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OrigemTipos Básicos de Células e Bases Moleculares da Vida (Composição Química ) Prof. Hamilton Felix Nobrega Como também pode ser chamado o microscópio óptico? Um microscópio óptico de luz (campo claro) é formado por quatro partes fundamentais? Qual a importância do condensador para a observação em um microscópio óptico? Qual a diferença entre lentes objetivas e lentes oculares? Qual a diferença entre poder de resolução e limite de resolução? Quais as partes de um microscópio óptico? O que é exame a fresco? O que é a fixação de células para observação ao microscópio? Porque se usa de corantes para observação de células? O que é um micrótomo? Porque utilizamos vários tipos de corantes para uma mesma célula? Os seres vivos estão entre as entidades mais complexas do universo. Em um espaço microscópico de uma célula viva, podem estar reunidos até 35 elementos químicos diferentes, dos 92 que ocorrem naturalmente. A microscopia eletrônica revelou a existência dos dois tipos básicos de células. Há dois tipos básicos de célula. Você sabe quais são? Procariótica Eucariótica Procariótica Eucariótica • As células procarióticas são mais simples e primitivas e em seu interior geralmente não há compartimentos membranosos. • Não tem presença de carioteca (membrana que reveste o núcleo). • Possuem apenas um tipo de organela em seu citoplasma: o ribossomo. • Exemplos: bactérias. • Membrana plasmática pode conter mesossomo para respiração celular; • Citoplasma com hialoplasma; Ribomossos • Material nuclear disperso no citoplasma Nucleóide: DNA circular; Plasmídeo: pequeno e independente do DNA bacteriano • Parede celular – proteção mecânica; • Cápsula – envoltório gelatinoso em bactérias patogênicas • Unicelulares, microscópicos • Vida livre, simbióticos, parasitas Febre tifoide – Riquétsia bactéria parasita obrigatório (semelhante ao vírus) Lepra, tuberculose, sífilis, meningite Decompositoras Cianobactérias - vida livre Mais evoluídos - maior tamanho - autotrófos Riquétsia Cianobactéria Mycobacterium tuberculosis Treponema pallidum Meningococo Médica Patogênicas Farmacêutica Produção de medicamentos; Comercial Pães, cervejas, iogurte... Por volta de 2 bilhões de anos atrás, ocorreu uma grande inovação na estrutura dos seres vivos: surgiu a célula eucariótica, mais complexa que a célula procariótica. Acredita-se que os compartimentos membranosos das células eucariótica surgiram por invaginações da membrana plasmática de um ancestral procariótico. Isso aumentaria a superfície de contato da célula com o meio ambiente, facilitando a troca de substâncias. Acredita-se que mitocôndrias originaram-se de bactérias primitivas que associaram-se às células eucarióticas primitivas. Foi a partir da associação com as mitocôndrias que as células eucarióticas adquiriram a capacidade respirar oxigênio. Além disso, com o tempo, os compartimentos membranosos passaram a desempenhar funções especificas. Exceto bactérias e arqueas, todos os outros seres vivos (animais, fungos e vegetais) têm células eucarióticas. Nestas, o citoplasma é um labirinto de túbulos, compartimentos e estruturas membranosas internas, que desempenham funções específicas como digestão, transporte e armazenamento de substâncias. O material hereditário fica contido em uma “bolsa” especial... Que “bolsa” seria essa? O material hereditário fica contido em uma “bolsa” especial... O núcleo • Membrana plasmática • Citoplasma com hialoplasma; Citosol Organelas Citoesqueleto • Possuem núcleo organizado envolvido por membrana Carioteca O citoplasma da célula eucariótica possui também um sistema de sustentação esquelética (túbulos e filamentos de proteínas), o citoesqueleto. (PUC-RS) A chamada “estrutura procariótica” apresentada pelas bactérias nos indica que estes seres vivos são: a) Destituídos de membrana plasmática b) Formadores de minúsculos esporos c) Desprovidos de membrana nuclear d) Dotados de organelas celulares (PUC-RS) A chamada “estrutura procariótica” apresentada pelas bactérias nos indica que estes seres vivos são: a) Destituídos de membrana plasmática b) Formadores de minúsculos esporos c) Desprovidos de membrana nuclear d) Dotados de organelas celulares (UNICAMP-SP) Organela celular que foi imprescindível para o aparecimento dos organismos eucariotos aeróbios? a) Núcleo b) Mitocôndrias c) Cloroplastos d) Complexo de Golgi (UNICAMP-SP) Organela celular que foi imprescindível para o aparecimento dos organismos eucariotos aeróbios? a) Núcleo b) Mitocôndrias c) Cloroplastos d) Complexo de Golgi Quais são os dois tipos básicos de células? a) Eucariótica e prossimbióticas b) Mitocôndrias e procarinontes c) Bactérias e vírus d) Procarióticas e eucarióticas Quais são os dois tipos básicos de células? a) Eucariótica e