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João Carlos Trovão Martins RESUMÃO AV1 A ORIGEM DA CÉLULA: O que é a célula? A célula nada mais é do que a unidade fundamental de vida , ou seja é a menor parte de um ser que podemos dizer que tem vida. O que é ter vida? De uma forma geral, seres vivos são aqueles que nascem, crescem, metabolizam, se reproduzem e morrem. Teorias para a origem da vida: O problema de determinarmos a origem da vida em nosso planeta está no fato de ter ocorrido a muito tempo atrás, a aproximadamente 3,5 bilhões de anos, e em condições muito adversas. Composição da atmosfera primitiva: H2O(g) (vapor d’água), NH3 (amônia), H2S (sulfeto de hidrogênio), CO2 (gás carbônico). Nas condições da atmosfera primitiva, a vida poderia ter surgido apartir do não vivo, através de uma evolução molecular, isto é, formação de moléculas orgânicas simples na atmosfera, e encadeamento dessas moléculas na superfície. Miller testou essa hipótese e obteve moléculas orgânicas simples , entre elas aminoácidos. Que em uma evolução química deu origem as proteínas, que são polímeros de aminoácidos. Essa etapa se deu em meio aquoso, “sopa primordial” (um caldo orgânico quente e diluído, formado por moléculas orgânicas simples, complexas e aglomerados), na qual foram favorecidas as interações e onde se formaram complexos maiores denominados coacervados ou proteinóides ( são considerados como a pré-célula primitiva), com uma membrana externa envolvendo um fluido no interior (micela) A próxima etapa da evolução foi o surgimento do código genético, acredita-se que surgiu primeiro o RNA e em seguida o DNA e as diversas moléculas que participam da síntese de proteínas e na sua replicação, pois a partir do RNA ocorre a síntese de proteínas. Então surgiram as células capazes de se autoperpetuarem. É razoável supor-se que a primeira célula a surgir foi precedida por agregados de micelas que apresentavam apenas algumas das características hoje consideradas peculiares dos seres vivos (metabolismo, crescimento e reprodução). Metabolismo: É o conjunto de reações químicas que ocorrem em um organismo. Anabolismo: reações de síntese, construção. Catabolismo: reações de quebra. Classificações de células: Procariontes x Eucariontes “Pro”, significa primitivo “Eu”, significa verdadeiro “cario”, núcleo. “cario”, significa núcleo. Núcleo primitivo, Núcleo Verdadeiro, não esta individualizado já está individualizado . no citoplasma Autotróficos x Heterotróficos “Auto”, significa próprio “Hetero”, significa outro “trofos”, significa alimento “trofos”, significa alimento Próprio alimento, Alimento do outro São seres capazes de Se alimentam da matéria transformar matéria orgânica já produzida inorgânica em matéria orgânica, produzindo assim, seu próprio alimento Anaeróbios x Aeróbios “A”, prefixo de negação “Aeros”, significa ar “aeros”, significa ar “bio”, significa vida “bio”, significa vida Vida com ar, Sem vida com ar, São seres que só vivem São seres que não precisam na presença de oxigênio de oxigênio para sobreviverem. Como na atmosfera primitiva não havia oxigênio os primeiros seres vivos eram, procariontes, heterotróficos, anaeróbios. Posteriormente, surgiram os primeiros seres autotróficos, algas fotossintetizantes, com isso surgiu o oxigênio na atmosfera. Com o surgimento de oxigênio na atmosfera, apareceram os primeiros seres aeróbios, dando origem aos eucariontes Até esse momento a vida só existia na água, até que as plantas e os animais colonizaram a terra. Teorias do aperfeiçoamento dos procariontes autotróficos: Teoria da invaginação: Por mutação genética , algumas dessas células , teriam começado a sintetizar proteínas , levando a invaginações da membrana plasmática, formando assim as primeiras organelas membranosas. Por mais que a teoria pareça sólida, ela não é comprovada cientificamente, pois não foi encontrado o elo entre os seres. Teoria da Simbiose: Essa teoria explica o surgimento das mitocôndrias e dos cloroplastos, organelas com DNA próprio, característico de bactérias. Teriam entrado na célula por fagocitose, mas por algum motivo elas não foram digeridas e começaram a viver em uma relação harmônica. Teoria Mista: É possível que as organelas que não contêm DNA, como o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi se tenham formado a partir de invaginações da membrana celular, enquanto as organelas com DNA (mitocôndrias, cloroplastos) apareceram