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A célula como a unidade fundamental da vida: a estrutura e a função das organelas Prof. Dr. Marcelo Francisco Pompelli www3.ufpe.br/lev e www.biologiavegetal.com 1 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Descoberta da Célula A invenção das lentes Robert Hooke (1665): observou um fino corte de cortiça (células mortas) com um microscópio. Ele descreveu o que observou como “pequenos blocos” o que mais tarde ficou chamado de células 2 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Anton van Leeuwenhoek (1675): foi o primeiro a observar uma célula viva Descoberta da Célula 3 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Microscópios Aumento: refere ao poder do microscópio em aumentar um o tamanho aparente de um objeto Resolução: refere-se ao poder do microscópio de mostrar detalhes com nitidez 4 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Microscópio óptico Olho Ocular Espécie Condensador LUZ Objetiva Lente Protetora Imagem Final Estágio Lentes objetivas 4x, 10x, 40x Cabeça Rotação em 360º Fonte de luz Macro e Micrometro Clips com mola Clips com mola Ocular 5 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Elodea - Planta aquática 40X 400X Microscópio óptico 6 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) Tela de Visualização Lente eletromagnética Espécie Feixe de elétrons Fonte de elétrons 7 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Herpes Virus Célula de raiz Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) 8 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) Canhão de elétrons Sistema de lentes de iluminação Bobinas de varredura Lente Espécie Detector Para bombas Tela de visualiação 9 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Cabeça do Mosquito 200X 2000X Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) 10 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Olho de mosca Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) 11 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Pólen Fungo Glóbulos vermelhos, plaquetas e glóbulos brancos Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) 12 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli MEV x MET Vírus saindo de uma célula 13 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli A Teoria Celular Quem desenvolveu a teoria cellular? Matthias Schleiden (1838): concluiu que todas as plantas eram compostas de células Theodor Schwann (1839): concluiu que todos os animais eram compostos de células Rudolph Virchow (1855): determinou que a célula só se forma a partir de outra célula 14 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Diversidade Celular Tamanho Forma Organização Interna 15 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Tamanho Celular Célula vegetal típica 10 a 100 mm Cloroplasto 2 a 10 mm Mitocôndria 1 a 5 mm Ovo de galinha 65 mm Visão sem ajuda Microscópio óptico – até 200 nm Neurônio 70 mm Escherichia coli 1 a 5 mm de comprimento Microscópio eletrônico – até 0.5 nm Vírus do mosaico do tabaco 300 nm de comprimento T4 bacteriófago 225 nm de comprimento Molécula do DNA 2 nm de diâmetro Vírus da AIDS 100 nm Vírus da Polio 30 nm Chlamydomonas 5-6 mm Trypanosona (protozoário) 25 mm de comprimento Glóbulos vermelhos humanos 7-8 mm de diâmetro 16 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli 15cm de comprimento, 13 cm de largura e 6 inches long, 5 inches wide, 1400 g A menor célula 2 a 10 mm A célula mais longa, até 2 metros Ovo de avestruz A maior célula Tamanho Celular 17 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Diversidade Celular Fibroplasto Célula (a) células que conectam partes do corpo ou cobrem alguns órgãos Célula Muscular (b) Células que movem or gãos e partes do corpo epitelial (e) células que reúnem informações e controlam as funções do corpo Células neurais (c) Células que estocam nutrientes (d) Células que combatem doenças Corpos lipídicos Glóbulos vermelhos Macrófagos Espermatozóide Células musculares lisas (f) Células de reprodução Célula Eucariótica Contém 3 estruturas básicas: Núcleo Membrana celular Citosol com organelas 20 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Uma célula animal RE Rugoso RE Liso Centrossomo CITOESQUELETO Microfilamentos Microtúbulos Microvilosidades Peroxissomo Lisossomo Complexo de Golgi Ribossomos Nucléolo Cromatina NÚCLEO Flagelo Filamentos intermediários RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE) Mitocôndria Envelope nuclear Membrana plasmática Em células animais mas não em cpelulas vegetais: - lisossomos - centríolos - flagelos (em algumas células reprodutoras masculinas) Uma célula vegetal Em células vegetis, mas não nas animais - cloroplastos - vacúolo central vacuole e tonoplasto - parede celular - plasmodesmos CITOESQUELETO Ribossomes (pontos marrons) Vacúolo central Microfilamentos Filamentos intermediários Microtúbulos Retículo Endoplasmático Rugoso Retículo Endoplasmático Liso Cromatina NÚCLEO Envelope nuclear Nucléolo Cloroplastos Plasmodesmos Parede da célula adjacente Parede celular Complexo de Golgi Peroxissomo Tonoplasto Centrossomo Membrana plasmática Mitocôndria Organelas Organelas são estruturas que permitem a célula viver, crescer e se reproduzir Centríolo Vacúolo Lisossomo Envelope nuclear Núcleo Cromatina Poro nuclear Núcleo Ribossomos Complexo de Golgi Microfilamentos Microtúbulos Mitocôndria Membrana plasmática Membrana plasmática Citoplasma Retículo endoplasmático liso Retículo Endoplasmático rugoso 23 Read from the slide, tell students that all cells have organelles, however not all cells have membrane covered organelles. Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli 24 Membrana Plasmática Extracelular Dentro da célula (citoplasma) Membrana celular Proteínas Canal protéico Bicamada lipídica Cadeias de carboidratos Composta de uma bicamada de fosfolipídios e proteínas Circunda todas as células Controla o que entra ou sai da célula 24 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco PompelliPAREDE CELULAR Citoplasma Membrana plasmática Camadas da parede celular Lamela média Parede primária Parede secundária Plasmodesmos Parede celular Structure of the Cell Membrane Fosfolipídios É o lipídio mais abundante Com cabeça polar/hidrofílica, interage com a água Duas cadeias apolares que não interagem com a água Fosfolipídios Colina Fosfato Glicerol Ácido Graxo (b) Modelo de espaços preenchidos Cabeça hidrofílica Caudas hidrofóbicas (c) Símbolo de fosfolipídio (a) Fórmula estrutural Cauda hidrofóbica Cabeça hidrofílica Estrutura: o núcleo é uma esfera que contém outra esfera chamada nucléolo Função: centro de estocagem do DNA cellular – comanda as funções celulares Núcleo Anatomia do Núcleo Cromatina Nucléolo Envelope nuclear Retículo doplasmático en Ribossomos Poro Nuclear Estrutura formada por fosfato e açúcar Bases nitrogenadas Pontes de hidrogênio entre as bases 28 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: parede rígida, composta de cellulose, proteínas e carboidratos Função: circunda a célula vegetal por fora da membrane plasmática, dando a célula mais rigidez e estrutura Parede Celular Parede primária Três camadas de parede secundária 29 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: fluída como gelatina que fica dentro da Membrana Plasmática Função: contém sais, minerais e as moléculas organicas que circundam as organelas Citoplasma 30 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: consiste de tuas subunidades contend proteínas e RNA Função: síntese de proteínas Ribossomos 31 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Sua função é juntar os aminoácidos segundo a sequência que veio do núcleo para a produção das proteínas Ribossomos Proteína sendo sintetizada Subunidade maior Aminoácidos Aminoácidos tRNA mRNA Subunidade menor Unidade básica de um aminoácido 32 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: um Sistema de membranas Função: tráfego intercellular de moléculas qe se movem entre as células Dois tipos: Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) Retículo Endoplasmático Liso (REL) Retículo Endoplasmático 33 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli A membrane plasmática se expande pela fusão de vesículas; proteínas são secretadas da célula Vesículas transportam proteínas até a membrane plasmática para secreção Lisosomo disponível para fusão com outras vesículas para digestão 4 5 6 O envelope nuclear é conectado ao Retículo Endoplasmático Rugoso,o qual se conecta ao Retículo Endoplasmático Liso Núcleo RER REL cis Golgi trans Golgi 1 3 2 Membrana celular Relação entre as organelas e o Sistema de membranas O Golgi continua com o fluxo de vesívulas que vão dar origem aos lisossomos e ao vacúolo Membranas and proteínas Produzidas pelo RE fluem na forma de vesículas até o Golgi Complexo de Golgi MET do Complexo de Golgi Face cis face “recebedora“ do Complexo De Golgi Vesículas se movem do RE para o Golgi Vesículas se unem para formar uma nova cisterna cis do Golgi Maturação das cisternas: as cisternae do Golgi se movem numa direção cis-trans Vesículas se formam e deixam o Golgi, carregando proteínas especificas para outras localizações ou para a membrane plasmática para secreção Vesicles transport specific proteins backward to newer Golgi cisternae Cisternas face trans “transportadora” do Complexo de Golgi 0.10 µm 1 6 5 2 3 4 Funções do Golgi Vesículas também transportam certas proteínas de volta para o RE Mitocôndria Tem DNA próprio Circundada por dupla membrana Centro de energia da célula Providencia energia para a célula se movem, se dividir e utilizar É a responsável pela respiração cellular glicose ácidos graxos Liberam energia ATP 36 Mitochondria is considered the power plant of the cell. They must have oxygen to make ATP(which is the cell’s energy) So that is why we need to breath. For very active cells, there are thousands of mitochondria. Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli ATP sintase matriz Espaço intermembrana Ribossomo cristas grânulos Membrana interna Membrana externa DNA 37 Mitochondria is considered the power plant of the cell. They must have oxygen to make ATP(which is the cell’s energy) So that is why we need to breath. For very active cells, there are thousands of mitochondria. Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Lisossomos promovem a digestão intracellular por fagocitose (a) Fagocitose: promovem a digestão de partículas que adentrem na célula 1 µm Lisossomo contendo enzima hidrolítica ativa Vacúolo digestive se fusiona com o lisossomo Enzimas hidrolíticas digerem as partículas alimentícias Digestão Vacúolo digestivo Membrana celular Lisossomo Enzimas digestivas Lisossomo Núcleo Autofagia (b) Autofagia: os lisossomos se fundem com organelas danificadas Lisossomo contend duas organelas danificadas 1 µm Fragmentos de mitocôndria Fragmentos de peroxissomo O Lisossomo se funde com a vesícula contendo as organelas danificadas Enzimas hidrolíticas digerem os components das organelas Vesículas contendo uma mitocôndria danificada Digestão Lisossomo Núcleo RER REL Proteína sintetizada para exportação Vesículas secretórias Exocitose 40 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: esférica que contém enzimas dentro de membranas simples Função: degradar peróxido de hidrogênio, um composto tóxico que pode ser produzido durante o metabolismo celular Peroxissomos 41 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Interior da célula Interior da célula 0,5 µm Plasmodesmos Membranas celulares Parede celular Plasmodesmos 42 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Estrutura: um saco circundado por membrana ocupam cerca de 70% do citoplasma nas células vegetais Função: usado como almoxarifado temporá- rio de sujeira, nutrien- tes e água Vacúolo 43 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Há 3 tipos de plastídios nas células vegetais: Cloroplastos (fotossíntese) Cromoplastos: sintetizam e estocam pigmentos Leucoplastos: estocam alimento como amido, proteínas e lipídios Cromoplastos Leucoplastos Pimenta vermelha Flor Plastídios 44 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Cloroplastos Exclusivos das células vegetais Contém clorofila Local onde a fotossíntese ocorre 45 Plant cells need energy too! Because plant’s don’t ingest food like we do or animals do, they have to make their own food. Chloroplasts uses the sun’s light energy to make sugar. The sugar is then used by the mitochondria to make energy. UniversidadeFederal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Ribossomo Plastoglóbulo Membrana interna Espaço Intermembrana Membrana externa Granum DNA Cloroplastídico Lamela Lúmen Membrana do tilacóide Tilacóide Estroma 46 Plant cells need energy too! Because plant’s don’t ingest food like we do or animals do, they have to make their own food. Chloroplasts uses the sun’s light energy to make sugar. The sugar is then used by the mitochondria to make energy. Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Vegetal ou Animal? Encontrado nas Células animais e vegetais: Exclusivos das Células Vegetais: Núcleo Complexo de Golgi Mitocôndria Lisossomos Retículo Endoplasmático Membrana celular Ribossomos Vacúolos Cloroplastos Parede Celular 47 Make sure to write this down on your worksheet. Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Movimento de moléculas entre células Transporte passivo Transporte ativo Endocitose (fagocitose e pinocitose) Exocitose 48 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli O Transporte Passivo Não gasta energia Move a substância de acordo com a diferença de concentração, pressão ou carga Move até igualar os gradientes sempre do maior gradiente para o menor 49 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Tipos de Transporte passivo 1. Difusão 2. Osmose 3. Difusão facilitada 50 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Difusão As moléculas se movem para igualar as concentrações Tablete de açúcar Tempo 51 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Osmose Um tipo especial de difusão Os fluidos se movem no sentido da menor concentração Geralmente envolve o movimento de água para dentro da célula para fora da célula 52 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Diferentes tipos de soluções Água move para fora Crenada Normal Isotônica Fluido extracelular com alta concentração de soluto Hipertônica Inchada Ipotônica Fluido extracelular com baixa concentração de soluto Lisada Água move-se para dentro 53 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Proteínas se ligam a molécula Pode ocorrer uma mudança de conformação A molécula é movida através da membrana Difusão facilitada alto concentração baixo proteínas de transporte FORA membrana Moléculas de soluto Sítio de ligação DENTRO 54 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli Movimento cellular que requer energia para acontecer (contra o gradiente) Exemplo: bomba sódio / potássio Transporte ativo FORA DENTRO Bomba sódio-potássio 55 Universidade Federal de Pernambuco - Laboratório de Ecofisiologia Vegetal BO248 - Fisiologia Vegetal - Prof. Marcelo Francisco Pompelli image1.jpeg image2.png image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.jpeg image7.jpeg image8.wmf image9.png image10.png image11.jpeg image12.jpeg image13.jpeg image14.png image15.png image16.jpeg image17.png image18.jpeg image19.png image20.png image21.jpeg image22.png image23.png image24.jpeg image25.png image26.jpeg image27.jpeg image28.jpeg image29.jpeg image30.png image31.png image32.png image33.jpeg image34.jpeg image35.jpeg image36.jpeg image37.jpeg image38.jpeg image39.jpeg image40.jpeg image48.png image41.jpeg image42.jpeg image43.jpeg image44.jpeg image45.jpeg image46.jpeg image47.jpeg image49.jpeg image50.jpeg image51.jpeg image52.png image53.png image54.jpeg image55.png audio1.bin image56.png image57.png image58.png image59.gif image60.png image61.png image62.png image63.jpeg image64.jpeg image65.jpeg image66.png image67.jpeg image68.jpeg image69.jpeg image70.png image71.png image72.jpeg audio2.bin image73.png image74.gif image75.jpeg image76.jpeg image77.jpeg image78.jpeg image79.png image80.jpeg image81.jpeg image82.jpeg image83.jpeg image84.jpeg image85.jpeg image86.jpeg
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