inclusive
morte, é alto, entretanto se não procedermos assim a mortalidade é elevada.
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CITOLOGIA: NÚCLEO INTERFÁSICO
O núcleo é um depósito de informações genéticas, sendo sua presença a principal característica que distingue
as células eucariontes. Ele é o centro de controle celular. No seu interior ocorre a replicação do DNA, a transcrição e
início da tradução.
O núcleo é delimitado pela carioteca ou envoltório nuclear, composta de duas membranas concêntricas que se
continuam com a membrana do RE. A carioteca apresenta poros, que comunicam o interior do núcleo com o citosol.
Também é reforçado por duas malhas de filamentos intermediários, uma apoiada na superfície interna do envoltório, a
lâmina nuclear, e outra na superfície externa.
CONSTITUIÇÃO
 Membrana nuclear externa;
 Membrana nuclear interna;
 Complexo de poros;
 Espaço perinuclear;
 Nucleoplasma;
 Cromatina;
 Nucléolo;
 Envelope Nuclear.
COMPLEXO DE POROS
É uma estrutura responsável pelo transporte de proteínas nucleares e RNA de forma ativa. As proteínas
nucleares são produzidas no citoplasma e são transportadas com a ajuda das importinas α (reconhece a proteína
nuclear) e a β (reconhece a proteína fibrilar do complexo do poro). As moléculas pequenas e algumas proteínas de baixo
peso molecular atravessam através do envelope nuclear pelos canais aquosos abertos.
A estrutura do complexo é de 8 colunas de sustentação organizadas em volta de um canal central.
OBS
1
: Guardiã do poro + Proteínas radiais = cesta ou gaiola.
Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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No transporte, algumas proteínas (histonas, DNA polimerases, RNA polimerases, Etc.) são destinadas ao núcleo
porque possuem um sinal de localização nuclear, que é uma sequência de aminoácidos específicos. Esse transporte
ocorre da seguinte forma:
 A importina α reconhece a proteína nuclear no citoplasma;
 A importina β se liga à α formando um complexo sinalizador e será importado para o núcleo;
 A importina β se liga às proteínas fibrilares do complexo do poro;
 O Ran GDP é trocado por Ran GTP provocando uma mudança na conformação da importina α permitindo o
deslocamento da proteína;
 O Ran GTP se une a importina β, separando da α e retornando ao citoplasma através das exportinas;
 No citoplasma, o Ran GTP é hidrolisado e transformado em Ran GDP para a nova utilização do transporte.
OBS
2
: O aumento de Ran GDP no citoplasma faz com que as importinas α e β se associem facilmente. O aumento de
Ran GTP no núcleo faz com que as importinas α e β se dissociem facilmente.
CROMATINA
Composto por DNA e proteínas (histônicas e não-histônicas),
consiste no material químico alojado no núcleo.
As proteínas histônicas (H1, H2A, H2B, H3 e H4) são de
caráter básico e com função estrutural. A H1 torna a cromatina mais
compacta. H2A, H2B, H3 e H4 formam o nucleossomo (primeiro
nível de organização do DNA, constituído pelo octâmetro proteico e
146 bases de DNA).
OBS
3
: O cromatossoma é o nucleossomo com a histona H1
formando uma fibra de 30nm.
As proteínas não-histônicas (DNA polimerase, helicase) são
de caráter ácido e exercem funções de estruturação, replicação,
reparação, ativação e repressão gênica.
A cromatina pode ser classificada em:
 Eucromatina: Consiste no DNA ativo, é mais difusa e menos condensada;
 Heterocromatina: Consiste em DNA inativo, é mais condensada, podendo se distinguir em heterocromatina
constitutiva (permanentemente condensada) e heterocromatina facultativa (pode-se apresentar condensada ou
não).
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CITOLOGIA: CICLO CELULAR
O ciclo celular é uma sequência ordenada de eventos com o intuito de haver uma duplicação do material
genético e divisão em duas células novas. É o principal processo de reprodução dos seres vivos. Além da reprodução, o
ciclo celular ocorre em substituição de células, proliferação e apoptose.
Ele é dividido em duas fases:
 Intérfase: período em que tanto o crescimento celular como a replicação do DNA ocorre de maneira mais
ordenada na preparação para divisão celular. É dividida em três fases:
o Fase G1: Crescimento celular (tempo gasto: 11 horas)
o Fase S: Duplicação do DNA (tempo gasto: 8 horas)
o Fase G2: Crescimento celular e síntese proteica (tempo gasto: 4 horas)
 Mitose: ocorre a separação dos cromossomos filhos e finaliza com a divisão celular (tempo gasto: 1 hora)
OBS
1
: O estágio G0 corresponde ao estágio em que a célula entra em divisão. Há células que permanecem no estágio
G0 por tempo indeterminado, mas que estão metabolicamente ativas, apenas não se proliferam mais, a menos que
chamadas para tal por sinais extracelulares apropriados. Exemplo dessas células são os neurônios e as hemácias.
Em cada fase há o ponto de checagem para regular o processo impedindo que células com material genético
não replicado ou com defeito seja repassado para células-filhas.
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SITEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR
O ciclo celular é controlado e acompanhado pelas ciclinas (reguladora mitótica ou G1) e pelas proteinoquinases
[dependentes de ciclinas (CDK), com ação de proliferação]. Essas CDK (proteinoquinases dependentes de ciclinas)
controlam o sistema do processo de divisão, observando se é para a célula parar ou continuar a divisão.
As ciclinas sofrem acumulação (ativam a CDK correspondente) e degradação periódicas (via ubiquitina-
proteossoma).
A ciclina sozinha não consegue ativar a CDK, para isso tem que haver fosforilação e desfosforilação em sítios
específicos para tornarem-se enzimaticamente ativas.
A síntese de ciclinas e a presença de fatores de crescimento estão relacionadas, por isso se não houver um fator
de crescimento, haverá uma deficiência de ciclinas decorrendo em um bloqueio no ciclo celular e a célula entra em G0.
MITOSE
A mitose caracteriza-se pela condensação dos cromossomos, ocorrendo devido a fosforilação da histona 1. As
consequências observadas neste processo são:
 Acúmulo de ciclinas e sua ligação para formar o fator protetor de maturação (MPF).
 A condensação do material genético é realizada por condensinas, proteínas fosforiladas por CDK1. A citocinese
gerada pela desativação do MPF coordena a divisão citoplasmática e nuclear da célula.
Acumulação da ciclina Associação com a CDK
correspondente
Ativação da CDK
CDK ativa: fosforilaçãoEventos do ciclo celular
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FASES DA MITOSE
Admite-se que o processo durante o qual ocorrem transformações que levam à divisão da célula, dando origem a
duas outras com o mesmo número de cromossomos, com seis fases:
 Prófase
 Prometáfase
 Metáfase
 Anáfase
 Telófase
 Citocinese
PRÓFASE
No início da mitose, numa célula diploide, o centrossomo e os cromossomos encontram-se duplicados. Na
prófase os cromossomos começam a se condensar, tornando-se visíveis ao microscópio óptico. Cada cromossomo é
constituído por dois cromatídeos unidos pelo centrômero, chamados cromossomos dicromatídeos.
Depois, os centríolos deslocam-se para polos opostos da célula, iniciando-se, entre eles, a formação do fuso
acromático ou fuso mitótico. Entretanto, o invólucro nuclear desorganiza-se e os nucléolos desaparecem. Essencial para
a divisão dos cromossomos.
PROMETÁFASE
A dissolução do envelope nuclear em fragmentos e seu desaparecimento marca o início da segunda fase da
mitose, a prometáfase. Os microtúbulos que emergem dos centrossomas nos polos do aparelho mitótico atingem
os cromossomas, agora condensados. Na região do centrômero, cada cromátide irmã possui uma estrutura proteica
denominada cinetócoro. Alguns dos microtúbulos do aparelho ligam-se ao cinetócoro, arrastando os cromossomas.
Outros microtúbulos do aparelho fazem contacto com os microtúbulos vindos do polo oposto.
As forças exercidas por motores proteicos associados a estes microtúbulos do aparelho movem o cromossoma
até ao centro da célula. Ja se tornam visíveis por meio do microscópio óptico.
METÁFASE
A metáfase é a fase mitótica em que os centrômeros dos cromossomos estão ligados às fibras cinetocóricas que
provêm dos centríolos, que se ligam aos microtúbulos do fuso mitótico. É a fase mais estável da mitose.
Os cromatídeos tornam-se bem visíveis e logo em seguida se partem para o início da anáfase. É nesta altura da
mitose que os cromossomos condensados alinham-se no centro da célula, formando a chamada placa metafásica
ou placa equatorial, antes de terem seus centrômeros duplicados e da ocorrência do encurtamento das fibras
cinetocóricas pelas duas células-filhas, fazendo com que cada cromátide-irmã vá para cada polo das células em
formação.
Essa é a etapa em que os estudos do cariótipo são realizados, pois os cromossomos estão totalmente
condensados, tornando-se visíveis.
ANÁFASE
O centrômero duplica-se, separando dois cromatoplastídeos que passam a formar dois cromossomos
independentes. As fibrilas ligadas a estes dois cromossomos encolhem, o que faz com que estes se afastem e migrem
para polos opostos da célula - ascensão polar dos cromossomos-filhos. O que leva a que no final, em ambos os polos
haja o mesmo número de cromossomos, com o mesmo conteúdo genético e igual ao da célula mãe.
TELÓFASE
Na Telófase os cromossomos se descondensam, os cromossomos filhos estão presentes nos dois polos da
célula e uma nova membrana nuclear organiza-se ao redor de cada conjunto cromossômico. Com a descondensação, os
cromossomos retornam à atividade, voltando a produzir RNA, e os nucléolos reaparecem.
Durante a telófase, os cromossomos descondensam tornando-se menos visíveis. O invólucro nuclear reorganiza-
se em torno de cada conjunto de cromossomos e reaparecem os nucléolos. O fuso acromático desaparece e dá-se por
concluída a cariocinese. Inicia-se então o processo de Citocinese ao final da fase de Telófase.
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CITOCINESE
Consiste na divisão do citoplasma, o que leva à individualização das células-filhas. Nas células animais (sem
parede celular) forma-se na zona equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos que se contraem puxando a
membrana para dentro levando de início ao aparecimento de um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma,
até se separarem as duas células-filhas.
Nas células vegetais (com parede celular) como a parede celular não permite divisão por estrangulamento, um
conjunto de vesículas derivadas do complexo de Golgi vão alinhar-se na região equatorial e fundem-se formando a
membrana plasmática, o que leva à formação da lamela mediana entre as células-filhas. Posteriormente ocorre a
formação das paredes celulares de cada nova célula que cresce da parte central para a periferia.
IMPORTÂNCIA DA MITOSE
 Permite renovar as células com o mesmo material genético.
 Nos seres unicelulares a mitose já possui o papel da reprodução em si, uma vez que gera dois seres idênticos a
partir de um.
 Nos seres pluri ou multi celulares, a mitose possui três funções básicas e são elas:
 Crescimento corpóreo
 Regeneração de lesões
 Renovação dos tecidos
COMPARAÇÕES ENTRE MITOSE E MEIOSE
A mitose ocorre em todas as células somáticas do corpo e, por meio dela, uma célula se divide em duas,
geneticamente semelhantes à célula inicial. Assim, é importante na regeneração dos tecidos e no crescimento dos
organismos multicelulares. Nos unicelulares, permite a reprodução assexuada.
Já a meiose, nos seres pluricelulares, só ocorre em células germinativas, com duas divisões sucessivas. A
célula-mãe se divide em duas, que se dividem de novo, originando quatro células-filhas (três células-filhas no caso
da oogénese) com metade dos cromossomos da célula inicial: são os gametas, geneticamente diferentes entre si.
OBS
2
: Observe, em resumo, as principais diferenças entre mitose e meiose:
Mitose Meiose
Fases Prófase; Metáfase; Anáfase; Telófase 2x (Prófase; Metáfase; Anáfase; Telófase)
Filhas 2 4
N
o
de cromossomos 2n (diploide) ou n (haploide) n (haploide)
Ocorrência Células somáticas Células germinativas
Características das filhas Idênticas à célula-mãe Metade da célula-mãe
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CITOLOGIA: RIBOSSOMOS
Ribossomos são organelas citoplasmáticas encontradas em procariotos e eucariotos. Eles são amplos
complexos de proteínas (proteínas ribossomais) e moléculas de RNAs ribossômicos (rRNAs), sendo 3 moléculas de
RNAr nos procariotos e quatro nos eucariotos. Esses complexos de proteínas [RNAr] são chamados subunidades e são
produzidos no nucléolo. A principal função dos ribossomos é servir de sítio de tradução, ou seja, síntese de proteínas
(reunião de aminoácidos em proteínas) uma vez que 2 subunidades (uma grande e uma pequena) são unidas pelo
mRNA em uma sequência especifica de aminoácidos ou uma cadeia polipeptídica.
São encontrados nas células sob duas formas: livres ou associados ao
retículo endoplasmático.
 Livres: encontrados no citoplasma, pode ocorrer com um único
ribossomo ou em grupos conhecidos como polissomos. Responsável
por proteínas que estão em solução no citoplasma.
 Associados ao reticulo: encontrados associados à membrana exterior
do retículo endoplasmático. Responsáveis pelas proteínas que formam
membranas, que são estocadas em vesículas no citoplasma ou
exportadas para o exterior da célula.
Destino das proteínas dos ribossomos livres: núcleo, peroxissomos,
mitocôndrias e cloroplastos.
Destino das proteínas aderidas no Retículo Endoplasmático:
lisossomos, meio extracelular, membrana.
A composição química do RNA difere do DNA em diversos aspectos:
ele contém o açúcar ribose no lugar da desoxirribose e a base uracila (U) ao invés da timina (T); dobra-se, adquirindo
diversas formas importantes na sua função. O DNA é composto por fita dupla enquanto o RNA é composto por uma fita
simples.
As células produzem vários tipos funcionalmente de RNAs tais como o mRNA, que transporta instruções de
como fazer proteínas, tRNA que atua como molécula adaptadora de síntese de proteína e o rRNA que é um dos
componentes dos ribossomos.
TIPOS DE RIBOSSOMOS
Os ribossomos apresentam componentes que são
designados pelos seus “valores S”, ou seja, sua taxa
sedimentação em uma ultracentrifugação. Embora os ribossomos
tanto dos eucariotos como dos procariotos apresentem
semelhança na estrutura e na funcionalidade, eles diferem no
tamanho e no número dos seus componentes proteicos.
Essas estruturas são compostas por duas subunidades
uma grande e outra pequena de RNAs-ribossomais (rRNAs) que
se encaixa entre si para formar um ribossomo completo. O
ribossomos 70S procariótico é formado por uma subunidade 50S
(grande) que consiste nos rRNAs 5S e 23S de 34 proteínas e
uma subunidade 30S (pequena) constituída pelo rRNA 16S de 21
proteínas. O ribossomo 80S eucariótico contém uma subunidade
60S apresentando rRNAs 5S, 5,8S e 28S com 49 proteínas e
uma subunidade 40S tendo rRNA 18S de 33 proteínas.
OBS
1
: A subunidade maior catalisa a formação das cadeias polipeptídicas; a subunidade menor estabelece a
correspondência entre os anticódons do tRNA e os códons do mRNA.
FORMAÇÃO DOS RIBOSSOMOS
O processamento de RNAs ribossomais em células procarióticas e eucarióticas acontece de forma similar. No
procarionte Escherichia coli, por exemplo, para cada rRNA disperso no genoma existem sete operons (unidade de
expressão gênica procariótica que inclui genes estruturais coordenadamente regulados, e elementos controladores que
são reconhecido por produtos de genes reguladores) diferentes, e essa unidade contém uma cópia de cada sequência
de rRNA 5S, 16S e 23S.