por simbiose entre procariontes. A ESTRUTURA CELULAR: Vamos estudar agora uma célula eucarionte, heterotrófica e todas as suas organelas, vamos começar de fora para dentro. MEMBRANA PLASMÁTICA: Também chamada de plasmalema, membrana citoplasmática ou membrana celular é responsável pela delimitação do conteúdo celular , sendo encontrada em todas as células , inclusive as procariontes. Propriedades: Delimita o conteúdo Celular Possui permeabilidade seletiva Fornece proteção A membrana plasmática é essencialmente apolar (hidrofóbica), de composição lipoproteica. É formada, portanto, por lipídios (principalmente fosfolipídios) e proteínas. O modelo do “mosaico fluido”: Neste modelo, os fosfolipídios formam uma dupla camada, em que as caudas lipídicas ficam em contato umas com as outras e as cabeças polares de fosfato em contato com a água. Já as proteínas ficam, em geral, mergulhadas nessa bicamada. Os lipídios estão preferencialmente no estado líquido , permitindo livre movimentação no plano da membrana , e conferindo à ela intenso dinamismo , devido à fluidez. Além de fosfolipídios também podem ser encontradas moléculas de colesterol , que alteram a fluidez da membrana. As proteínas podem se encontrar em três posições na bicamada lipídica: Completamente mergulhadas nesta Parcialmente imersas Aderidas a uma das duas faces da membrana As proteínas podem desempenhar inúmeros papéis: Transporte de substancias Comunicação celular Atuar como enzimas Existem ainda na face externa da membrana, carboidratos ligados a lipídios ou proteínas que constituem o glicocalix. Funções do glicocalix: Constitui uma barreira contra agentes físicos e químicos do meio externo. Confere às células a capacidade de se reconhecerem. Forma uma malha que retém nutrientes e enzimas ao redor das células, de modo a manter um meio externo adequado. As células que não possuem glicocalix , possuem parede celular, vegetais e bactérias. Essa parede é rígida e não permite que a célula modifique sua forma, em geral ela é forrmada por sílica ou celulose. O glicocalix e a parede celular são chamados de envoltórios celulares. PROCESSOS DE TROCA ENTRE A CÉLULA E O MEIO EXTERNO: Antes de compreendermos os processos de troca devemos observar os meios de concentração celular: Concentração isotônica (isosmótica) : A concentração de soluto dentro e fora da célula é a mesma. Concentração hipotônica (hiposmótica): Quando a concentração de soluto no interior da célula é menor do que no exterior da célula. Isso pode levar a célula a um processo de crenação (a célula murcha) Concentração hipertônica (hiperosmótica): Quando a concentração de soluto no interior da célula é maior do que no exterior da célula. Isso pode levar a um processo chamado de plasmólise (rompimento da membrana celular) Difusão: Consiste na livre movimentação de partículas , ao acaso. Os movimentos tendem a gerar um fluxo de partículas da região onde estão mais concentradas (hipertônico) para a região onde estão menos concentradas (hipotônico). **HIPER → HIPO** Osmose: *os processos de resgulação celular ocorrem porosmose. A osmose é a difusão da água. **HIPO → HIPER** ( “O hipopótamo vai para o hipermercado”) TRANSPORTE PASSIVO: Este transporte vai envolver mecanismos de difusão. A membrana deve permitir a livre passagem da substância em questão e o transporte sempre se dá a favor do gradiente de concentração Difusão simples: É um tipo de transporte passivo, não evolve qualquer transportador na membrana e esta é totalmente permeável à substância. Neste tipo de transporte a velocidade da difusão da difusão será diretamente proporcional ao gradiente de concentração. Difusão facilitada: A membrana é pouco permeável à substancia, fazendo-se necessária uma proteína transportadora específica , como as permeases e portões. TRANSPORTE ATIVO: Este transporte vai ocorrer contra o gradiente de concentração. Sempre vai depender de um transportador de membrana e exigir plena atividade metabólica (gasto de ATP) Bomba de Na+ e K+ sódio: maior concentração no líquido extracelular, tende a entrar na célula , ele é bombeado para fora potássio: maior concentração no líquido intracelular, tende a sair da célula, ele é bombeado para dentro Esse bombeamento requer um gasto de energia. MEDIADOS POR VESÍCULAS: Endocitose: É a entrada de partículas na célula, caso essas partículas sejam sólidas será uma Fagocitose , caso elas sejam líquidas será uma Pinocitose. Exocitose: É a excreção celular, se for uma secreção (algo importante , como hormônios por exemplo) é simplesmente chamada de exocitose , mas se for “lixo” celular esse processo tem o nome de Clasmocitose. 