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BASES MOLECULARES E CELULARES DA SAÚDE CÉLULA: ESTRUTURA E FUNÇÃO Profª MSc. Luciana Araújo UESB/UEFS Introdução a Biologia: A célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos; São dotadas de membrana plasmática; contêm citoplasma (grego kytos, célula e plasma, líquido), possuem material genético (DNA). ROBERT HOOKE Em 1665, observando uma secção de cortiça ao microscópio, notara pequeníssimas cavidades semelhantes às de uma colmeia, a que chamou células. http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://askabiologist.asu.edu/research/buildingblocks/images/hookecork.jpg&imgrefurl=http://askabiologist.asu.edu/research/buildingblocks/rhooke.html&usg=__eLIoJwwb_XKDBqFPGUqUqoLHBoo=&h=472&w=500&sz=63&hl=pt-BR&start=7&um=1&tbnid=aBmtQe5hA3kpQM:&tbnh=123&tbnw=130&prev=/images?q=robert+hooke&hl=pt-BR&um=1 http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://askabiologist.asu.edu/research/buildingblocks/images/hookecork.jpg&imgrefurl=http://askabiologist.asu.edu/research/buildingblocks/rhooke.html&usg=__eLIoJwwb_XKDBqFPGUqUqoLHBoo=&h=472&w=500&sz=63&hl=pt-BR&start=7&um=1&tbnid=aBmtQe5hA3kpQM:&tbnh=123&tbnw=130&prev=/images?q=robert+hooke&hl=pt-BR&um=1 Células mortas de cortiça Células vegetais vivas Início do século XIX já estavam descobertas as três partes fundamentais da célula: membrana plasmática, citoplasma e o núcleo. Mais tarde, estudos demonstraram a existência de granulações no citoplasma, as organelas celulares. Schwann e Schleiden em 1839 estabelecem a Teoria Celular “Todos os seres vivos são formados por células”. UNIDADES DE MEDIDA DAS CÉLULAS • Micrômetro (µm)- milésima parte do milímetro • 1 m = 1mm/1000 ou 1mm = 103 m • - Nanômetro (nm) = milionésima parte do milímetro • 1 nm = 1mm/1.000.000 ou 1mm = 106 nm • - Ângstron (A) = décima de milionésima parte do milímetro • 1 A = 1mm/10.000.000 ou 1mm = 107 A As três premissas fundamentais da Teoria Celular: Todos os seres vivos são formados por células e por estruturas que elas produzem. Assim, as células são as unidades morfológicas dos seres vivos. Todas as reações metabólicas ocorrem dentro da célula. Novas células formam-se apenas pela reprodução de células preexistentes, pelo processo de divisão denominado de mitose. De acordo com o número de células: •Unicelulares - Bactérias, cianofitas, protozoários, algas unicelulares e leveduras. •Pluricelulares - os demais seres vivos. Organização estrutural: • Procariontes (pro = antes, karyon = núcleo) e os Eucariontes (eu = verdadeiro, karyon = núcleo). CÉLULAS PROCARIÓTICAS Células procarióticas: não possuem material genético envolvido pela carioteca (não possuem um núcleo organizado). Ex.: bactérias e cianobactérias (Reino Monera); Citologia bacteriana Organização celular simples: ausência de histonas e carioteca. (Peptídeoglicano ) Formação de Endomembranas e Teoria Endossimbiótica CÉLULAS EUCARIÓTICAS Células eucarióticas: possuem material genético envolvido pela carioteca (possuem um núcleo organizado). Ex.: protozoários (Reino Protista), fungos (Reino Fungi), vegetais (Reino Vegetal) e animais (Reino Animal). O citoplasma das células eucarióticas é formado por citosol, organelas citoplasmáticas e citoesqueleto. CITOPLASMA- Célula Animal (eucarionte) CITOPLASMA- Célula Vegetal (eucarionte) ESTRUTURA CELULAR (células eucarióticas) Citosol (hialoplasma):material gelatinoso (fluído: sol/ viscoso: gel) rico em água e substâncias que contém as organelas celulares e o citoesqueleto. Citoesqueleto (presente somente em células eucarióticas) Organelas celulares (presente somente em células eucarióticas, com exceção dos ribossomos); A membrana celular é a estrutura que delimita todas as células vivas, tanto as procarióticas como as eucarióticas. Ela estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio extracelular (que pode ser a matriz dos diversos tecidos). Membrana Plasmática http://www.jornallivre.com.br/definicao/?p=Imagem:Cell_membrane_detailed_diagram.svg FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA - dá individualidade a cada célula, definindo meios intra e extra celular. - forma ambientes únicos e especializados, cuja composição e concentração molecular são consequência de sua permeabilidade seletiva e dos diversos meios de comunicação com o meio extracelular Meio interno Meio externo http://www.bioaula.loja.ghi.com.br/product_info.php?cPath=6&products_id=50&PHPSESSID=66c682d518e4c51f76566aef2ed7fa3f http://www.bioaula.loja.ghi.com.br/product_info.php?cPath=6&products_id=50&PHPSESSID=66c682d518e4c51f76566aef2ed7fa3f MEMBRANA PLASMÁTICA Composição química LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E GLICOPROTEÍNAS Modelo de Singer e Nicholson (1972)Modelo do Mosaico Fluido Proteínas embebidas na bicamada lipídica; Estrutura molecular da membrana plasmática Hidrofílica (cabeça) Hidrofóbica (caudas) Moléculas AnfipáticasLIPÍDEOS DE MEMBRANAS FOSFOLIPÍDEO 1- Fluidez da membrana Fluido Bidimensional movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada CITOPLASMA Hialoplasma: citosol ou citogel, Armazenamento de substâncias e síntese proteica. CITOESQUELETO Funções: a) Define a forma e organiza a estrutura interna da célula; b) Possibilita o deslocamento de materiais no interior da célula (movimentos celulares: ciclose e movimento amebóide). 4. CITOESQUELETO Componentes: a) Microfilamentos de actina (formados pela proteína denominada actina, relacionados ao movimento celular); b) Microtúbulos (formados pela proteína denominada tubulina, relacionados ao movimento e manutenção da forma celular); c) Filamentos intermediários (constituídos pela proteína queratina, relacionados à manutenção da forma da célula). 4. CITOESQUELETO 4. CITOESQUELETO e movimento celular Ciclose: denominação do contínuo movimento de organelas citoplasmáticas e substâncias do citosol (importante para a distribuição intracelular de substâncias); Movimento amebóide: formação de pseudópodes (“falsos pés”). ORGANELAS CELULARES As diversas estruturas presentes no citoplasma das células eucarióticas desempenham funções específicas, essenciais à vida da célula. Por serem comparáveis aos órgãos de um organismo, elas são denominadas orgânulos ou organelas celulares/citoplasmáticas. a) Retículo endoplasmático (R.E.): Tubos e bolsas membranosas Retículo endoplasmático RUGOSO (R.E.R.): apresentam ribossomos aderidos às bolsas membranosas; Funções: a) Produção de proteínas para exportação (que serão eliminadas para atuar fora da célula); b) Produção de enzimas lisossômicas (que fazem a digestão intracelular). a) Retículo endoplasmático (R.E.): tubos e bolsas membranosas Retículo endoplasmático LISO (R.E.L.): não apresentam ribossomos. Funções: a) Síntese (produção) de ácidos graxos, fosfolipídios e de esteróides (lipídios em geral). OBS.: em células do fígado e em células das gônadas sexuais, encontramos grande quantidade de R.E.L. a) Retículo endoplasmático (R.E.): tubos e bolsas membranosas Funções que são comuns ao R.E.R. e R.E.L.: Transporte de substâncias; Armazenamento