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O pré-rRNA (estrutura longa que normalmente tem vida curta) das células procarióticas em sua clivagem inicial
sofre a ação RNA Polimerase III (RNase III), levando a cortes na estrutura do transcrito primário gerando precursores
distintos para cada um dos três rRNAs. Esse por sua vez sofrerão mais um processo de clivagem efeito da ação das
RNases M5, M16 e M23, liberando as moléculas dando origem aos rRNAs finais 5S, 16S e 23S.
Nas células eucarióticas, como já foi discutido, apresentam quatro rRNAs 5S, 5,8S, 18S e 28S representados por
uma cópia. Os rRNAs 5,8S, 18S e 28S são sintetizados através de modificações químicas e clivagem a partir de um
único precursor longo, que sofre a ação da RNA polimerase I (RNase I), já o rRNA 5S é sintetizado a partir de um grupo
separado de genes por uma polimerase diferente, a RNase III, não necessitando de modificações químicas. Não se sabe
por que esse RNA é transcrito separadamente.
O transcrito primário dos eucariotos sofre várias clivagens, primeiramente nos espaçadores externos transcritos
(ETS), após vários ciclos de modificações, os espaçadores internos transcritos (ITS) sofre também ação de enzimas
liberando o pré-rRNA 20S a partir do precursor 32S. Este ambos precursores serão aparados, e a região 5,8S faz par
com rRNA 28S através de pontes de hidrogênio, antes que sejam produzidas as moléculas finais. Tudo o que foi descrito
ocorre no nucléolo.
Modificações químicas ocorrem no precursor antes que o rRNAs sejam clivados a partir deste, e montados sobe
a forma de ribossomos. Essas modificações incluem metilações das posições 2’-OH nos açúcares nucleotídeos e
isomerizações de nucleotídeos uridina para pseudo-uridina, mas as funções destas modificações não são
compreendidas em detalhes, sabe-se que elas provavelmente ajudem no dobramento e na união dos rRNAs finais e
podendo também alterar sensivelmente a função dos ribossomos.
TRANSCRIÇÃO
A transcrição é o processo de formação do RNA a partir do DNA. Ela começa com a
abertura e a desespirilação de uma pequena porção da dupla hélice do DNA, para expor as
as bases em cada fita de DNA. Uma das duas fitas da dupla hélice do DNA, então, reage
como um molde para a síntese de uma molécula de RNA. A sequencia de nucleotídeos da
cadeia de RNA é determinada pela complementariedade do pareamento de bases entre os
nucleotídeos a serem incorporados e o DNA-molde.
Imediatamente após a região onde os ribonucleotídeos foram adicionados, a cadeia
de RNA é deslocada, e a hélice do DNA se reassocia.
As enzimas que realizam a transcrição são denominadas de RNA polimerases. Elas
catalisam a formação de pontes fosfodiéster que ligam os nucleotídeos entre si para formar
uma cadeia linear.
SPLINCING DO RNA
As sequências codificantes de genes eucarióticos são
caracteristicamente interrompidas por sequências intervenientes não-
codificantes (íntrons).
Descoberta em 1977, esta característica dos genes eucarióticos foi
uma surpresa para os cientistas, que estavam familiarizados apenas com
genes bacterianos, os quais, caracteristicamente, consistem em uma porção
contínua de DNA codificante que é diretamente transcrita em mRNA. Em
contraste extremo, os genes eucarióticos são encontrados sob forma de
pequenos pedaços de sequências codificantes (sequências expressas ou
éxons) intercaladas por sequências intervenientes ou íntrons.
Tantos as sequências de íntrons como as sequências de éxons são
transcritas em RNA. As sequências dos íntrons são removidas do RNA pelas
ribonucleoproteínas pequenas e nucleares (SNURPS), enquanto que os éxons
são reunidos entre si. Esse processo é o chamado “splicing” de RNA
Numa primeira etapa, o pré-RNAm é clivado na extremidade 5’ do
íntron, que é então unida a um nucleotídeo de adenina dentro do íntron (perto
da sua extremidade 3’). O intermediário resultante tem uma estrutura em forma
de laço. Depois, ocorre clivagem na extremidade 3’ do íntron e a ligação entre
os dois éxons.
Este RNA resultante é chamado de mRNA funcional, o qual sai do
núcleo em direção ao citoplasma para o início da tradução pelo ribossomo.
Algumas doenças, como a talassemia, podem ser causadas pela
mutação em regiões intrônicas (nesse caso a mutação criou um novo local de
corte para o íntron, produzindo um sinal de parada precoce da proteína).
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A talassemia é um tipo de anemia hereditária causada pela redução ou ausência da síntese da cadeia de
hemoglobina, uma proteína situada no interior dos glóbulos vermelhos e que tem a função de transportar o oxigênio.
TRADUÇÃO E SÍNTESE PROTEICA NOS EUCARIOTOS
A síntese proteica é feita no ribossomo, uma máquina catalítica complexa feita a partir de mais de 50 diferentes
proteínas (as proteínas ribossomais) e diversas moléculas de RNA, os RNAs ribossomais. O ribossomo é composto de
duas subunidades: uma grande e uma pequena. A subunidade pequena fornece uma região sobre a qual os tRNAs
podem ser eficientemente pareados sobre os códons do mRNA, enquanto a subunidade grande catalisa a formação das
cadeias peptídicas que ligam os aminoácidos (aa) entre si.
Elementos fundamentais para ocorrer a tradução: ribossomos, RNAs, proteínas, GTPs e aminoácidos.
Uma vez que a síntese de proteína foi iniciada, cada aminoácido novo é adicionado à cadeia em extensão em
um ciclo de reações contendo três etapas:
A – Iniciação
 Antes de ser iniciada a síntese, o aminoácido passa por um processo de ativação, no qual há uma ligação do
aminoácido com uma molécula de tRNA catalizada pela enzima aminoacil tRNA sintetase.
 A tradução inicia-se com um códon de iniciação AUG que corresponde a um tRNA iniciador que transporta
sempre a metionina (não-formilada). Este tRNA iniciador liga-se à pequena subunidade ribossomal. Há também
a ligação de fatores de iniciação.
 A pequena subnidade ribossomal liga-se à extremidade 5’ do mRNA e percorre-o até encontrar o primeiro AUG.
 A grande subunidade ribossômica liga-se à pequena subunidade, formando um ribossomo funcional.
 O tRNA iniciador encontra-se no sítio P (peptidil) deixando o sítio A (aminoacil) vazio, pronto para que outra
molécula de aminoacil- tRNA o ocupe, iniciando a síntese proteica.
 Esta etapa envolve a participação dos Fatores de Iniciação (IFs). Esses fatores se ligam à subunidade 30s e, em
seguida, associam-se ao mRNA e ao formil-metionina-tRNA. O complexo formado pela subunidade menor,
mRNA e f-met-tRNA, constitui o complexo de iniciaçao 30s. Com a hidrólise de GTP ligada ao IF2, ocorre a
liberação dos fatores de iniciação e a subunidade maior associa-se formando o complexo de iniciação.
B – Alongamento ou Elongação
 Após o complexo de iniciação ter sido formado, a tradução continua pelo alongamento da cadeia polipeptídica.
 O sítio A, até então vazio, é ocupado por um aminoacil- tRNA correspondente ao segundo códon do mRNA.
 A metionina solta-se do tRNA iniciador e liga-se por ligação peptídica aos aa recém-chegado no local A,
formando um peptidil- tRNA.
 De seguida, ocorre a translocação, em que o ribossomo se move 3 nucleotídeos ao longo do mRNA,
posicionando o próximo códon num sítio A vazio. Assim, o peptidil- tRNA é translocado do sítio A para o P e o
tRNA iniciador do sítio P para o E (exit - saída).
 A ligação de um novo aminoacil- tRNA ao sítio A, induz a libertação do tRNA iniciador do sítio E, deixando o
ribossomo pronto para a inserção do próximo aa na cadeia polipeptídica em formação.
 O alongamento da cadeia polipeptídica prossegue até que um códon de STOP (parada) seja translocado no sítio
A do ribossomo.
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C – Terminação
 Após vários ciclos de alongamento surge um códon STOP (UAA, UAG, UGA) no local A. Estes códons não são
reconhecidos por nenhum RNAt. São reconhecidos por fatores de liberação (RF1 e RF2). O RF1 reconhece o
códon UAG e UAA; o RF2 reconhece o UAA e UGA.
 Liga-se um fator de terminação ao códon STOP.
 Esta ligação altera a atividade da peptidil transferase, que catalisa a adição de H2O (em vez de um aa) ao
peptidil- tRNA.
 Dá-se a hidrólise da ligação entre o peptídeo e o tRNA, com consequente libertação do peptídeo e do tRNA do
ribossomo.
 O ribossomo liberta o mRNA e dissocia-se nas suas 2 subunidades.
OBS
2
: A degradação das proteínas é feito pelo proteossomo. Essas proteínas antes de serem degradadas, deverão ser
marcadas pela ubiquitina, que é ativada pela E1 e então é transferida para outra enzima (E2) e depois para proteína-alvo
por meio de uma ligase E3.
POLIRRIBOSSOMOS
As moléculas de mRNAs que estão sendo traduzidas são, consequentemente, de modo geral encontradas sob
forma de polirribossomos - grades arranjos citoplasmáticos compostos de vários ribossomos separados por cerda de 80
nucleotídeos sobre uma única molécula de mRNA.
Estas iniciações múltiplas significam que muitas moléculas de proteína podem ser produzidas em um mesmo
tempo determinado do que seria possível se cada ribossomo tivesse que completar o processo antes que o próximo
ribossomo o iniciasse.
SÍNTESE PROTEICA: EUCARIONTES VS PROCARIONTES
Etapa Eucariontes Procariontes
Transcrição Têm 3 RNAs polimerases que sintetizam diferentes
RNAs:
• Polimerase I: sintetiza rRNA de grande
dimensão.
• Polimerase II: sintetiza o RNAnh (que origina
o mRNA) e o RNAsn.
• Polimerase III: sintetiza rRNA de pequena
dimensão e tRNA.
As RNAs polimerases requerem fatores de
transcrição para se ligarem às sequências
promotoras.
Os genes são transcritos por uma única
RNA polimerase.
A RNA polimerase liga-se diretamente às
sequências promotoras.
Processamento
do mRNA
Os transcritos primários de mRNA sofrem
processamento por splicing, antes de serem usados
como moldes para a síntese proteica.
Os ribossomos têm acesso imediato ao
mRNA e a tradução é iniciada enquanto a
transcrição ainda está em progresso.
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ANTIBIÓTICOS COMO INIBIDORES DE SÍNTESE PROTEICA PROCARIÓTICA
Muitos dos mais eficientes antibióticos utilizados na medicina moderna são compostos produzidos por fungos
que inibem a síntese proteica bacteriana. Algumas dessas drogas exploram as diferenças estruturais e funcionais entre
os ribossomos bacterianos e eucarióticos de forma a interferir preferencialmente com o funcionamento dos ribossomos
bacterianos.
Consequentemente, alguns desses compostos podem ser ingeridos em altas doses sem que ocorra uma
toxicidade indesejada nos seres humanos. Tendo em vista que diferentes antibióticos se ligam a diferentes regiões dos
ribossomos bacterianos, eles frequentemente inibem passos distintos no processo sintético. Alguns antibióticos mais
comuns estão listados na tabela abaixo:
Antibiótico Células-alvo Efeito
Estreptomicina Procariótica - Inibe a iniciação
- Provoca erro na leitura do mRNA
Tetraciclina Procariótica - Inibe a ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo
Cloranfenicol Procariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase
Eritromicina Procariótica - Liga-se à subunidade 50S do ribossomo e inibe a translocação
Puromicina Procariótica e
Eucariótica
- Provoca a terminação prematura da cadeia, atuando como um análogo do
aminoacil-tRNA
Cicloheximida Eucariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase
Tradução Iniciação A síntese proteica é iniciada com metioninas não-
modificadas.
Fatores de iniciação: eIF-1, eIF-1A, eIF-2, eIF-2B,
eIF-3, eIF-4A, eIF-4B, eIF-4E, eIF-4G, eIF-5.
A síntese proteica é iniciada com um
resíduo de metionina modificada: N-formil-
metionina.
Fatores de iniciação: IF-1, IF-2, IF-3.
Alongamento Fatores de alongamento: eEF-1α, eEF-1βδ, eEF-2. Fatores de alongamento: EF-Ta, EF-Ts,
EF-G.
Finalização Fatores de terminação: eRF-1, eRF-3. Fatores de terminação: RF-1, RF-2, RF-
3.
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CITOLOGIA: RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Antes de adentrar ao estudo, propriamente dito, do Retículo endoplasmático, devemos entender onde que esta
organela pode ser encontrada. As células eucariontes diferem das células procariontes em vários aspectos, dos quais,
os mais significativos são: a presença de uma membrana nuclear, diferenças quanto a transcrição e tradução do DNA,
presença de um citoesqueleto, e por fim e mais importante para a manutenção vital desta célula a presença de um
sistema de organelas endomembranosas. Estas, por sua vez, formam discretos compartimentos que faz com que as
atividades da célula ocorram.
O Retículo Endoplasmático (será citado como RE ao longo deste projeto), que é uma organela
endomembranosa, atuará na síntese de proteínas, e a partir dos ribossomos aderidos a sua superfície, a proteína vai ser
encaminhada para outras organelas, da seguinte maneira:
No momento em que ocorre o inicio da tradução, os ribossomos sintetizam proteínas, a partir de uma serie de
reações biológicas que compreendem a hipótese do sinal, e a partir daí estas vão sendo levada até os ribossomos e
então sendo processadas e dobradas. Do RE, as proteínas vão sendo encaminhadas via transporte vesicular para o
complexo de Golgi, e lá ocorre o processo de organização e processamento de proteínas, levando então estas para os
lisossomos, membrana plasmática ou para ser secretadas pela célula.
OBS
1
: As proteínas e os lipídios sintetizados podem seguir três destinos diferentes:
 Permanecer no RE;
 Seguir para outras organelas;
 Encaminhar-se para o exterior da célula por meio da secreção.
EVOLUÇÃO
É importante saber sobre a evolução, pois
a partir desta há a compreensão como ocorre a
interação dentre os diferentes compartimentos de
uma célula eucariótica moderna. Acredita-se que
as primeiras células eucarióticas, tenham sido
formado a partir de micro-organismos simples,
semelhantes à bactérias, possuidora de uma
membrana plasmática e ausente de membranas
internas. Esta membrana plasmática seria então
responsável por vários processos como síntese de
ATP, síntese de lipídios, etc. As bactérias podem
sobreviver desta maneira, pelo fato de serem
pequenas e de que sua relação superfície/volume
ser alta.
Enquanto as células eucariontes não podem em decorrência de seu grande volume, até 1000 10000 vezes maior
do que uma bactéria típica como E. Coli, de modo que sua relação superfície/volume seja baixa e não sobreviveria com
uma membrana plasmática, sendo a única membrana.
Acredita-se que as membranas nucleares, membrana do RE, do Golgi, dos lisossomos, dos endossomos
originaram a partir de invaginações da membrana plasmática formando então um sistema de endomembranas.
Em bactérias a única molécula do DNA está ligada a membrana plasmática. Acredita-se que em uma célula
procarionte ancestral, que possui apenas a membrana plasmática e o DNA, esta por sua vez invaginou, de modo a
circundar completamente a molécula de DNA, e formando uma dupla camada, que se destacou da membrana
plasmática, formando um compartimento nuclear com duas camadas, e então vestígios desta membrana formaram o RE,
sobre o qual aderiram ribossomos e a partir deste esquema hipotético, presume-se o porquê da continuidade entre as
membranas nucleares interna e externa com o lúmen o RE (Retículo Endoplasmático).