prossimbióticas b) Mitocôndrias e procarinontes c) Bactérias e vírus d) Procarióticas e eucarióticas https://www.youtube.com/watch?v=thufkt23AEc https://www.youtube.com/watch?v=thufkt23AEc Na matéria viva, certos tipos de elementos químicos estão sempre presentes. São eles: • Carbono (C) • Hidrogênio (H) • Oxigênio (O) • Nitrogênio (N) • Fósforo (P) • Enxofre (S) Dezenas, centenas, milhões de átomos desses elementos unidos por meio de ligações químicas, formam moléculas constituintes dos seres vivos, genericamente chamadas de substâncias orgânicas. Dentre essas substâncias destacam-se: Proteínas (10% - 15%) Glicídios (1%) Lipídios (2% - 3%) Ácidos nucleicos (1%) Água (75% - 85%) Água • Molécula de fórmula química H2O; • Os átomos das moléculas de hidrogênio são atraídos pelos átomos das moléculas de oxigênio (Ponte de hidrogênio); Água • Alta tensão superficial Água Capilaridade Água Água Atividades essenciais à vida, como transporte de substâncias e reações químicas enzimáticas, necessitam que as moléculas participantes estejam dissolvidas em um meio líquido (água como solvente). Substâncias hidrofílicas • Grande parte dos glicídios • Proteínas Substâncias hidrofóbicas • Óleos • Gorduras Sais Minerais São substâncias inorgânicas formadas por íons, muitos dos quais fundamentais para o bom funcionamento dos seres vivos. A falta de determinados minerais prejudica o metabolismo e pode até causar a morte. Sais Minerais Podem encontra-se na forma de sais, dissolvidos em líquidos corporais na forma iônica ou compondo a estrutura de enzimas. Sais Minerais O Na+ atua no equilíbrio osmótico das células e líquidos tissulares. As concentrações de sódio e potássio se mantém diferentes e constantes no meio intra e extracelular, devido à atuação da bomba de sódio e potássio. Aumento de sódio no sangue promova aumento do volume sanguíneo, elevando a pressão arterial. A concentração de sódio no plasma é controlada pelos hormônios aldosterona e Mineralocorticóides. Glicídios São os chamados açucares, carboidratos ou hidratos de carbono. São moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Constituem a principal fonte de energia para os seres vivos. Estão presentes em diversos tipos de alimentos. Glicídios Glicídios Fazem parte da estrutura dos ácidos nucleicos (DNA e RNA), que contém instruções hereditárias e controlam indiretamente a maior parte das atividades celulares. O ATP (trifosfato de adenosina), a principal substância envolvida nos processos energéticos biológicos, também apresenta um glicídio, a ribose, em sua composição. Glicídios simples Moléculas pequenas Glicídios formados pela união de dois monossacarídeos Glicídios complexos, moléculas grandes 3 a 7 átomos de carbono Mais solúveis em água Solúveis em água, mas não aproveitáveis imediatamente como fonte de energia Formados por vários monossacarídeos unidos entre si.Insolúveis em água. Lipídios São alguns tipos de substâncias orgânicas, como óleos, ceras e gorduras, cuja principal característica é a insolubilidade em água e solubilidade em certos solventes orgânicos. São formados por moléculas apolares, ou seja, não tem afinidade pelas moléculas polarizadas da água. Funções dos Lipídios • Fornecimento de energia para as células. Porém, estas preferem utilizar primeiramente a energia fornecida pelos glicídios. • Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares. • Nos animais endodérmicos, atuam como isolantes térmicos. • Facilitação de determinadas reações químicas que ocorrem no organismo dos seres vivos. Possuem esta função os seguintes lipídios: hormônios sexuais, vitaminas lipossolúveis (vitaminas A, K, D e E) e as prostaglandinas. Tipos de Lipídios: Glicerídios Moléculas de álcool glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos. No caso dos ácidos graxos, estes são chamados de triglicerídios. Óleos e gorduras são glicerídios que diferem apenas quanto ao ponto de fusão. Uma curiosidade em relação às margarinas: Se você já leu os rótulos, deve ter visto “fabricada com óleos vegetais hidrogenados” Sabe o que isso significa? Tipos de Lipídios: Glicerídios Pesquisas científicas tem mostrado os perigos do consumo excessivo de alimentos gordurosos. Arteriosclerose Infarto AVCs Tipos de Lipídios: Glicerídios Uma dieta saudável deve conter gorduras e óleos, pois entre outras funções, eles são necessários: Tipos de Lipídios: Glicerídios • Necessitamos de certos ácidos graxos que não conseguimos produzir (lipídios essenciais). Exemplo: óleo de fígado de bacalhau; • Para o organismo absorver as chamadas vitaminas lipossolúveis (A,D,E e K); • São importantes para a construção das membranas celulares; • Processos inflamatórios. • Agregação de plaquetas do sangue; Formados pela reação entre ácido graxo com álcool de peso molecular maior que o glicerol, ou