de substâncias. b) Ribossomos Constituição: duas subunidades de tamanhos diferentes, formados por RNA ribossômico e proteínas. Função: síntese (produção) de proteínas. c) Complexo Golgiense ou complexo de Golgi Constituição: 6 a 20 membranas bolsas (cisternas) achatadas/empilhadas. Funções: a) Síntese de carboidratos; b) Secreção e armazenamento celular; c) Formação do acrossomo dos espermatozóides. d) Formação dos lisossomos. c) Complexo Golgiense- SECREÇÃO CELULAR c) Complexo Golgiense- FORMAÇÃO DO ACROSSOMO DOS ESPERMATOZÓIDES Acrossomo: possibilita o processo de fecundação. d) Lisossomos (lise, quebra) Constituição: bolsas membranosascontendo dezenas de tipos de enzimas digestivas (ex.: nucleases, proteases, etc.); Função: a) Digestão intracelular (heterofagia e autofagia). d) Lisossomos- tipos de digestão 1. Heterofagia: material proveniente do meio externo (fagocitose e/ou pinocitose); 2. Autofagia: material provém do meio celular (digestão de organelas produz nutrientes para o citoplasma). Autólise (apoptose) d) Lisossomos 1. Heterofagia 1) Fagocitose (englobamento de partículas sólidas); 2) Formação do fagossomo (bolsas membranosas); 3) Formação do vacúolo digestivo (fagossomo + lisossomos primários); 4) Formação do vacúolo residual (restos do processo digestivo); 5) Clasmocitose: eliminação do conteúdo para o meio extracelular. e) Peroxissomos Constituição: organelas membranosas que contém a enzima catalase. Função: degradação da água oxigenada (subproduto das reações de degradação de ácidos graxos e a.a.; é tóxica para a célula) H2O2 2H2O + O2 Observação: essas organelas são abundantes nas células do fígado e dos rins, pois oxidam (destroem) diversas substâncias tóxicas (como o álcool). e) Peroxissomos f) Mitocôndrias Estrutura: f) Mitocôndrias Estrutura: f) Mitocôndrias Função: nas mitocôndrias, ocorre a respiração celular aeróbia. C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H20 + 30ATP 30 ATP = ENERGIA Obs.: a respiração celular é divida em 3 fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. g) Plastos Exclusivos de células de plantas e algas Divididos em: • Cromoplastos (vermelhos/amarelos): responsáveis pelas cores de certas flores, frutos e raízes. • Leucoplastos (plastos incolores): armazenam amido em raízes e caules. • CLOROPLASTOS (pigmento clorofila)- ocorre a fotossíntese (a clorofila capta a luz solar com máxima eficiência). g) Plastos CLOROPLASTOS Estrutura: CLOROPLASTOS Gás Carbônico + Água Glicose + Oxigênio *Tilacóides: fase do claro. *Estroma: fase do escuro; h) Vacúolos da célula vegetal Função: armazenamento (a.a.; açúcares, proteínas, etc.). Chega a ocupar até 80% do volume celular. i) Centríolos Estrutura: formados por 9 trincas de tubulina (proteína), sempre aos pares, próximo ao núcleo. i) Centríolos Funções: • Orientação da divisão celular; • São responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas que possibilitam a locomoção celular. Centríolos e divisão celular Centríolos Fibras do áster Fibras do fuso i) Centríolos *Cílios Cílios são estruturas de locomoção numerosas e curtas. -Onde são encontrados? *Tecido epitelial do trato digestório; *Tubas uterinas.; *Protozoários ciliados: i) Centríolos *Flagelos Flagelos são estruturas de locomoção pouco numerosas (às vezes únicas) e longas. -Onde são encontrados? *Espermatozóides; *Protozoários flagelados: i) Centríolos Estrutura geral de cílios e flagelos: Estrutura interna de cílios e flagelos: par central de tubulina + 9 duplas de tubulina ao redor (“9 + 2”). OBRIGADA!