CLASSIFICAÇÃO
Existem dois tipos morfológicos de RE: o retículo endoplasmático liso
(REL), que não possui ribossomos, e o retículo endoplasmático rugoso (RER),
que possuem ribossomos associados a sua membrana.
Os ribossomos que estão associados ao RE estão na forma de
polirribossomos, isto é, ligados à membrana por uma molécula de RNA
mensageiro (RNAm). Esses ribossomos são responsáveis pela produção de
Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF
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proteínas a serem utilizadas pelo próprio RE e para serem transportadas para o Golgi, formar os lisossomos ou serem
secretadas pela célula. É no interior do RER que as proteínas formam sua estrutura secundária. Os ribossomos livres no
citosol produzem proteínas utilizadas pelo núcleo, mitocôndrias, Retículo-endoplasmático e peroxissomos.
ESTRUTURA
Por ter uma mesma origem básica, ambos os tipos de RE possuem a mesma estrutura de membrana, que se
assemelha com a própria membrana plasmática, diferenciando apenas na posição da bicamada lipídica.
A membrana que delimita o lúmen do retículo endoplasmático é basicamente composta por uma bicamada
lipídica associado a proteínas. Apresenta exclusivamente na camada voltada para o lúmen lipídios como fosfatidilcolina e
esfingomielina. Na camada citosólica, lipídios como fosfatidilenositol, fosfatidilcerina e fosfatidiletanolamina.
OBS
2
: Note que a membrana do RE possui lipídios de forma invertida em comparação a membrana plasmática.
A bicamada lipídica do retículo endoplasmático é contínuo com a membrana nuclear (carioteca), o que permite
que as substâncias sintetizadas pelo retículo endoplasmático tenham livre transito pelo lúmen da carioteca.
Ambos os tipos de RE compreendem em um sistema de membranas que contém um espaço (luz) separado do
citosol que o circunda. A composição desse espaço luminal (ou cisternal) do interior da membrana do RE é muito
diferente daquela do espaço citosólico que o rodeia. A diferença básica entre o RER e o REL é que no primeiro existem
ribossomos aderidos a sua superfície citosólica, contudo as diferenças entre esses dois tipos de organelas é muito
maior.
O RER é uma organela extensa composta principalmente por sacos achatados e interconectados (cisternas).
Além disso, é contínuo com a membrana externa do envelope nuclear, a qual também possui ribossomos na sua
superfície citosólica.
Já os elementos membranosos do REL são tipicamente tubulares e formam um sistema interconectado de
canalículos curvos através do citoplasma. Quando as células são homogeneizadas, os fragmentos do REL formam
vesículas de superfície lisa, enquanto os fragmentos do RER formam vesículas de superfície rugosa. Assim, esses dois
tipos de vesículas possuem densidades diferentes.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
O retículo endoplasmático liso ou agranular é formado por sistemas de túbulos cilíndricos sem ribossomos
aderidos à membrana.
O retículo endoplasmático liso tem função principal de desintoxicar o organismo. É ele quem faz o metabolismo
do etanol (álcool), nas células do fígado, de medicamentos, e outras substâncias estranhas ao organismo. Ele também é
responsável pela produção de alguns lipídios, como o colesterol. Nas células musculares, ele guarda o ATP, molécula
que armazena energia, que será utilizada nos movimentos.
Esse tipo de retículo é abundante principalmente em células do fígado e das gônadas.
a) Síntese de Lipídios. A maior parte das enzimas para biosíntese de fosfolipídios da membrana estão circunscritas
ao REL. Como os precursores dessas moléculas são citosólicos (colina, ácidos graxos, glicerolfosfato), os
fosfolipídios formados ficam inseridos na metade citosólica da dupla camada do REL. Além disso, em ambas as
lâminas da membrana do REL, contém translocadores fosfolipídicos (flipases) que movem essas moléculas da face
citosólica para a luminal. Os fosfolipídios recém sintetizados, podem ser liberados para constituição das membrana
celulares, sendo transportados por proteínas de intercambio de fosfolipídios que se encontram no citosol.
b) Síntese de Triglicerídeos. O REL encontra-se bem desenvolvido nos adipócitos brancos e nos da gordura parda.
Durante a absorção intestinal dos lipídios, estes são emulsionados pelos sais biliares e parcialmente hidrolisados
pelas lípases digestivas. Os produtos resultantes se difundem através da membrana dos enterócitos e são captados
pelo REL que reconstitui os triglicerídeos.
c) Síntese de Esteroides. O REL é a organela mais proeminente em todas as células das glândulas endócrinas.
Estudos bioquímicos demonstraram que as enzimas que intervém na síntese de colesterol a partir do acetato
residem em suas membranas. Essas enzimas são necessárias para a remoção da cadeia lateral do colesterol de
modo a convertê-la a um precursor comum a todos os hormônios do tipo esteroides.
d) Desintoxicação – Transformação de substancias químicas ou escórias metabólicas. O principio geral da
inativação consiste em transformar moléculas ou substancias químicas (medicamentos, drogas) lipossolúveis (que
tendem a entrar na célula) em compostos ionizáveis altamente hidrossolúveis para serem eliminados rapidamente
do organismo por diversas vias, principalmente pela urina. Geralmente, isso ocorre em duas fases: (1) Oxidação da
substância, aumentando a sua solubilidade e (2) une-se à substancia oxidada com outra molécula que resulta em
um conjugado ionizado ainda mais solúvel e excretável. As enzimas necessárias para oxidação compõem o
chamado sistema oxidativo de função mista, e estão presentes no REL do fígado. Uma características das oxidases
de função mista é intervir em reações oxidativas, por exemplo, o benzol sendo transformado em fenol ou atuando
na degradação do etanol ingerido em bebidas alcoólicas. As principais enzimas presentes na fase 2 da
desintoxicação são as transferases que estão presentes na membrana do REL hepático.
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Medresumos 2016 cef

  • 1. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 1 www.medresumos.com.br MÓDULO: CÉLULA, ESTRUTURA E FUNÇÃO (CEF) Arlindo Ugulino Netto Raquel Torres Bezerra Dantas
  • 2. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 2 www.medresumos.com.br O Módulo CEF abrange assuntos importantes, focando, basicamenteo, no estudo da estrutura e função celular. Podemos aprofundar o nosso conhecimento destacando partes importantes e relacionadas das seguintes disciplinas médicas: Citologia, Biofísica, Genética, Bioquímica e Histologia. O módulo além de aulas teóricas abrange aulas práticas em laboratórios, com o intuito de aproximar e dinamizar mais sobre o estudo da célula. Este resumo ajuda a guiar os estudos e facilitar o aprendizado. BONS ESTUDOS!!! Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas. MÓDULO: CÉLULA, ESTRUTURA E FUNÇÃO 2016
  • 3. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 3 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: INTRODUÇÃO À CÉLULA Citologia (do grego kytos, 'célula' e logos, 'tratado', 'estudo') é a parte da Biologia que se ocupa do estudo da célula, no que diz respeito a sua estrutura, suas funções e sua importância na complexidade dos seres organizados. Hoje se sabe que todos os seres vivos são formados de minúsculas partículas chamadas células, excetuando-se os vírus. Alguns tipos de células podem ser vistos macroscopicamente, mas, em sua maioria absoluta só são vistos através de um microscópio. O pioneiro no termo “célula” foi Robert Hooke, inglês, que, observando cuidadosamente um pedaço de cortiça, em 1665, notou um revestimento duro. Hooke descreveu a estrutura da cortiça como semelhante a um favo de mel, composta por pequenos compartimentos, que ele batizou de "células". Seu microscópio, no entanto, era ainda muito rudimentar para aprofundar a descoberta. A teoria celular, porém, só foi formulada em 1838-39, por Mathias Schleiden e Theodor Schwann. Através de suas observações em animais e vegetais, esses dois cientistas concluíram que todo ser vivo é constituído por unidades fundamentais: as células (para a época, hoje se sabe que os vírus não apresentam). Todos os organismos vivos e todas as células que os constituem tem um ancestral em comum que sofreu processo evolutivo, ou seja, a bilhões de anos, uma determinada célula permitiu a formação dos seres vivos a partir de mutações e seleções naturais que envolvem:  Variação randômica: ocorre ao acaso e a informação é transmitida de um indivíduo a seus descendentes;  Variação por indução: é a seleção a favor do material genético que ajuda o indivíduo a se propagar. Neste capítulo, poder-se-á analisar os conceitos fundamentais pertinentes à citologia, as semelhanças e diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas, bem como, a análise das principais organelas citoplasmáticas e dos componentes nucleares. OBS 1 : Parasitas intracelulares obrigatórios. São seres microscópicos que não possuem metabolismo próprio, sendo necessário que estejam no interior de uma célula, parasitando-a para que possuam determinadas características como reprodução e evolução. São enquadrados neste contexto os vírus e algumas bactérias (por exemplo, as Rickéttsias que são procariontes incompletos que proporcionam quadro patológico similar a poliomielite). Principais diferenças entre Rickéttsias. Rickéttsia Vírus Possuem parte da bateria necessária para a multiplicação Apresentam DNA e RNA Possuem membrana plasmática semipermeável Não possui nenhuma estrutura complexa ou organela. Apenas possui DNA ou RNA (ver OBS 2 ) Não possui membrana plasmática e o material genético é delimitado por capa proteica (capsídeo, o qual é formado por unidades proteicas denominadas de capsômeros). OBS 2 : Atualmente, foram descobertos alguns vírus que apresentam DNA e RNA, como algumas variedades do citomegalovírus. PROPRIEDADES DAS CÉLULAS  Complexidade e organização;  Reprodução;  Auto-regulação;  Realização de reações químicas;  Aquisição e utilização de energia;  Presença de um programa genético. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas. MÓDULO: CÉLULA, ESTRUTURA E FUNÇÃO 2016
  • 4. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 4 www.medresumos.com.br CÉLULA PROCARIÓTICA OU PROTOCÉLULA São células que não possuem uma carioteca e que o DNA (cromossomo) encontra-se espalhado pelo citoplasma numa região denominada nucleoide. As primeiras células na origem da vida possivelmente tinham esta conformação, as quais são representadas atualmente pelo Reino Monera (bactérias e cianobactérias). Não possuem organelas citoplasmáticas membranosas típicas como complexo golgiense, retículo endoplasmático, lisossomos, peroxissomos e vacúolos. Também não possuem a estrutura não-membranosa denominada de centríolos, bem como, citoesqueleto. As células procarióticas (procariontes) apresentam membrana plasmática, ribossomos 70S (velocidade de sedimentação das subunidades ribossômicas, diferente da dos eucariontes que é 80S) para a síntese proteica, DNA (cromossomo bacteriano), RNA, citoplasma com citosol, além de a maioria poder apresentar parede celular para a proteção e sustentação, como também, mesossomo relacionado à respiração celular. OBS 3 : O mesossomo é uma invaginação presente na membrana bacteriana. Podem existir membranas fotossintetizantes ou lamelas fotossintetizantes no citoplasma das cianobactérias. CÉLULAS EUCARIÓTICAS OU EUCÉLULAS (EUCARIONTES) São células que surgiram durante o processo evolutivo a partir de um procarionte primitivo que apresentou inúmeras invaginações da membrana o que permitiu a origem das estruturas membranosas internas como carioteca, complexo golgiense, retículo endoplasmático, lisossomos, peroxissomos, vacúolos e duas outras estruturas que surgiram a partir do modelo endossimbiôntico. Estas são as mitocôndrias e os cloroplastos, os quais, no passado, possivelmente eram bactérias que foram englobadas por células eucarióticas e assim se modificaram e transformando-se em organelas citoplasmáticas membranosas. OBS 4 : As principais diferenças entre eucariontes e procariontes são: nos procariontes tem-se ausência de carioteca (envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos com coeficiente de sedimentação 70S, DNA circular e disperso pelo citoplasma sendo transcrito em RNA no citoplasma e este é traduzido no próprio citoplasma (citosol ou hialoplasma). Nos eucarionte tem-se a presença de carioteca (envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e de citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos com coeficiente de sedimentação 80S e DNA transcreve o RNA no núcleo (em geral, exceto nas mitocôndrias e cloroplastos) e este é traduzido no citoplasma. LISOSSOMOS Os lisossomos são organelas arredondadas (esféricas), membranosas (lipoproteicas), possuidoras de enzimas digestivas em seu interior, que têm sua origem no complexo golgiense. Suas enzimas são formadas no Retículo endoplasmático granuloso e encaminhadas ao complexo golgiense, onde são "empacotadas" em pequenas vesículas denominadas de lisossomos. As enzimas são chamadas hidrolases ácidas ou hidrolíticas porque a digestão é uma quebra de moléculas de alimento feita com moléculas de água (daí o nome hidrolase, de hidro = água e lise = separação) e o interior do lisossomo é ácido (pH aproximadamente 4.5 a 5). Células animais como neutrófilos e macrófagos se valem da fagocitose para defesa do organismo contra bactérias e outros microrganismos. Quando os lisossomos digerem algum material proveniente do meio extracelular e que penetrou na célula por fagocitose ou por pinocitose este fenômeno é denominado de heterofagia ou função heterofágica. Os lisossomos podem também remover organelas ou partes desgastadas da célula ou que não são mais
  • 5. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 5 www.medresumos.com.br necessárias ao seu funcionamento. Por esse processo, chamado autofagia (autos = próprio; fago = comer), ou seja, digestão realizada pelos lisossomos de estruturas da própria célula. A célula mantém suas estruturas em permanente reconstrução, podendo mesmo construir uma parte nova à custa da destruição de outra mais velha. Este processo também está relacionado, ao longo do desenvolvimento de um organismo, há momentos em que grupos de células são destruídos, a partir da morte programada das células por apoptose. É o que ocorre durante a regressão da cauda do girino (larva do sapo) durante o processo de metamorfose. O mesmo acontece durante a modelagem dos dedos do embrião humano: inicialmente, os dedos estão unidos por uma membrana (como em um pé- de-pato), que é removida pela destruição de suas células, regressão da mama após o final do período de lactação e do útero ao fim da gestação. Autólise é o fenômeno de ruptura dos lisossomos que pode levar ao extravasamento das enzimas hidrolíticas no citoplasma celular e alteração do metabolismo celular de tal forma a prejudicar a vida da célula, como na doença chamada de silicose. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O Reticulo Endoplasmático (que será citado como RE ao longo deste capítulo), é uma organela endomembranosa que atuará na síntese de proteínas. A depender da presença ou da ausência de ribossomos aderidos à sua membrana, o RE poderá ser do tipo liso ou rugoso. O retículo endoplasmático não-granuloso, liso ou agranular (REL) compõe canais membranosos em forma de tubos e não possui ribossomos aderidos às suas membranas. Mas em suas cavidades há enzimas que sintetizam diversos tipos de lipídios, como os da membrana plasmática e os esteroides (que formam, por exemplo, os hormônios sexuais). Há também enzimas responsáveis por uma desintoxicação do organismo (P450), enzimas que transformam alguns medicamentos, álcool e outras substâncias tóxicas em produtos menos tóxicos e de excreção mais fácil. Esse processo é realizado no fígado principalmente. Nas células de Leydig dos testículos e nas células foliculares dos ovários existe uma grande quantidade de retículo endoplasmático não-granuloso devido a produção de hormônios esteroides. Nos músculos, o retículo liso - chamado retículo sarcoplasmático - também é muito desenvolvido e serve de reservatório de íons cálcio, necessários ao mecanismo de contração. O retículo endoplasmático granuloso, rugoso (RER), também chamado ergastoplasma (ergazomai = fabricar), é formado por canais achatados (cisternas) com vários ribossomos na parte externa da membrana, isto é, na parte em contato com o citoplasma. As proteínas produzidas pelos ribossomos do retículo rugoso são lançadas na cavidade do retículo e envolvidas por pedaços de membrana, formando pequenos "pacotes" ou vesículas cheias de proteína. Essas pequenas vesículas de transporte são enviadas para o complexo golgiense, de onde podem ser secretadas. Dizemos, então, que o retículo rugoso produz proteínas para exportação principalmente. Por isso, ele é bem desenvolvido em células glandulares. COMPLEXO GOLGIENSE (COMPLEXO DE GOLGI) Estruturalmente, o complexo de Golgi (CG) é uma estrutura saculiforme (vesículas achatadas e empilhadas) relacionada ao processo de secreção celular. Em muitas células, o complexo Golgiense localiza-se em posição constante, quase sempre ao lado do núcleo; em outras células, ele se encontra disperso pelo citoplasma (vegetais). O complexo de Golgi é estrutural e bioquimicamente polarizado. Apresenta duas faces distintas: a face cis ou formativa, voltada para o núcleo e o retículo endoplasmático, através da qual as proteínas secretadas pelo RER penetram no complexo de Golgi. A face trans ou de maturação, côncava, é a face voltada para a Membrana Plasmática, através da qual brotam as vesículas
  • 6. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 6 www.medresumos.com.br secretoras, os lisossomos e as vesículas contendo proteínas destinadas à Membrana Plasmática. Quanto ao CG, podemos levantar algumas especificidades:  As principais funções do CG são recepção, armazenamento temporário de proteínas produzidas no RER, as quais chegam através de vesículas de transporte e secreção através das vesículas de secreção até a membrana plasmática. No complexo golgiense as proteínas podem sofrer modificações tais como: glicosilação, sulfatação e fosforilação. O complexo golgiense é capaz de sintetizar alguns glicídios (exemplo: polissacarídeos), como o ácido hialurônico, que forma uma espécie de "cola" entre as células de alguns tecidos animais. Pode também acrescentar ou retirar algumas moléculas de açúcar e outras substâncias às proteínas. Isso funciona como um sinal ou "etiqueta com um endereço", que indica se a proteína será exportada ou levada para outra organela.  Em síntese, são funções do Golgi: condensar, modificar e segregar proteínas secretadas pelo RER. As proteínas são acondicionadas em vesículas que brotam da face TRANS; podem seguir 3 caminhos, dependendo do que contêm em seu interior.  Por exocitose, lançam o seu conteúdo para fora da célula contendo secreções celulares (enzimas inativas como grânulos de zimogênio).  Vesículas contendo enzimas que vão atuar na digestão intracelular. Nesse caso, recebem o nome de lisossomos primários.  Vesículas contendo proteínas que farão parte da Membrana Plasmática. Nesse caso, as vesículas se fundem à Membrana Plasmática, incorporando a ela essas proteínas.  O complexo de Golgi está diretamente relacionado com a formação do acrossomo estrutura presente no espermatozoide contendo enzimas que favorece a fecundação.  Origina os fragmoplastos de pectina que, na mitose vegetal se fundem dando origem à lamela média, zona cimentante relacionada à junção das paredes celulares primárias das células vegetais. OBS 5 : O RE granuloso realiza a glicosilação n-ligada inicial e no complexo golgiense ocorre a terminal. A inicial é co- traducional porque ocorre concomitante com o processo de tradução e a função é formar glicoproteínas. RIBOSSOMOS Os ribossomos são estruturas (organoides) não-membranosas que se apresentam sob forma de partículas globulares ou grânulos. São constituídos por duas subunidades de tamanhos diferentes (maior e menor). OBS 6 : Atualmente, muitos autores os consideram como organelas citoplasmáticas as estruturas que são membranosas, ou seja, formadas por lipídios e proteínas. Os ribossomos ocorrem em seres procariontes e eucariontes. Aparecem livres no citoplasma ou associados às membranas do retículo endoplasmático. Os ribossomos livres associam-se a filamentos de RNA- mensageiro, constituindo os polissomos ou polirribossomos. Os ribossomos originam-se do nucléolo, componente nuclear implicado na síntese do RNA ribossômico, principal constituinte dos ribossomos. Os ribossomos são constituídos de RNAr e proteínas. O ribossomo é a sede da síntese proteica. Como polirribossomos livres no citosol sintetizam proteínas de uso na própria célula como as do citosol, citoesqueleto, proteína nuclear, enzimas mitocondriais e de peroxissomos, dentre outras. PEROXISSOMOS Organelas rnebranosas arredondadas presentes em todos os eucariotas, 4 enzimas oxidativas sintetizadas por polissomos livres no hialoplasma. As enzimas oxidativas dos peroxissomos transferem átomos de hidrogênio de vários substratos para o oxigênio. A membrana dos peroxissomos se origina do REL. As principais funções dos peroxissomos são:  Decomposição do peróxido de hidrogênio por ação da enzima catalase. A H2O2 é formada nas células como subproduto de algumas reações químicas; é extremamente tóxica para as células.