2. CITOPLASMA É no citoplasma que encontramos as organelas celulares. Principais funções citoplasmáticas e as estruturas envolvidas: Movimento celular: Ciclose é o movimento do próprio citoplasma Ameboide, movimento onde ocorre a projeção do citoplasma para frente, empurrando assim a parede celular e dessa maneira a célula de movimenta. Ciliar Flagelar A síntese, o armazenamento e o transporte de macromoléculas, funções em que as organelas envolvidas são os ribossomos (síntese), o retículo endoplasmático (transporte), o complexo de Golgi (armazenamento), os lisossomos (“digestão”), os peroxissomos (degradação da água oxigenada) e os vacúolos. O metabolismo energético das células, que é feito por processos de obtenção de energia (fotossíntese) e de liberação de energia (fermentação e respiração). As organelas envolvidas são os cloroplastos e as mitocôndrias. As 16 principais questões dos estudos dirigidos: Defina célula: R: É a unidade fundamental de um ser vivo Oque são células procariontes? Por que estas são consideradas as primeiras células que surgiram no planeta? R: São células que não possuem membrana nuclear. São as formas de vida mais simples encontradas pois a membrana nuclear surgiu junto com as organelas membranosas que são encontradas nos seres eucariontes. Oque foi responsável por formar o oxigênio livre na atmosfera? R: Os primeiros seres autotróficos, algas fotossintetizantes, com isso surgiu o oxigênio na atmosfera. Por que é provável que os aminoácidos tem surgido primeiro do que outras moléculas orgânicas? R:Porquê os aminoácidos tem função estrutural, eles são a base para formar as primeiras moléculas mais complexas. Defina Metabolismo e de sua classificação: R: Metabolismo: É o conjunto de reações químicas que ocorrem em um organismo. Anabolismo: reações de síntese, construção. Catabolismo: reações de quebra. Explique a teoria da invaginação da membrana plasmática: R: Por mutação genética , algumas dessas células , teriam começado a sintetizar proteínas , levando a invaginações da membrana plasmática, formando assim as primeiras organelas membranosas. A teroria da simbiose faz uma comparação entre as mitocôndrias e as bactérias. Explique: R: mitocôndrias são organelas com DNA próprio, característico de bactérias, DNA circular. Qual é a constituição química da membrana plasmática? R:É uma membrana formada por fosfolipídios e proteínas. Por que a membrana atualmente é denominada como mosaico fluido? R: Porquê ela é formada por unidades fosfolipídicas, formamdo uma espécie de grande mosaico, e fluida por estar boiando sobre o citoplasma. De a as funções do glicocalix: R: Constitui uma barreira contra agentes físicos e químicos do meio externo. Confere às células a capacidade de se reconhecerem. Forma uma malha que retém nutrientes e enzimas ao redor das células, de modo a manter um meio externo adequado. Qual a função da permeasse que encontramos na membrana plasmática? R: Facilitar as trocas entre o meio intersticial e intracelular. Explique o processo da osmose: R: A osmose é a difusão da água. **HIPO → HIPER** Quando uma célula se enche em meio hipertônico o que acontece com ela? R: Tende a sofrer um processo de cremação Qual a importância da bomba de sódio e potássio? R: A bomba mantem a diferença de concentração entre o meio interno e externo da célula , pois eles tendem a se igualar , e caso isso ocorra não haverá formação de corrente elétrica para os impulsos nervosos. Uma das funções do citoplasma esta relacionada aos movimentos da célula. Explique a diferença do movimento de ciclose para o movimento ameboide. R: Ciclose é o movimento do próprio citoplasma. Ameboide, movimento onde ocorre a projeção do citoplasma para frente, empurrando assim a parede celular e dessa maneira a célula de movimenta. Por que a fotossíntese é feita para obtenção de energia e a fermentação e respiração feitas para liberação? R: Pois os seres fotossintetizantes são autotróficos, produzem o próprio alimento , usam a energia para sintetizar , construir matéria orgânica , já a fermentação e a respiração são feitas por seres heterotróficos , ou seja , seres que oxidam a matéria orgânica para conseguir energia , reações de quebra , com isso há liberação de energia.