seja, álcool de cadeia longa; Evitam a perda excessiva de água em folhas e frutos; Função impermeabilizante Tipos de Lipídios: Cerídeos Exemplos: Cera de carnaúba, cera de abelha, etc. Constituem uma categoria especial de lipídios. As suas moléculas são compostas por átomos de carbono interligados, formando quatro anéis carbônicos. Tipos de Lipídios: Esteróides O colesterol é um dos esteroides mais conhecidos, principalmente por estar associado a doenças cardiovasculares. Tipos de Lipídios: Esteróides Entretanto, é necessário ao organismo humano porque, entre outras razões, é um importante componente das membranas das células animais, sendo também precursor de hormônios esteroides como a progesterona e a testosterona. Curiosamente, as membranas de plantas e de células bacterianas não tem colesterol. Tipos de Lipídios: Esteróides É produzido principalmente em nosso organismo, principalmente pelo fígado ou absorvido de alimentos. São os principais componentes das biomoléculas. Do ponto de vista químico, um fosfolipídio é um glicerídio combinado a um grupo fosfato. A molécula de um fosfolipídio lembra um palito de fósforo, com uma “cabeça” eletricamente carregada e uma haste neutra, constituída por duas “caudas” de ácido graxo. Tipos de Lipídios: Fosfolipídios Tipos de Lipídios: Fosfolipídios São importantes para os animais, porque a molécula alaranjada de carotenoide, por exemplo, como a presente na cenoura, é matéria-prima para a produção de vitamina A. A vitamina A é precursora do retinal, substância sensível a luz, presente nos olhos dos vertebrados. Tipos de Lipídios: Carotenóides São pigmentos de cor vermelha ou amarela, insolúveis em água e solúveis em óleos e solventes orgânicos, presentes em células de plantas (fotossíntese). São moléculas formadas por dezenas, centenas ou milhares de aminoácidos ligados em sequencia, como elos de uma corrente. São polímeros em que os monômeros são aminoácidos. Proteínas Um aminoácido é uma molécula orgânica formada por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio unidos entre si. A ligação entre dois aminoácidos vizinhos em uma molécula de proteína é denominada ligação peptídica. Moléculas resultantes da condensação de aminoácidos são genericamente chamadas peptídios. Dois aminoácidos formam um dipeptídio. Três formam um tripeptídio e assim por diante. Proteínas são geralmente formadas por um grande número de aminoácidos e, por isso, pertencem à categoria dos polipeptídios. Proteínas: Ligação peptídica Proteínas: Ligação peptídica Estrutura das Proteínas Estrutura das Proteínas Estrutura das Proteínas São proteínas que participam de processos biológicos, aumentando a sua velocidade, sem se alterar durante o processo. São chamadas de biocatalisadores. Enzimas Exemplos de enzimas vegetais Bromelina (abacaxi) Papaína Exemplos de enzimas animais Amilase Protease São assim chamados por seu caráter ácido e por terem sido descobertos originalmente no núcleo das células. A partir da década de 1940, os ácidos nucleicos passaram a ser detalhadamente estudados, pois descobriu-se que eles constituem os genes responsáveis pela herança biológica. Ácidos nucleicos Somos parecidos com nossos pais porque recebemos, nos gametas que nos originaram, genes maternos e paternos, constituídos por acido desoxirribonucleico O que é ácido desoxirribonucleico? É o DNA!!! São constituídos por três tipos de componentes: • Glicídios • Ácido fosfórico • Bases nitrogenadas Dos cinco tipos de base nitrogenada presentes nos ácidos nucleicos, três ocorrem tanto no DNA quanto no RNA: adenina, citosina, guanina. Timina ocorre exclusivamente no DNA e uracila apenas no RNA Estrutura dos ácidos nucleicos Estrutura dos ácidos nucleicos Os três componentes dos ácidos nucleicos organizam-se em um trio molecular denominado nucleotídeo, constituído por uma pentose (açúcar formado por 5 carbonos de monossacarídeos), unida a uma molécula de ácido fosfórico e a uma base nitrogenada. Estrutura dos ácidos nucleicos Tanto DNA como RNA são constituídos por nucleotídeos ligados em sequência em longas cadeias nucleotídicas. As moléculas de DNA são geralmente muito longas, com até milhões de nucleotídeos unidos em sequencia. No núcleo de nossas células, constituindo nossos cromossomos, existem moléculas de DNA que atingem cerca de 10 cm de comprimento. Estrutura dos ácidos nucleicos As moléculas de RNA são geralmente formadas por uma cadeia única, que pode se desenrolar sobre si mesma pelo emparelhamento entre bases complementares na mesma cadeia polinucleotídica. Estrutura dos ácidos nucleicos Estrutura dos ácidos nucleicos https://www.youtube.com/watch?v=yUPy5yh-2jI https://www.youtube.com/watch?v=yUPy5yh-2jI https://www.youtube.com/watch?v=b0cZLgTA7hs https://www.youtube.com/watch?v=b0cZLgTA7hs Até a próxima semana!