  • 7. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 7 www.medresumos.com.br  Beta-oxidação de ácidos graxos derivado das gorduras e óleos produzindo a Acetil-CoA. Essa é liberada no hialoplasma e penetra .nas mitocôndrias onde participa do ciclo de Krebs com o intuito de proporcionar energia. A adrenoleucodistrofia representada no filme óleo de Lorenzo é um distúrbio vinculado à degradação de ácidos graxos e acumulo prejudicial dos mesmos, o que determina a destruição da bainha de mielina dos neurônios e das adrenais (suprarrenais).  Enzimas que metabolizam o ETANOL principalmente nos peroxissomos do fígado, desintoxicando o organismo. CENTRÍOLOS Os centríolos são pequenos cilindros presentes em quase todas as células eucariotas, com exceção de células das plantas com sementes, em uma região do citoplasma próxima ao núcleo no centro celular ou centrossomo. Eles são encontrados geralmente aos pares, formando um ângulo reto entre si, e cada cilindro é formado por nove grupos de três microtúbulos, esse par é denominado diplossomo. Eles colaboram na formação dos cílios e flagelos e na organização do fuso acromático (conjunto de filamentos relacionados a migração dos cromossomos durante a divisão celular, proporcionando a migração cromossômica para os polos ou laterais da célula) durante a divisão celular das células animais. Podem se autoduplicar, isto é, orientar a formação de novos centríolos a partir dos microtúbulos do citoplasma. MITOCÔNDRIA A mitocôndria é uma importante organela delimitada por membrana lipoproteica presente em células eucarióticas de maneira geral. Na matriz e na membrana interna existem várias enzimas responsáveis pelas reações químicas da respiração celular aeróbia. As cristas mitocondriais permitem um aumento no número de enzimas sem aumento do tamanho da mitocôndria. Na matriz há também DNA, RNA e ribossomos, o que significa que as mitocôndrias possuem equipamento próprio para a síntese de proteínas. Com ele, elas sintetizam algumas proteínas típicas e mesmo algumas enzimas que atuam na respiração, enquanto outras são produzidas pelos genes do núcleo da célula. O DNA garante também a autoduplicação dessa estrutura. As mitocôndrias são responsáveis pela respiração aeróbia. A principal molécula utilizada pelas células como fonte de energia é a glicose. O processo de respiração celular aeróbia pode ser representado pela equação simplificada: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energia CITOESQUELETO Conjunto de fibras de proteína que dão suporte à organização interna e mantêm a forma da célula, além de colaborarem nos seus movimentos e no transporte de substâncias. Esse conjunto de fibras e tubos proteicos é chamado citoesqueleto e funciona tanto como uma espécie de "esqueleto" e como de "músculo" da célula. As fibras são visíveis apenas ao microscópio eletrônico. Com esse aparelho e outras técnicas, podemos identificar três tipos de fibras: os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários.  Microfilamentos: os microfilamentos ajudam a manter a forma da célula, ligando-se a proteínas da face interna da membrana plasmática. Dão sustentação também as microvilosidades. Além disso, atuam em certos movimentos da célula. Com outras proteínas, participam
  • 8. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 8 www.medresumos.com.br da contração das células musculares, da ciclose (corrente de citoplasma principalmente ao redor do vacúolo da célula vegetal que ajuda a distribuir substâncias pela célula), da emissão de pseudópodes (presentes na fagocitose e no deslocamento da ameba e dos leucócitos), e do estrangulamento do citoplasma da célula animal no fim da divisão celular denominado de citocinese.  Microtúbulos: os microtúbulos servem para a sustentação celular, bem como, de ponto de apoio e "trilhos" para o transporte de organelas de uma parte para outra da célula. Eles também atuam nos movimentos dos cromossomos durante a divisão celular e na formação dos centríolos, cílios e flagelos. NÚCLEO O núcleo é a estrutura responsável pelo controle do metabolismo e das divisões celulares, por possuir material genético, representado pela cromatina (DNA associado a proteínas denominadas de histonas) envolvido por envoltório membranoso denominado de carioteca. As proteínas produzidas pelos polissomos livres ao penetrarem pelos poros da carioteca e chegarem ao nucléolo juntam-se aos RNAr e proporcionam os grãos de ribonucleoproteínas, os quais formam as subunidades ribossômicas, que no citoplasma se juntam durante a síntese proteica para formar os ribossomos. CÉLULA VEGETAL As células vegetais apresentam particularidades tais como reserva nutritiva representado pelo amido, parede celular de celulose, ausente em animais, bem como, organelas como os plastos ou plastídeos (o principal é o cloroplasto com o papel de realizar fotossíntese), vacúolo de suco celular (armazenar substâncias, além de controle hídrico) e os plasmodesmos que são pontos de comunicação entre células vegetais com aberturas na parede celular.
  • 9. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 9 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: NOÇÕES BÁSICAS DE MICROSCOPIA No estudo da citologia e da histologia, é de fundamental importância o uso do microscópio. Para adquirir conhecimento histofisiológico sobre tecidos, órgãos e sistemas é necessário que o aluno conheça os fundamentos da microscopia, uma vez que, o procedimento mais utilizado no estudo histológico é a preparação de cortes teciduais analisados em microscópio. MICROSCÓPIO ÓPTICO Através do microscópio óptico (MO), também chamado de microscópio de luz, preparações coradas podem ser examinadas porque um feixe de luz é transmitido através do corte histológico. Um microscópio óptico pode ser simples ou composto: o microscópio simples possui uma única lente e só fornece uma imagem moderadamente aumentada do objeto que se está estudando; o microscópio composto consiste em uma série de lentes e fornece um aumento muito maior. Na disciplina de histologia, geralmente se utiliza microscópios ópticos compostos, podendo ser monocular ou binocular. O MO é tradicionalmente composto por partes mecânicas e ópticas: Partes mecânicas  Base ou Pé: estabiliza o MO sobre a bancada.  Braço ou Coluna: se estende da base para cima (suporte).  Mesa ou Platina: local onde se coloca a lâmina para observação.  Parafuso macrométrico: botão para macrofocalização.  Parafuso micrométrico: botão para microfocalização.  Carriot: movimenta a lâmina sobre a platina.  Revolver: onde se encontram as lentes objetivas.  Canhão ou Tubo: suporte para oculares.  Lâmpada: fonte de luz. Partes ópticas  Oculares: conjunto de lentes de aumento. Ampliam a imagem formada pela objetiva. O aumento final da imagem é dado pela multiplicação do aumento da ocular pelo amento da objetiva.  Objetivas: captam a luz oriunda do condensador e formam uma imagem ampliada do objeto, sendo fundamentais para a distinção de detalhes durante a observação. São em número de quatro: panorâmica, pequeno aumento, médio aumento e maior aumento ou imersão. Os aumentos são indicados por anéis coloridos: o Vermelho: 4x o Laranja: 10x o Amarelo-verde: 40x o Azul claro 100x  Condensador: combinação de lentes que projeta a luz sobre o objeto.  Diafragma ou Íris: controla a passagem de raios luminosos.  Espelho: reflete os raios emanados da fonte de luz.
  • 10. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 10 www.medresumos.com.br Um microscópio óptico composto é um sistema de aumento em dois estágios: primeiro o objeto é aumentado pelas lentes da objetiva e depois novamente pelo segundo conjunto de lentes da ocular. O aumento total, como foi visto, é o produto dos aumentos de objetiva pelo da ocular. O valor gravado numa objetiva (4x, 10x, 40x, 100x) indica o aumento da objetiva; sendo assim, uma objetiva de 40x usada em combinação com uma ocular de 10x dá um aumento total de 400x. É interessante observar que a imagem projetada na retina está invertida da direta para a esquerda e de cima para baixo. A qualidade de uma imagem depende não somente da capacidade da lente de aumentar, mas também de sua resolução (capacidade de lente de mostrar que dois objetos distintos estão separados por uma distância). A qualidade da lente depende de quão próximo sua resolução se aproxima do poder de resolução máximo do MO, isto é, 0,2µm (restrição esta determinada pelo comprimento de onda de luz visível); esta resolução permite a obtenção de boas imagens aumentadas de 1000 a 1500 vezes. OUTROS TIPOS DE MICROSCÓPIO  Microscópio de Contraste de Fase e de Contraste Diferencial de Interferência: espécimes biológicas não corados são geralmente transparentes e difíceis de serem observados com detalhes. A microscopia de contraste de fase baseia-se no princípio de que a luz muda sua velocidade ao atravessar estruturas celulares e extracelulares que tenham índices de refração diferentes, tornando possível a observação de células vivas e cortes não corados produzindo imagens visíveis de objetos quase transparentes.  Microscópio de polarização: “polarização” é um fenômeno que ocorre quando a luz passa através de certas substâncias, tais como os cristais, e é dividida de modo que emergem dos raios luminosos derivados de um só. A capacidade que estruturas têm de girar o plano de vibração da luz polarizada é chamada de birrefringência. No microscópio de polarização, a luz é polarizada embaixo da platina do microscópio por um prisma de quartzo Nicol chamado polarizador. Um segundo prisma, chamado analisador e polarizador, é ajustado de modo que os feixes luminosos tenham um trajeto paralelo e uma imagem normal pode ser vista através da ocular.  Microscópio de Fluorescência: “fluorescência” é o fenômeno que certas substâncias possuem de quando irradiadas por luz de um certo comprimento de onda (invisível) passam a emitir luz com comprimento de onda mais longo (visível). Neste tipo de microscópio, a luz ultravioleta é utilizada para iluminar as secreções de tecidos que passam a emitir luz na porção visível do espectro, fazendo com que substâncias fluorescentes apareçam brilhantes sobre um fundo escuro. O microscópio de fluorescência possui uma fonte de luz ultravioleta muito intensa e filtros especiais que selecionam o comprimento de onda dos raios luminosos que atingem o espécime e também dos raios que são emitidos pelo espécime.  Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET): este difere do MO pelo fato de usar feixes de elétrons em vez de feixe de luz. O funcionamento do MET se baseia no princípio que elétrons podem ser desviados por campos eletromagnéticos de uma maneira semelhante à refração produzida pela luz por lentes de vidro. Elétrons são liberados pelo aquecimento deum delicado filamento metálico (geralmente tungstênio) em vácuo. Os elétrons liberados por este filamento (chamado de catodo) são então submetidos a uma diferença de voltagem de 60 – 120 kV existente entre o catodo e o anodo. Desta maneira, os elétrons são atraídos pelo anodo e acelerados, atingindo altas velocidades, formam feixes e percorrem o tubo do microscópio. Alguns elétrons interagem com átomos do corte ao atravessá-lo e continuam seus trajetos em direção às outras lentes, enquanto outros simplesmente cruzam o espécime sem interagir com ele. Pelo fato de a retina não ser sensível a elétrons, para se observar uma imagem, eles necessitam ser projetados sobre um detector – uma placa fluorescente, um negativo fotográfico o uma câmera CCD. Como a imagem no MET é produzida pelo balanço da quantidade de elétrons que atingiram o detector e elétrons que foram retidos no tubo do microscópio, a imagem resultante é sempre em preto-e-branco. As áreas escuras de uma micrografia eletrônica costumam ser denominadas de elétron-densas, enquanto as áreas claras são chamadas de elétron-lucentes ou elétron-transparentes.  Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV): diferentemente do MET, no MEV os elétrons não atravessam o espécime, proporcionando apenas uma visão de superfície. Um feixe muito pequeno de elétrons é movido sequencialmente de modo a varrer a secção de tecido. Os elétrons interagem com uma camada muito delgada do metal previamente aplicada ao espécime e são refletidos pelos átomos do metal. Estes elétrons são capturados por um detector que os transmite a amplificadores e outros dispositivos de forma que o sinal é finalmente projetado em um tubo de raios catódicos (um monitor), resultando em uma imagem e preto-e-branco. As fotografias resultantes são de fácil interpretação, pois apresentam imagens que parecem ser iluminadas e possuem locais claros e outros sombreados. A microscopia eletrônica de varredura fornece imagens tridimensionais das superfícies de células, tecidos e órgãos.
  • 11. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 11 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: MONTAGEM DE UMA LÂMINA HISTOLÓGICA PERMANENTE As lâminas histológicas são preparadas com a finalidade de manter o seu aspecto muito próximo do natural. Para essa preparação, o processo é dividido em etapas. FIXAÇÃO Possui as funções de:  Preservar os caracteres estruturais;  Evitar autólise;  Evitar proliferação bacteriana;  Endurecer a peça;  Aumentar a afinidade pelos corantes. Os fixadores podem ser físicos ou químicos.  Físicos:  Calor (possui a desvantagem da desidratação)  Frio (possui uma melhor fixação)  Quimicos (Ex.: formol). LAVAGEM  Tem a função de remover o excesso do fixador.  É feito em água corrente por um período de média de 24 horas. DESIDRATAÇÃO  Tem a função de retirar a água dos tecidos.  É realizada uma sequência de álcool etílico: 70%, 80%, 95% e 100%, sendo utilizado 1 hora com cada solução. CLARIFICAÇÃO OU DIAFANIZAÇÃO  Possui as seguintes funções:  Quebrar ácidos graxos para deixar a peça mais translúcida;  Promover a retirada do álcool;  Permitir que a parafina entre na amostra.  Os produtos utilizados são xilol, tolueno e benzeno. INFILTRAÇÃO  É a utilização de parafina de boa qualidade para promover a entrada da parafina na intimidade do tecido para construir o bloco histolígico. EMBLOCAMENTO  É a solidificação da parafina para facilitar o corte histológico. CORTE OU MICROTOMIA  Promove os cortes finos do tecido a ser estudado através de um aparelho chamado micrótomo. DISTENSÃO DO CORTE  Distende os tecidos que se encontram enrugados. SECAGEM  É feito em uma estufa, por um período de 12 horas com a função de adesão dos cortes na lâmina.
  • 12. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 12 www.medresumos.com.br COLORAÇÃO  Possui a função de evidenciar seletivamente as estruturas teciduais e celulares. Essa coloração por ser feita pelos seguintes tipos de corantes:  Corantes básicos ( + ): cora as estruturas ácidas e apresentam a cor com tonalidade azulada. Ex.: Nucléolo, proteoglicanas, glicoproteínas.  Corantes ácidos ( - ): cora as estruturas básicas e apresentam a cor com tonalidade do rosa ao vermelho. Ex.: Mitocôndria, colágeno, grânulos de secreção. MONTAGEM  É a utilização de resinas sintéticas para preservar a amostra entre a lâmina e a lamínula. OBS 1 : Problemas que podem ocorrer com a preparação das lâminas:  Degeneração (atraso na fixação);  Retração (ação de muitos reagentes);  Precipitado;  Rugas ou pregas (resultado durante a fixação);  Falhas da navalha no micrótomo;  Manipulação grosseira (macerados por tesouras).
  • 13. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 13 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: MEMBRANA CELULAR A composição da célula é diferente da composição do meio que a rodeia. Esta diferença é mantida durante toda a vida das células, em geral com um importante gasto de energia, por uma delgada membrana superficial: a membrana plasmática, que regula o intercâmbio de íons e moléculas entre a célula e o meio extracelular. Todas as membranas possuem uma composição química e um arranjo molecular semelhantes, porém não idênticos, depende da localização e da função que elas exercem. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA MEMBRANA CELULAR A membrana plasmática é um envoltório lipoproteico que possui as seguintes características:  Formada por lipídios e proteínas por interações não-covalentes;  Bicamada lipídica com 5nm de espessura;  Barreira a substâncias hidrossolúveis;  Assimétrica e fluida;  Mantém constante o meio intracelular;  Envolve, define limites, mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular;  É atravessada por canais e bombas seletivas formadas por Proteínas;  Contem proteínas que atuam como sensores de sinais externos (receptores), permitindo à célula mudar seu comportamento a sinais ambientais – transfere informações ao invés de íons ou moléculas;  Possui receptores para hormônios e outros sinais químicos. A resposta a estes estímulos se dá por meio da contração celular, movimentos, inibição síntese anticorpos, etc. COMPOSIÇÃO MOLECULAR DAS MEMBRANAS E MODELO DO MOSAICO FLUIDO Todas as membranas biológicas são constituídas por lipídios e proteínas. A maioria das membranas também possui glicídios (carboidratos) ligados às proteínas – glicoproteínas – e aos lipídios – glicolipídios. As evidências da composição da membrana celular são provadas devido às suas principais propriedades:  Lipídios: são a “espinha dorsal” das membranas, dando realmente sua forma. Apresentam a extremidade polar (hidrofílica, formada por um grupo fosfato e moléculas associadas, com elétrons livres para interagir com a água) tanto para o meio intracelular como para o meio extracelular e uma porção central apolar (hidrofóbico, formado por ácidos graxos, no qual faltam elétrons para a interação). Suas principais características são:  Insolúvel em água  Solúvel em compostos orgânicos   Condutividade elétrica  Proteínas: pode ser de dois tipos: periféricas (possuem ligações fracas com a membrana) e integrantes (interagem com a membrana por meio de ligações fortes). Fornecem à membrana: suporte para atividades bioquímicas; permeabilidade seletiva; transporte de soluto; etc. Suas principais características são:   Tensão superficial   Elasticidade  Propriedade enzimática O modelo de “mosaico fluido” corresponde à teoria da composição e formato da membrana. Ele determina que a extremidade hidrofílica é voltada para o exterior e para o meio citosólico, enquanto que a região hidrofóbica fica voltada pra o centro. Esse modelo permite que a membrana seja dotada das seguintes propriedades:  Capacidade de recebimento de informações;  Capacidade de gerar movimentos;  Capacidade de importação e exportação de moléculas. Neste modelo, portanto, os lipídios se dispõem em uma lâmina bimolecular delgada, enquanto as proteínas integrais estão inseridas na camada fluida, da qual emergem em direção a ambas as superfícies. Uma propriedade da bicamada é que, embora constitua uma estrutura plana e estável, sua fluidez permite tanto aos lipídios como às proteínas consideráveis deslocamentos. As
  • 14. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 14 www.medresumos.com.br proteínas especializadas cumprem a maioria das funções específicas das membranas, embora a unidade estrutural fundamental de toda a membrana biológica seja a bicamada lipídica, a quem deve sua integridade. Uma das características importantes da organização molecular das membranas é a assimetria de todos os seus componentes químicos, o que significa que nas duas metades da camada dupla os componentes se distribuem de maneira desigual. Esta assimetria é ainda mais evidente pelo fato de que as cadeias de oligossacarídeos fazem saliências apenas em direção a superfície extracelular da membrana plasmática, ou em direção ao interior do compartimento das cisternas, vacúolos ou vesículas, no caso das membranas internas. Na bicamada da membrana pode existir dois estados físicos, dependendo da temperatura. Caso ela seja mais elevada, a membrana se torna fluida. Já se houver uma diminuição na temperatura, ela permanece em estado rígido cristalino denominado gel, formado de uma dispersão coloidal. OBS 1 : A ligação de uma molécula específica com o receptor da membrana desencadeia uma resposta que varia conforme a célula e o estimulo recebido, podendo ser de contração ou movimento celular, inibição ou estimulação, dentre outras. OBS 2 : As moléculas enzimáticas fixam-se às membranas em uma sequência específica tal, que o produto de uma enzima é processado pela enzima ao lado e assim sucessivamente. Uma das razões dessa disposição enzimática é a eficácia da transformação do substrato em produto final. PERMEABILIDADE CELULAR A permeabilidade corresponde à capacidade da membrana ser atravessada por algumas substâncias e não por outras. Ela é definida como seletivamente permeável, pois permite a passagem do solvente e de apenas alguns tipos de soluto. Os mecanismos que garante essa propriedade são:  Transporte passivo:  Osmose  Difusão simples e facilitada  Fagocitose e pinocitose  Transporte ativo:  Bombas de sódio e potássio OBS 3 : Observe na figura ao lado o comportamento de uma célula vegetal e de uma célula animal em soluções de diferentes concentrações. Percebe-se que em meios muito hipotônicos, a célula animal pode entrar em lise (“quebra”), diferentemente da célula vegetal, a qual, a depender do meio em que se encontra, pode passar por dois processos:  Plasmólise: fenômeno na qual a célula vegetal perde água para o meio exterior.  Desplasmólise: é o recebimento de água para a célula vegetal após ter sido plasmolisada.
  • 15. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 15 www.medresumos.com.br COMPONENTES PRINCIPAIS DA MEMBRANA PLASMÁTICA LIPÍDIOS DA MEMBRANA A Os lipídios mais abundantes na membrana são os fosfolipídios. Eles são anfipáticos, ou seja, apresentam caráter duplo, por um lado são hidrofílicos (polares ou que atraem água) e, por outro lado, hidrofóbicos (apolares ou que repelem a água). Possuem uma “cabeça polar” e duas cadeias hidrófobas hidrocarbonadas, geralmente representadas por dois ácidos graxos de comprimento variável. Os diversos tipos de grupos polares e de ácidos graxos que constituem os fosfolipídios determinam a existência de mais de cem tipos diferentes deles. Devido à natureza anfipática dos fosfolipídios, em um meio aquoso, eles tendem, espontaneamente, a se agrupar, formando micelas ou bicamadas similares às celulares. Em resumo, as principais propriedades dos lipídIos de membrana são:  Conceito: Compostos orgânicos, insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.  Unidade básica: Ácidos graxos (são ácidos com longa cadeia carbônica sem ramificações)  Os lipídios formam cerca de 50% da massa das membranas animais;  Moléculas anfipáticas:  Hidrofílica: dissolve-se facilmente em água, pois contém átomos carregados eletricamente ou grupos polares que formam pontes de hidrogênio.  Hidrofóbica: é insolúvel em água pois quase todos os átomos são carregados e apolares, sem formar ligação com a água.  Fosfolipídios: uma cabeça polar e duas caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicas formadas por ácidos graxos;  Ligação cis (insaturadas);  Importância: Energética; Estrutural; Isolantes térmicos; hormonal e vitamínica. Os principais lipídios de membrana são:  Cerídeos  Fosfolipídios (fosfoglicerídios, esfingolipídios)  Esteróis (colesterol é um álcool que entra na composição de alguns lipídios)  Inositol (sinalização celular)
  • 16. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 16 www.medresumos.com.br A maioria das membranas biológicas dos eucariotas tem como constituinte mais importante o colesterol. Em particular, a membrana plasmática tem moléculas de colesterol (esteroide anfipático) e fosfolipídios, em igual proporção, e estas se intercalam. A presença do colesterol produz dois efeitos importantes: por um lado, diminui a permeabilidade da bicamada às moléculas hidrofílicas, e, por outro, diminui a flexibilidade e a fluidez da membrana, na temperatura central do organismo de 37 o C. Ele também previne a transição da fase de cristal líquido a gel, como ocorreria se a bicamada fosse inteiramente fosfolipídica. OBS 4 : Microdomínios lipídicos são subdomínios específicos da membrana plasmática, ricos em fosfolipídios saturados, esfingolipídios e colesterol. Possuem um papel importante em uma série de processos biológicos, em especial no transporte e movimento intracelular e na transdução de sinal. Proteínas específicas poderão se ligar permanentemente ou temporariamente a esses domínios, como mecanismo regulatório de sua atividade biológica (balsas lipídicas). ASSIMETRIA DA BICAMADA LIPÍDICA A assimetria dos lipídios é estabelecida na sua produção. Em células eucarióticas, novas moléculas de fosfolipídios são sintetizadas por enzimas localizadas na face externa da membrana do retículo endoplasmático (RE), a face voltada para o citosol; essas enzimas usam como substrato os ácidos graxos disponíveis na metade citosólica da bicamada lipídica – ou seja, a monocamada citosólica – e liberam o fosfolipídio recém sintetizado nessa mesma monocamada. Para que a membrana cresça por igual, uma proporção dos lipídios recém fabricados precisa ser transferida para a monocamada oposta. Essa transferência é catalisada por enzimas chamadas flipases. Algumas flipases transferem seletivamente moléculas específicas de fosfolipídios, fazendo com que cada monocamada tenha uma concentração diferente de fosfolipídios específicos. OBS 5 : Todos os lipídios que formam as membranas da célula são produzidos pelo Retículo Endoplasmático Liso. Durante a formação da membrana, há uma diferenciação simultânea à produção de uma nova camada, a qual através de movimentos de flip-flop pode passar para a face externa ou para a face interna. Proteínas não realizam este movimento. Além da importância morfológica da assimetria, essa propriedade é responsável também pela diferença de cargas dentro e fora da célula, uma vez que certos lipídios possuem cargas a mais, influenciando, deste modo, na polaridade elétrica da membrana.  Os lipídios encontrados no meio não citosólico da membrana (fosfatidilcolina e esfingomielina) possuem a carga negativa do fosfato e uma carga positiva do radical.  Já os lipídios encontrados no meio citosólico (fosfatidilenositol, fosfatiletanolamina e fosfatidilserina) também possuem cargas que se anulam, exceto a fosfatidilserina, que possui a carga negativa do fosfato e no radical, apresentando-se como um lipídio negativo, o que interfere na assimetria da membrana. FLUIDEZ DA MEMBRANA A A fluidez da membrana celular – a facilidade com que as moléculas lipídicas se movem no plano da bicamada – é importante para as funções da membrana, e deve ser mantida dentro de certos limites. Ela é necessária para a movimentação dos lipídios (flip-flop, lateral e mesmo eixo) e na difusão das proteínas. Essa fluidez é uma propriedade dos fosfolipídios, porém também é determinada pela temperatura. A fluidez da dupla camada lipídica é a responsável pelo processo de autovedação que apresentam as células. Assim, é possível introduzir uma fina pipeta de vidro no interior de uma célula para injetar alguma substância, e, ao retirá-la, o pequeno orifício da membrana fecha por si só. Fatores que influenciam a fluidez da membrana:  Aumento da instauração na cadeia dos fosfolipídios (↑ fluidez);  Temperatura (↑ mais fluida) (↓ menos fluida);  Quantidade de colesterol presente (maior concentração, maior rigidez);  Tamanho das cadeias de ácidos graxos: curtas, maior fluidez; longas, maior rigidez.
  • 17. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 17 www.medresumos.com.br OBS 6 : Importância da fluidez da membrana:  Distribuir lipídios e proteínas;  Capacitar as proteínas da membrana a difundir-se e a interagir;  Permitir as moléculas fundirem-se umas com as outras;  Garantir que as moléculas sejam igualmente distribuídas. CARBOIDRATOS DA MEMBRANA Os carboidratos da membrana se apresentam sob a forma de oligossacarídeos. Podem estar ligados de forma covalente a lipídios (glicolipídios) ou a proteínas (glicoproteínas) da membrana. A camada de carboidratos ajuda a proteger a superfície celular de danos mecânicos e químicos. Como absorvem água, eles conferem à célula uma superfície lubrificada.  Glicolipídios: lipídeos anfipáticos, contendo uma porção hidrofílica, geralmente referida como grupo cabeça polar (PHG - "polar head group") que é composta por unidades de carboidratos.  Glicoproteínas: proteínas ligadas a oligossacarídeos (pequenas cadeias de açúcares).  Proteoglicanos: proteínas ligadas a uma ou mais cadeias longas de polissacarídeos. OBS 7 : Essas proteínas e lipídios ligados a carboidratos só são encontrados na face não-citosólica da membrana plasmática (devido ao fato de o citosol ser redutor), contribuindo para a assimetria da mebrana. As principais funções dos glicolipídeos são:  Proteger a membrana de condições desfavoráveis (pH, enzimas de degradação);  Efeitos elétricos (altera o campo elétrico através da membrana e as concentrações de íons cálcio na Membrana externa);  Absorvem água, conferindo à célula uma superfície lubrificada;  Relação com respostas inflamatórias;  Isolamento elétrico;  Reconhecimento e adesão celular. O principal glicídio de membrana é o glicocálix, projetado para a superfície extracelular. Diversas funções atribuídas ao glicocálix:  Microambiente: o glicocálix pode modificar a concentração de diferentes substâncias ao nível da superfície celular.  Enzimática: a atividade enzimática digestiva terminal dos carboidratos e das proteínas se processa no glicocálix espesso das microvilosidades dos enterócitos.  Proteção celular: protege contra danos químicos e mecânicos, além de contribuir para manter a distância certas moléculas ou células.  Reconhecimento celular: é a função mais importante. Permite que as células se identifiquem mutuamente e se unam umas às outras para formar os tecidos, bem como rejeitando células diferentes. A diferença está nas moléculas de carboidrato que compõem o glicocálix de cada tipo de célula.  Inibição por contato: é responsável pela emissão de sinais químicos que interrompem a mitose por meio de contatos físicos entre células de um mesmo tecido. Quando essa propriedade é perdida ou modificada, ocorre o crescimento desordenado de células, formando os tumores.  Reprodução: a adesão entre óvulos e espermatozoides é ordenada pelo glicocálix. OBS 8 : A glicoproteína mais abundante é a fibronectina.
  • 18. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 18 www.medresumos.com.br PROTEÍNAS DA MEMBRANA A Apesar de a bicamada lipídica promover a estrutura básica de todas as membranas celulares, a maior parte das funções é desempenhada pelas proteínas da membrana. De fato, as proteínas representam o componente funcional fundamental das membranas biológicas. Elas são importantes não só na estrutura das membranas, como também na sua permeabilidade, seja como canais, seja como carreadoras (proteínas transportadoras). Cada tipo de membrana, segundo sua localização na célula e tipo celular, possui uma dotação proteica específica. As principais funções das proteínas são:  Transporte de nutrientes (glicose)  Transporte de metabólitos (ureia)  Transporte de íons  Receptores e ação enzimática  Ancoragem para o citoesqueleto  Reconhecimento celular OBS 9 : No que diz respeito ao reconhecimento celular, as glicoproteínas, glicolipídios e proteoglicanos são excelentes receptores, fazendo com que células semelhantes se reconheçam e se agrupem. Quando se faz enxertos ou transplantes, por exemplo, o paciente receptor passa a fazer uso de medicações que inibem este reconhecimento no intuito de evitar rejeições. As proteínas da membrana são classificadas em integrais (intrínsecas) e periféricas (extrínsecas). Em sua maioria, as proteínas integrais são transmembrana, pois parte de sua molécula permanece confinada à espessura da bicamada lipídica com dois domínios que se projetam, em geral, para as duas superfícies. As proteínas intrínsecas correspondem a 70% do total e estão ligadas fortemente a bicamada. Para obtê-las são necessários métodos drásticos, como a aplicação de detergentes que destroem a integridade da membrana. As proteínas extrínsecas ou periféricas não penetram no interior hidrófobo da dupla camada lipídica (não são transmembrana) e se associam com a membrana mediante ligações fracas, do tipo das ligações iônicas, tanto com proteínas integrais quanto com as cabeças hidrófilas dos fosfolipídios, do lado citosólico ou do extracelular. OBS 10 : As proteínas transmembranas se estendem através da bicamada lipídica, possuindo partes de sua massa localizadas nos dois lados da bicamada, possuindo regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Podem ser:  Transmembranas unipasso: passa uma só vez na membrana.  Transmembranas multipasso: atravessa a membrana mais de uma vez.
  • 19. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 19 www.medresumos.com.br Com relação à assimetria das proteínas, é importante ter em conta que elas, apesar de poderem rodar sobre seu próprio eixo e se mover lateralmente, não mudam de posição na bicamada, quer dizer, não podem girar de modo que o domínio externo possa passar a citosólico e vice versa. Exemplos de proteínas de membrana:  Glicoforina: proteína integrante transmembrana alfa-hélice unipasso (131 resíduos de aminoácidos);  Banda 3: proteína transmembrana alfa-hélice multipasso (930 resíduos de aminoácidos). Essa proteína ajuda no transporte de ânion, o qual possibilita ao CO2 cruzar a membrana em processo de troca com o Cl - ;  Porina: proteína integrante transmembrana beta-barril;  Espectrina e anquirina: são proteínas periféricas. A espectrina dá a biconcavidade da hemácia. OBS 9 : Permeabilidade seletiva: para certos compostos ou íons, devido às suas respectivas propriedades e solubilidade, a membrana apresenta graus diferenciados de solubilidade. A Fibrose Cística, também conhecida como Mucoviscidose, é uma doença genética autossômica recessiva causada por um distúrbio nas secreções de algumas glândulas, nomeadamente as glândulas exócrinas (glândulas produtoras de muco). O cromossomo afetado é responsável pela produção de uma proteína que vai regular a passagem de cloro e de sódio pelas membranas celulares. A proteína afetada vai ser a CFTR (regulador de condutância transmembranar de fibrose cística). E tal como a proteína, o próprio canal de cloro vai sofrer uma mutação do qual vai resultar em um transporte anormal de íons de cloro através dos ductos da superfície epitelial das células da mucosa.
  • 20. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 20 www.medresumos.com.br JUNÇÕES CELULARES As junções celulares são especializações da membrana plasmática das células, tendo como função a ligação entre células adjacentes ou entre células e a matriz extracelular. Tais junções se diferenciam na sua localização, extensão, composição molecular e filamentos citoesqueléticos associados.  Junções de oclusão (oclusivas ou Tight Junction): são contatos especializados entre células epiteliais adjacentes, que fecham o espaço intercelular evitando a passagem de substâncias através da via paracelular. Constituem exemplos: Barreira hematoencefálica; hematobiliar; hematotesticular; hemato-ocular etc. São formados por ligações de proteínas transmembranares entre células adjacente, formando um verdadeiro “cinturão” apical que une uma célula às outras que as circundam.  Junções de adesão (ou ancoragem): também forma um “cinturão” contínuo ao redor da célula, unindo-a às adjacentes através de ligações entre moléculas de adesão dependentes de cálcio (caderinas). Essas proteínas transmembranares estão encontadas aos microfilamentos de actina através de moléculas sinalizadoras. A sua principal função é a de proporcionar a coesão entre as células, tornando a camada epitelial mais resistente ao atrito, trações e pressões. As junções de adesão podem ser célula-célula (desmossomos) ou célula-matriz (hemidesmossomos): o Desmossomos punctiforme: são junções adesivas em forma de disco com cerca de 1μm de diâmetro amplamente encontrado em tecidos sujeitos ao estresse mecânico, tais como o músculo cardíaco e as camadas epiteliais da pele e colo do útero. Sua composição molecular é a seguinte:  Desmogleia (30 a 50 ŋm): Caderinas (Desmogleínas e desmocolinas)  Placa Densa: Placoglobinas e desmoplaquinas.  Filamentos Intermediários (8 e 10 ŋm): Constituição molecular o Desmossomos em banda: Forma uma faixa ou anel que une as células adjacentes um pouco abaixo da superfície epitelial, imediatamente depois da porção oclusiva. Diferem quanto aos Desmossomos Punctiformes:  Caderinas: E (epitelial); P (placenta e pele) e N (neuroepitelial);  Componentes da placa: Cateninas (vinculina e a α-actinina);  Filamentos citoesqueléticos: Actinas
  • 21. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 21 www.medresumos.com.br o Hemidesmossomos: estrutura adesiva, na qual as células estão ancoradas à membrana basal subjacente. Contendo uma placa na superfície interna da membrana plasmática com filamentos chegando, penetrando e retornando ao citosol. Os filamentos intermediários (queratina) possuem função de suporte, os quais estão ligados a matriz extracelular por integrinas que atravessam a membrana, incluindo a α6β4.  Junções comunicantes: são as chamadas “Gap junctions” ou “junções do tipo fenda”, que são proteínas em forma de poros que comunicam e ligam uma célula a outra. Pênfigo: São buloses de etiologia autoimune, com tendência à progressão de evolução crônica e ilimitada, sendo assim, de grave prognóstico. As bolhas são intradérmicas e decorem de processo acantolítico, induzido por autoimunidade, contra principalmente, as desmogleínas e desmocolinas dos desmossomos. As bolhas surgem em decorrência de infiltrações de líquidos do tecido subjacente pela via paracelular já que as junções celulares perderam sua adesividade em consequência ao ataque das imunoglobulinas (anticorpos). Pode ser de dois tipos:  Pênfigo vulgar (PV): caracterizado pelo aparecimento de bolhas nas mucosas, que afecta principalmente indivíduos entre os 40 e os 60 anos.  Pênfigo foliáceo (PF) ou doença de Cazenave: caracterizado pelo aparecimento de bolhas na pele e não nas mucosas, e que pode aparecer em todos os grupos etários.
  • 22. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 22 www.medresumos.com.br A dor, quando ocorre é discreta, havendo ocasionalmente prurido. Fotossensibilidade pode ser marcante no PF. Neste pode haver dores, fraqueza muscular, atrofia das glândulas mamárias, descalcificação, fraturas espontâneas, diarreias. Tanto no PV quanto no PF podem ocorrer as sépticas (pneumonia, nefrite, cardite, septicemia) que agravam o prognóstico. Escabiose, verrugas e outras dermatoses associam. O prognóstico é uma doença potencialmente fatal, com êxito letal pouco frequente graças a administração de corticoides. Na fase inicial do tratamento deve-se administrar Prednisona (1 a 2 mg por Kg de peso) por um período nunca inferior a 6 semanas. A mesma deve ser aumentada se não houver resposta clínica com 10 dias. Pode-se utilizar como auxiliar fármacos imunossupressores. Com isso o risco de efeitos colaterais, inclusive morte, é alto, entretanto se não procedermos assim a mortalidade é elevada.
  • 23. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 23 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: NÚCLEO INTERFÁSICO O núcleo é um depósito de informações genéticas, sendo sua presença a principal característica que distingue as células eucariontes. Ele é o centro de controle celular. No seu interior ocorre a replicação do DNA, a transcrição e início da tradução. O núcleo é delimitado pela carioteca ou envoltório nuclear, composta de duas membranas concêntricas que se continuam com a membrana do RE. A carioteca apresenta poros, que comunicam o interior do núcleo com o citosol. Também é reforçado por duas malhas de filamentos intermediários, uma apoiada na superfície interna do envoltório, a lâmina nuclear, e outra na superfície externa. CONSTITUIÇÃO  Membrana nuclear externa;  Membrana nuclear interna;  Complexo de poros;  Espaço perinuclear;  Nucleoplasma;  Cromatina;  Nucléolo;  Envelope Nuclear. COMPLEXO DE POROS É uma estrutura responsável pelo transporte de proteínas nucleares e RNA de forma ativa. As proteínas nucleares são produzidas no citoplasma e são transportadas com a ajuda das importinas α (reconhece a proteína nuclear) e a β (reconhece a proteína fibrilar do complexo do poro). As moléculas pequenas e algumas proteínas de baixo peso molecular atravessam através do envelope nuclear pelos canais aquosos abertos. A estrutura do complexo é de 8 colunas de sustentação organizadas em volta de um canal central. OBS 1 : Guardiã do poro + Proteínas radiais = cesta ou gaiola.
  • 24. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 24 www.medresumos.com.br No transporte, algumas proteínas (histonas, DNA polimerases, RNA polimerases, Etc.) são destinadas ao núcleo porque possuem um sinal de localização nuclear, que é uma sequência de aminoácidos específicos. Esse transporte ocorre da seguinte forma:  A importina α reconhece a proteína nuclear no citoplasma;  A importina β se liga à α formando um complexo sinalizador e será importado para o núcleo;  A importina β se liga às proteínas fibrilares do complexo do poro;  O Ran GDP é trocado por Ran GTP provocando uma mudança na conformação da importina α permitindo o deslocamento da proteína;  O Ran GTP se une a importina β, separando da α e retornando ao citoplasma através das exportinas;  No citoplasma, o Ran GTP é hidrolisado e transformado em Ran GDP para a nova utilização do transporte. OBS 2 : O aumento de Ran GDP no citoplasma faz com que as importinas α e β se associem facilmente. O aumento de Ran GTP no núcleo faz com que as importinas α e β se dissociem facilmente. CROMATINA Composto por DNA e proteínas (histônicas e não-histônicas), consiste no material químico alojado no núcleo. As proteínas histônicas (H1, H2A, H2B, H3 e H4) são de caráter básico e com função estrutural. A H1 torna a cromatina mais compacta. H2A, H2B, H3 e H4 formam o nucleossomo (primeiro nível de organização do DNA, constituído pelo octâmetro proteico e 146 bases de DNA). OBS 3 : O cromatossoma é o nucleossomo com a histona H1 formando uma fibra de 30nm. As proteínas não-histônicas (DNA polimerase, helicase) são de caráter ácido e exercem funções de estruturação, replicação, reparação, ativação e repressão gênica. A cromatina pode ser classificada em:  Eucromatina: Consiste no DNA ativo, é mais difusa e menos condensada;  Heterocromatina: Consiste em DNA inativo, é mais condensada, podendo se distinguir em heterocromatina constitutiva (permanentemente condensada) e heterocromatina facultativa (pode-se apresentar condensada ou não).
  • 25. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 25 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: CICLO CELULAR O ciclo celular é uma sequência ordenada de eventos com o intuito de haver uma duplicação do material genético e divisão em duas células novas. É o principal processo de reprodução dos seres vivos. Além da reprodução, o ciclo celular ocorre em substituição de células, proliferação e apoptose. Ele é dividido em duas fases:  Intérfase: período em que tanto o crescimento celular como a replicação do DNA ocorre de maneira mais ordenada na preparação para divisão celular. É dividida em três fases: o Fase G1: Crescimento celular (tempo gasto: 11 horas) o Fase S: Duplicação do DNA (tempo gasto: 8 horas) o Fase G2: Crescimento celular e síntese proteica (tempo gasto: 4 horas)  Mitose: ocorre a separação dos cromossomos filhos e finaliza com a divisão celular (tempo gasto: 1 hora) OBS 1 : O estágio G0 corresponde ao estágio em que a célula entra em divisão. Há células que permanecem no estágio G0 por tempo indeterminado, mas que estão metabolicamente ativas, apenas não se proliferam mais, a menos que chamadas para tal por sinais extracelulares apropriados. Exemplo dessas células são os neurônios e as hemácias. Em cada fase há o ponto de checagem para regular o processo impedindo que células com material genético não replicado ou com defeito seja repassado para células-filhas.
  • 26. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 26 www.medresumos.com.br SITEMA DE CONTROLE DO CICLO CELULAR O ciclo celular é controlado e acompanhado pelas ciclinas (reguladora mitótica ou G1) e pelas proteinoquinases [dependentes de ciclinas (CDK), com ação de proliferação]. Essas CDK (proteinoquinases dependentes de ciclinas) controlam o sistema do processo de divisão, observando se é para a célula parar ou continuar a divisão. As ciclinas sofrem acumulação (ativam a CDK correspondente) e degradação periódicas (via ubiquitina- proteossoma). A ciclina sozinha não consegue ativar a CDK, para isso tem que haver fosforilação e desfosforilação em sítios específicos para tornarem-se enzimaticamente ativas. A síntese de ciclinas e a presença de fatores de crescimento estão relacionadas, por isso se não houver um fator de crescimento, haverá uma deficiência de ciclinas decorrendo em um bloqueio no ciclo celular e a célula entra em G0. MITOSE A mitose caracteriza-se pela condensação dos cromossomos, ocorrendo devido a fosforilação da histona 1. As consequências observadas neste processo são:  Acúmulo de ciclinas e sua ligação para formar o fator protetor de maturação (MPF).  A condensação do material genético é realizada por condensinas, proteínas fosforiladas por CDK1. A citocinese gerada pela desativação do MPF coordena a divisão citoplasmática e nuclear da célula. Acumulação da ciclina Associação com a CDK correspondente Ativação da CDK CDK ativa: fosforilaçãoEventos do ciclo celular
  • 27. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 27 www.medresumos.com.br FASES DA MITOSE Admite-se que o processo durante o qual ocorrem transformações que levam à divisão da célula, dando origem a duas outras com o mesmo número de cromossomos, com seis fases:  Prófase  Prometáfase  Metáfase  Anáfase  Telófase  Citocinese PRÓFASE No início da mitose, numa célula diploide, o centrossomo e os cromossomos encontram-se duplicados. Na prófase os cromossomos começam a se condensar, tornando-se visíveis ao microscópio óptico. Cada cromossomo é constituído por dois cromatídeos unidos pelo centrômero, chamados cromossomos dicromatídeos. Depois, os centríolos deslocam-se para polos opostos da célula, iniciando-se, entre eles, a formação do fuso acromático ou fuso mitótico. Entretanto, o invólucro nuclear desorganiza-se e os nucléolos desaparecem. Essencial para a divisão dos cromossomos. PROMETÁFASE A dissolução do envelope nuclear em fragmentos e seu desaparecimento marca o início da segunda fase da mitose, a prometáfase. Os microtúbulos que emergem dos centrossomas nos polos do aparelho mitótico atingem os cromossomas, agora condensados. Na região do centrômero, cada cromátide irmã possui uma estrutura proteica denominada cinetócoro. Alguns dos microtúbulos do aparelho ligam-se ao cinetócoro, arrastando os cromossomas. Outros microtúbulos do aparelho fazem contacto com os microtúbulos vindos do polo oposto. As forças exercidas por motores proteicos associados a estes microtúbulos do aparelho movem o cromossoma até ao centro da célula. Ja se tornam visíveis por meio do microscópio óptico. METÁFASE A metáfase é a fase mitótica em que os centrômeros dos cromossomos estão ligados às fibras cinetocóricas que provêm dos centríolos, que se ligam aos microtúbulos do fuso mitótico. É a fase mais estável da mitose. Os cromatídeos tornam-se bem visíveis e logo em seguida se partem para o início da anáfase. É nesta altura da mitose que os cromossomos condensados alinham-se no centro da célula, formando a chamada placa metafásica ou placa equatorial, antes de terem seus centrômeros duplicados e da ocorrência do encurtamento das fibras cinetocóricas pelas duas células-filhas, fazendo com que cada cromátide-irmã vá para cada polo das células em formação. Essa é a etapa em que os estudos do cariótipo são realizados, pois os cromossomos estão totalmente condensados, tornando-se visíveis. ANÁFASE O centrômero duplica-se, separando dois cromatoplastídeos que passam a formar dois cromossomos independentes. As fibrilas ligadas a estes dois cromossomos encolhem, o que faz com que estes se afastem e migrem para polos opostos da célula - ascensão polar dos cromossomos-filhos. O que leva a que no final, em ambos os polos haja o mesmo número de cromossomos, com o mesmo conteúdo genético e igual ao da célula mãe. TELÓFASE Na Telófase os cromossomos se descondensam, os cromossomos filhos estão presentes nos dois polos da célula e uma nova membrana nuclear organiza-se ao redor de cada conjunto cromossômico. Com a descondensação, os cromossomos retornam à atividade, voltando a produzir RNA, e os nucléolos reaparecem. Durante a telófase, os cromossomos descondensam tornando-se menos visíveis. O invólucro nuclear reorganiza- se em torno de cada conjunto de cromossomos e reaparecem os nucléolos. O fuso acromático desaparece e dá-se por concluída a cariocinese. Inicia-se então o processo de Citocinese ao final da fase de Telófase.
  • 28. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 28 www.medresumos.com.br CITOCINESE Consiste na divisão do citoplasma, o que leva à individualização das células-filhas. Nas células animais (sem parede celular) forma-se na zona equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos que se contraem puxando a membrana para dentro levando de início ao aparecimento de um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até se separarem as duas células-filhas. Nas células vegetais (com parede celular) como a parede celular não permite divisão por estrangulamento, um conjunto de vesículas derivadas do complexo de Golgi vão alinhar-se na região equatorial e fundem-se formando a membrana plasmática, o que leva à formação da lamela mediana entre as células-filhas. Posteriormente ocorre a formação das paredes celulares de cada nova célula que cresce da parte central para a periferia. IMPORTÂNCIA DA MITOSE  Permite renovar as células com o mesmo material genético.  Nos seres unicelulares a mitose já possui o papel da reprodução em si, uma vez que gera dois seres idênticos a partir de um.  Nos seres pluri ou multi celulares, a mitose possui três funções básicas e são elas:  Crescimento corpóreo  Regeneração de lesões  Renovação dos tecidos COMPARAÇÕES ENTRE MITOSE E MEIOSE A mitose ocorre em todas as células somáticas do corpo e, por meio dela, uma célula se divide em duas, geneticamente semelhantes à célula inicial. Assim, é importante na regeneração dos tecidos e no crescimento dos organismos multicelulares. Nos unicelulares, permite a reprodução assexuada. Já a meiose, nos seres pluricelulares, só ocorre em células germinativas, com duas divisões sucessivas. A célula-mãe se divide em duas, que se dividem de novo, originando quatro células-filhas (três células-filhas no caso da oogénese) com metade dos cromossomos da célula inicial: são os gametas, geneticamente diferentes entre si. OBS 2 : Observe, em resumo, as principais diferenças entre mitose e meiose: Mitose Meiose Fases Prófase; Metáfase; Anáfase; Telófase 2x (Prófase; Metáfase; Anáfase; Telófase) Filhas 2 4 N o de cromossomos 2n (diploide) ou n (haploide) n (haploide) Ocorrência Células somáticas Células germinativas Características das filhas Idênticas à célula-mãe Metade da célula-mãe
  • 29. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 29 www.medresumos.com.br
  • 30. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 30 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: RIBOSSOMOS Ribossomos são organelas citoplasmáticas encontradas em procariotos e eucariotos. Eles são amplos complexos de proteínas (proteínas ribossomais) e moléculas de RNAs ribossômicos (rRNAs), sendo 3 moléculas de RNAr nos procariotos e quatro nos eucariotos. Esses complexos de proteínas [RNAr] são chamados subunidades e são produzidos no nucléolo. A principal função dos ribossomos é servir de sítio de tradução, ou seja, síntese de proteínas (reunião de aminoácidos em proteínas) uma vez que 2 subunidades (uma grande e uma pequena) são unidas pelo mRNA em uma sequência especifica de aminoácidos ou uma cadeia polipeptídica. São encontrados nas células sob duas formas: livres ou associados ao retículo endoplasmático.  Livres: encontrados no citoplasma, pode ocorrer com um único ribossomo ou em grupos conhecidos como polissomos. Responsável por proteínas que estão em solução no citoplasma.  Associados ao reticulo: encontrados associados à membrana exterior do retículo endoplasmático. Responsáveis pelas proteínas que formam membranas, que são estocadas em vesículas no citoplasma ou exportadas para o exterior da célula. Destino das proteínas dos ribossomos livres: núcleo, peroxissomos, mitocôndrias e cloroplastos. Destino das proteínas aderidas no Retículo Endoplasmático: lisossomos, meio extracelular, membrana. A composição química do RNA difere do DNA em diversos aspectos: ele contém o açúcar ribose no lugar da desoxirribose e a base uracila (U) ao invés da timina (T); dobra-se, adquirindo diversas formas importantes na sua função. O DNA é composto por fita dupla enquanto o RNA é composto por uma fita simples. As células produzem vários tipos funcionalmente de RNAs tais como o mRNA, que transporta instruções de como fazer proteínas, tRNA que atua como molécula adaptadora de síntese de proteína e o rRNA que é um dos componentes dos ribossomos. TIPOS DE RIBOSSOMOS Os ribossomos apresentam componentes que são designados pelos seus “valores S”, ou seja, sua taxa sedimentação em uma ultracentrifugação. Embora os ribossomos tanto dos eucariotos como dos procariotos apresentem semelhança na estrutura e na funcionalidade, eles diferem no tamanho e no número dos seus componentes proteicos. Essas estruturas são compostas por duas subunidades uma grande e outra pequena de RNAs-ribossomais (rRNAs) que se encaixa entre si para formar um ribossomo completo. O ribossomos 70S procariótico é formado por uma subunidade 50S (grande) que consiste nos rRNAs 5S e 23S de 34 proteínas e uma subunidade 30S (pequena) constituída pelo rRNA 16S de 21 proteínas. O ribossomo 80S eucariótico contém uma subunidade 60S apresentando rRNAs 5S, 5,8S e 28S com 49 proteínas e uma subunidade 40S tendo rRNA 18S de 33 proteínas. OBS 1 : A subunidade maior catalisa a formação das cadeias polipeptídicas; a subunidade menor estabelece a correspondência entre os anticódons do tRNA e os códons do mRNA. FORMAÇÃO DOS RIBOSSOMOS O processamento de RNAs ribossomais em células procarióticas e eucarióticas acontece de forma similar. No procarionte Escherichia coli, por exemplo, para cada rRNA disperso no genoma existem sete operons (unidade de expressão gênica procariótica que inclui genes estruturais coordenadamente regulados, e elementos controladores que são reconhecido por produtos de genes reguladores) diferentes, e essa unidade contém uma cópia de cada sequência de rRNA 5S, 16S e 23S.
  • 31. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 31 www.medresumos.com.br O pré-rRNA (estrutura longa que normalmente tem vida curta) das células procarióticas em sua clivagem inicial sofre a ação RNA Polimerase III (RNase III), levando a cortes na estrutura do transcrito primário gerando precursores distintos para cada um dos três rRNAs. Esse por sua vez sofrerão mais um processo de clivagem efeito da ação das RNases M5, M16 e M23, liberando as moléculas dando origem aos rRNAs finais 5S, 16S e 23S. Nas células eucarióticas, como já foi discutido, apresentam quatro rRNAs 5S, 5,8S, 18S e 28S representados por uma cópia. Os rRNAs 5,8S, 18S e 28S são sintetizados através de modificações químicas e clivagem a partir de um único precursor longo, que sofre a ação da RNA polimerase I (RNase I), já o rRNA 5S é sintetizado a partir de um grupo separado de genes por uma polimerase diferente, a RNase III, não necessitando de modificações químicas. Não se sabe por que esse RNA é transcrito separadamente. O transcrito primário dos eucariotos sofre várias clivagens, primeiramente nos espaçadores externos transcritos (ETS), após vários ciclos de modificações, os espaçadores internos transcritos (ITS) sofre também ação de enzimas liberando o pré-rRNA 20S a partir do precursor 32S. Este ambos precursores serão aparados, e a região 5,8S faz par com rRNA 28S através de pontes de hidrogênio, antes que sejam produzidas as moléculas finais. Tudo o que foi descrito ocorre no nucléolo. Modificações químicas ocorrem no precursor antes que o rRNAs sejam clivados a partir deste, e montados sobe a forma de ribossomos. Essas modificações incluem metilações das posições 2’-OH nos açúcares nucleotídeos e isomerizações de nucleotídeos uridina para pseudo-uridina, mas as funções destas modificações não são compreendidas em detalhes, sabe-se que elas provavelmente ajudem no dobramento e na união dos rRNAs finais e podendo também alterar sensivelmente a função dos ribossomos. TRANSCRIÇÃO A transcrição é o processo de formação do RNA a partir do DNA. Ela começa com a abertura e a desespirilação de uma pequena porção da dupla hélice do DNA, para expor as as bases em cada fita de DNA. Uma das duas fitas da dupla hélice do DNA, então, reage como um molde para a síntese de uma molécula de RNA. A sequencia de nucleotídeos da cadeia de RNA é determinada pela complementariedade do pareamento de bases entre os nucleotídeos a serem incorporados e o DNA-molde. Imediatamente após a região onde os ribonucleotídeos foram adicionados, a cadeia de RNA é deslocada, e a hélice do DNA se reassocia. As enzimas que realizam a transcrição são denominadas de RNA polimerases. Elas catalisam a formação de pontes fosfodiéster que ligam os nucleotídeos entre si para formar uma cadeia linear. SPLINCING DO RNA As sequências codificantes de genes eucarióticos são caracteristicamente interrompidas por sequências intervenientes não- codificantes (íntrons). Descoberta em 1977, esta característica dos genes eucarióticos foi uma surpresa para os cientistas, que estavam familiarizados apenas com genes bacterianos, os quais, caracteristicamente, consistem em uma porção contínua de DNA codificante que é diretamente transcrita em mRNA. Em contraste extremo, os genes eucarióticos são encontrados sob forma de pequenos pedaços de sequências codificantes (sequências expressas ou éxons) intercaladas por sequências intervenientes ou íntrons. Tantos as sequências de íntrons como as sequências de éxons são transcritas em RNA. As sequências dos íntrons são removidas do RNA pelas ribonucleoproteínas pequenas e nucleares (SNURPS), enquanto que os éxons são reunidos entre si. Esse processo é o chamado “splicing” de RNA Numa primeira etapa, o pré-RNAm é clivado na extremidade 5’ do íntron, que é então unida a um nucleotídeo de adenina dentro do íntron (perto da sua extremidade 3’). O intermediário resultante tem uma estrutura em forma de laço. Depois, ocorre clivagem na extremidade 3’ do íntron e a ligação entre os dois éxons. Este RNA resultante é chamado de mRNA funcional, o qual sai do núcleo em direção ao citoplasma para o início da tradução pelo ribossomo. Algumas doenças, como a talassemia, podem ser causadas pela mutação em regiões intrônicas (nesse caso a mutação criou um novo local de corte para o íntron, produzindo um sinal de parada precoce da proteína).
  • 32. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 32 www.medresumos.com.br A talassemia é um tipo de anemia hereditária causada pela redução ou ausência da síntese da cadeia de hemoglobina, uma proteína situada no interior dos glóbulos vermelhos e que tem a função de transportar o oxigênio. TRADUÇÃO E SÍNTESE PROTEICA NOS EUCARIOTOS A síntese proteica é feita no ribossomo, uma máquina catalítica complexa feita a partir de mais de 50 diferentes proteínas (as proteínas ribossomais) e diversas moléculas de RNA, os RNAs ribossomais. O ribossomo é composto de duas subunidades: uma grande e uma pequena. A subunidade pequena fornece uma região sobre a qual os tRNAs podem ser eficientemente pareados sobre os códons do mRNA, enquanto a subunidade grande catalisa a formação das cadeias peptídicas que ligam os aminoácidos (aa) entre si. Elementos fundamentais para ocorrer a tradução: ribossomos, RNAs, proteínas, GTPs e aminoácidos. Uma vez que a síntese de proteína foi iniciada, cada aminoácido novo é adicionado à cadeia em extensão em um ciclo de reações contendo três etapas: A – Iniciação  Antes de ser iniciada a síntese, o aminoácido passa por um processo de ativação, no qual há uma ligação do aminoácido com uma molécula de tRNA catalizada pela enzima aminoacil tRNA sintetase.  A tradução inicia-se com um códon de iniciação AUG que corresponde a um tRNA iniciador que transporta sempre a metionina (não-formilada). Este tRNA iniciador liga-se à pequena subunidade ribossomal. Há também a ligação de fatores de iniciação.  A pequena subnidade ribossomal liga-se à extremidade 5’ do mRNA e percorre-o até encontrar o primeiro AUG.  A grande subunidade ribossômica liga-se à pequena subunidade, formando um ribossomo funcional.  O tRNA iniciador encontra-se no sítio P (peptidil) deixando o sítio A (aminoacil) vazio, pronto para que outra molécula de aminoacil- tRNA o ocupe, iniciando a síntese proteica.  Esta etapa envolve a participação dos Fatores de Iniciação (IFs). Esses fatores se ligam à subunidade 30s e, em seguida, associam-se ao mRNA e ao formil-metionina-tRNA. O complexo formado pela subunidade menor, mRNA e f-met-tRNA, constitui o complexo de iniciaçao 30s. Com a hidrólise de GTP ligada ao IF2, ocorre a liberação dos fatores de iniciação e a subunidade maior associa-se formando o complexo de iniciação. B – Alongamento ou Elongação  Após o complexo de iniciação ter sido formado, a tradução continua pelo alongamento da cadeia polipeptídica.  O sítio A, até então vazio, é ocupado por um aminoacil- tRNA correspondente ao segundo códon do mRNA.  A metionina solta-se do tRNA iniciador e liga-se por ligação peptídica aos aa recém-chegado no local A, formando um peptidil- tRNA.  De seguida, ocorre a translocação, em que o ribossomo se move 3 nucleotídeos ao longo do mRNA, posicionando o próximo códon num sítio A vazio. Assim, o peptidil- tRNA é translocado do sítio A para o P e o tRNA iniciador do sítio P para o E (exit - saída).  A ligação de um novo aminoacil- tRNA ao sítio A, induz a libertação do tRNA iniciador do sítio E, deixando o ribossomo pronto para a inserção do próximo aa na cadeia polipeptídica em formação.  O alongamento da cadeia polipeptídica prossegue até que um códon de STOP (parada) seja translocado no sítio A do ribossomo.
  • 33. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 33 www.medresumos.com.br C – Terminação  Após vários ciclos de alongamento surge um códon STOP (UAA, UAG, UGA) no local A. Estes códons não são reconhecidos por nenhum RNAt. São reconhecidos por fatores de liberação (RF1 e RF2). O RF1 reconhece o códon UAG e UAA; o RF2 reconhece o UAA e UGA.  Liga-se um fator de terminação ao códon STOP.  Esta ligação altera a atividade da peptidil transferase, que catalisa a adição de H2O (em vez de um aa) ao peptidil- tRNA.  Dá-se a hidrólise da ligação entre o peptídeo e o tRNA, com consequente libertação do peptídeo e do tRNA do ribossomo.  O ribossomo liberta o mRNA e dissocia-se nas suas 2 subunidades. OBS 2 : A degradação das proteínas é feito pelo proteossomo. Essas proteínas antes de serem degradadas, deverão ser marcadas pela ubiquitina, que é ativada pela E1 e então é transferida para outra enzima (E2) e depois para proteína-alvo por meio de uma ligase E3. POLIRRIBOSSOMOS As moléculas de mRNAs que estão sendo traduzidas são, consequentemente, de modo geral encontradas sob forma de polirribossomos - grades arranjos citoplasmáticos compostos de vários ribossomos separados por cerda de 80 nucleotídeos sobre uma única molécula de mRNA. Estas iniciações múltiplas significam que muitas moléculas de proteína podem ser produzidas em um mesmo tempo determinado do que seria possível se cada ribossomo tivesse que completar o processo antes que o próximo ribossomo o iniciasse. SÍNTESE PROTEICA: EUCARIONTES VS PROCARIONTES Etapa Eucariontes Procariontes Transcrição Têm 3 RNAs polimerases que sintetizam diferentes RNAs: • Polimerase I: sintetiza rRNA de grande dimensão. • Polimerase II: sintetiza o RNAnh (que origina o mRNA) e o RNAsn. • Polimerase III: sintetiza rRNA de pequena dimensão e tRNA. As RNAs polimerases requerem fatores de transcrição para se ligarem às sequências promotoras. Os genes são transcritos por uma única RNA polimerase. A RNA polimerase liga-se diretamente às sequências promotoras. Processamento do mRNA Os transcritos primários de mRNA sofrem processamento por splicing, antes de serem usados como moldes para a síntese proteica. Os ribossomos têm acesso imediato ao mRNA e a tradução é iniciada enquanto a transcrição ainda está em progresso.
  • 34. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 34 www.medresumos.com.br ANTIBIÓTICOS COMO INIBIDORES DE SÍNTESE PROTEICA PROCARIÓTICA Muitos dos mais eficientes antibióticos utilizados na medicina moderna são compostos produzidos por fungos que inibem a síntese proteica bacteriana. Algumas dessas drogas exploram as diferenças estruturais e funcionais entre os ribossomos bacterianos e eucarióticos de forma a interferir preferencialmente com o funcionamento dos ribossomos bacterianos. Consequentemente, alguns desses compostos podem ser ingeridos em altas doses sem que ocorra uma toxicidade indesejada nos seres humanos. Tendo em vista que diferentes antibióticos se ligam a diferentes regiões dos ribossomos bacterianos, eles frequentemente inibem passos distintos no processo sintético. Alguns antibióticos mais comuns estão listados na tabela abaixo: Antibiótico Células-alvo Efeito Estreptomicina Procariótica - Inibe a iniciação - Provoca erro na leitura do mRNA Tetraciclina Procariótica - Inibe a ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo Cloranfenicol Procariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase Eritromicina Procariótica - Liga-se à subunidade 50S do ribossomo e inibe a translocação Puromicina Procariótica e Eucariótica - Provoca a terminação prematura da cadeia, atuando como um análogo do aminoacil-tRNA Cicloheximida Eucariótica - Inibe a atividade da peptidil transferase Tradução Iniciação A síntese proteica é iniciada com metioninas não- modificadas. Fatores de iniciação: eIF-1, eIF-1A, eIF-2, eIF-2B, eIF-3, eIF-4A, eIF-4B, eIF-4E, eIF-4G, eIF-5. A síntese proteica é iniciada com um resíduo de metionina modificada: N-formil- metionina. Fatores de iniciação: IF-1, IF-2, IF-3. Alongamento Fatores de alongamento: eEF-1α, eEF-1βδ, eEF-2. Fatores de alongamento: EF-Ta, EF-Ts, EF-G. Finalização Fatores de terminação: eRF-1, eRF-3. Fatores de terminação: RF-1, RF-2, RF- 3.
  • 35. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 35 www.medresumos.com.br CITOLOGIA: RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Antes de adentrar ao estudo, propriamente dito, do Retículo endoplasmático, devemos entender onde que esta organela pode ser encontrada. As células eucariontes diferem das células procariontes em vários aspectos, dos quais, os mais significativos são: a presença de uma membrana nuclear, diferenças quanto a transcrição e tradução do DNA, presença de um citoesqueleto, e por fim e mais importante para a manutenção vital desta célula a presença de um sistema de organelas endomembranosas. Estas, por sua vez, formam discretos compartimentos que faz com que as atividades da célula ocorram. O Retículo Endoplasmático (será citado como RE ao longo deste projeto), que é uma organela endomembranosa, atuará na síntese de proteínas, e a partir dos ribossomos aderidos a sua superfície, a proteína vai ser encaminhada para outras organelas, da seguinte maneira: No momento em que ocorre o inicio da tradução, os ribossomos sintetizam proteínas, a partir de uma serie de reações biológicas que compreendem a hipótese do sinal, e a partir daí estas vão sendo levada até os ribossomos e então sendo processadas e dobradas. Do RE, as proteínas vão sendo encaminhadas via transporte vesicular para o complexo de Golgi, e lá ocorre o processo de organização e processamento de proteínas, levando então estas para os lisossomos, membrana plasmática ou para ser secretadas pela célula. OBS 1 : As proteínas e os lipídios sintetizados podem seguir três destinos diferentes:  Permanecer no RE;  Seguir para outras organelas;  Encaminhar-se para o exterior da célula por meio da secreção. EVOLUÇÃO É importante saber sobre a evolução, pois a partir desta há a compreensão como ocorre a interação dentre os diferentes compartimentos de uma célula eucariótica moderna. Acredita-se que as primeiras células eucarióticas, tenham sido formado a partir de micro-organismos simples, semelhantes à bactérias, possuidora de uma membrana plasmática e ausente de membranas internas. Esta membrana plasmática seria então responsável por vários processos como síntese de ATP, síntese de lipídios, etc. As bactérias podem sobreviver desta maneira, pelo fato de serem pequenas e de que sua relação superfície/volume ser alta. Enquanto as células eucariontes não podem em decorrência de seu grande volume, até 1000 10000 vezes maior do que uma bactéria típica como E. Coli, de modo que sua relação superfície/volume seja baixa e não sobreviveria com uma membrana plasmática, sendo a única membrana. Acredita-se que as membranas nucleares, membrana do RE, do Golgi, dos lisossomos, dos endossomos originaram a partir de invaginações da membrana plasmática formando então um sistema de endomembranas. Em bactérias a única molécula do DNA está ligada a membrana plasmática. Acredita-se que em uma célula procarionte ancestral, que possui apenas a membrana plasmática e o DNA, esta por sua vez invaginou, de modo a circundar completamente a molécula de DNA, e formando uma dupla camada, que se destacou da membrana plasmática, formando um compartimento nuclear com duas camadas, e então vestígios desta membrana formaram o RE, sobre o qual aderiram ribossomos e a partir deste esquema hipotético, presume-se o porquê da continuidade entre as membranas nucleares interna e externa com o lúmen o RE (Retículo Endoplasmático). CLASSIFICAÇÃO Existem dois tipos morfológicos de RE: o retículo endoplasmático liso (REL), que não possui ribossomos, e o retículo endoplasmático rugoso (RER), que possuem ribossomos associados a sua membrana. Os ribossomos que estão associados ao RE estão na forma de polirribossomos, isto é, ligados à membrana por uma molécula de RNA mensageiro (RNAm). Esses ribossomos são responsáveis pela produção de
  • 36. Arlindo Ugulino Netto; Raquel Torres Bezerra Dantas ● MEDRESUMOS 2016 ● CEF 36 www.medresumos.com.br proteínas a serem utilizadas pelo próprio RE e para serem transportadas para o Golgi, formar os lisossomos ou serem secretadas pela célula. É no interior do RER que as proteínas formam sua estrutura secundária. Os ribossomos livres no citosol produzem proteínas utilizadas pelo núcleo, mitocôndrias, Retículo-endoplasmático e peroxissomos. ESTRUTURA Por ter uma mesma origem básica, ambos os tipos de RE possuem a mesma estrutura de membrana, que se assemelha com a própria membrana plasmática, diferenciando apenas na posição da bicamada lipídica. A membrana que delimita o lúmen do retículo endoplasmático é basicamente composta por uma bicamada lipídica associado a proteínas. Apresenta exclusivamente na camada voltada para o lúmen lipídios como fosfatidilcolina e esfingomielina. Na camada citosólica, lipídios como fosfatidilenositol, fosfatidilcerina e fosfatidiletanolamina. OBS 2 : Note que a membrana do RE possui lipídios de forma invertida em comparação a membrana plasmática. A bicamada lipídica do retículo endoplasmático é contínuo com a membrana nuclear (carioteca), o que permite que as substâncias sintetizadas pelo retículo endoplasmático tenham livre transito pelo lúmen da carioteca. Ambos os tipos de RE compreendem em um sistema de membranas que contém um espaço (luz) separado do citosol que o circunda. A composição desse espaço luminal (ou cisternal) do interior da membrana do RE é muito diferente daquela do espaço citosólico que o rodeia. A diferença básica entre o RER e o REL é que no primeiro existem ribossomos aderidos a sua superfície citosólica, contudo as diferenças entre esses dois tipos de organelas é muito maior. O RER é uma organela extensa composta principalmente por sacos achatados e interconectados (cisternas). Além disso, é contínuo com a membrana externa do envelope nuclear, a qual também possui ribossomos na sua superfície citosólica. Já os elementos membranosos do REL são tipicamente tubulares e formam um sistema interconectado de canalículos curvos através do citoplasma. Quando as células são homogeneizadas, os fragmentos do REL formam vesículas de superfície lisa, enquanto os fragmentos do RER formam vesículas de superfície rugosa. Assim, esses dois tipos de vesículas possuem densidades diferentes. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO O retículo endoplasmático liso ou agranular é formado por sistemas de túbulos cilíndricos sem ribossomos aderidos à membrana. O retículo endoplasmático liso tem função principal de desintoxicar o organismo. É ele quem faz o metabolismo do etanol (álcool), nas células do fígado, de medicamentos, e outras substâncias estranhas ao organismo. Ele também é responsável pela produção de alguns lipídios, como o colesterol. Nas células musculares, ele guarda o ATP, molécula que armazena energia, que será utilizada nos movimentos. Esse tipo de retículo é abundante principalmente em células do fígado e das gônadas. a) Síntese de Lipídios. A maior parte das enzimas para biosíntese de fosfolipídios da membrana estão circunscritas ao REL. Como os precursores dessas moléculas são citosólicos (colina, ácidos graxos, glicerolfosfato), os fosfolipídios formados ficam inseridos na metade citosólica da dupla camada do REL. Além disso, em ambas as lâminas da membrana do REL, contém translocadores fosfolipídicos (flipases) que movem essas moléculas da face citosólica para a luminal. Os fosfolipídios recém sintetizados, podem ser liberados para constituição das membrana celulares, sendo transportados por proteínas de intercambio de fosfolipídios que se encontram no citosol. b) Síntese de Triglicerídeos. O REL encontra-se bem desenvolvido nos adipócitos brancos e nos da gordura parda. Durante a absorção intestinal dos lipídios, estes são emulsionados pelos sais biliares e parcialmente hidrolisados pelas lípases digestivas. Os produtos resultantes se difundem através da membrana dos enterócitos e são captados pelo REL que reconstitui os triglicerídeos. c) Síntese de Esteroides. O REL é a organela mais proeminente em todas as células das glândulas endócrinas. Estudos bioquímicos demonstraram que as enzimas que intervém na síntese de colesterol a partir do acetato residem em suas membranas. Essas enzimas são necessárias para a remoção da cadeia lateral do colesterol de modo a convertê-la a um precursor comum a todos os hormônios do tipo esteroides. d) Desintoxicação – Transformação de substancias químicas ou escórias metabólicas. O principio geral da inativação consiste em transformar moléculas ou substancias químicas (medicamentos, drogas) lipossolúveis (que tendem a entrar na célula) em compostos ionizáveis altamente hidrossolúveis para serem eliminados rapidamente do organismo por diversas vias, principalmente pela urina. Geralmente, isso ocorre em duas fases: (1) Oxidação da substância, aumentando a sua solubilidade e (2) une-se à substancia oxidada com outra molécula que resulta em um conjugado ionizado ainda mais solúvel e excretável. As enzimas necessárias para oxidação compõem o chamado sistema oxidativo de função mista, e estão presentes no REL do fígado. Uma características das oxidases de função mista é intervir em reações oxidativas, por exemplo, o benzol sendo transformado em fenol ou atuando na degradação do etanol ingerido em bebidas alcoólicas. As principais enzimas presentes na fase 2 da desintoxicação são as transferases que estão presentes na membrana do REL hepático.