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Profa. Rosi Paixão Revisão sobre Célula 1 CÉLULA ◼ É a menor unidade estrutural básica do ser vivo. ◼ Célula, foi o nome dado por Robert Hooke, em 1665, ao visualizar no microscópio ótico pequenas cavidades presentes em um pedaço de cortiça. 2Prof.Rosi Paixão Quanto ao nº de células: ◼ Unicelulares: Formado por uma célula. ◼Ex: Bactérias, algas e protozoários. ◼ Pluricelulares: Formados por várias células. ◼Ex: Plantas, os animais e alguns fungos. 3Prof.Rosi Paixão CITOLOGIA ◼ Existem dois tipos fundamentais de células. ◼ As células PROCARIONTES, presentes em bactérias e cianobactérias e as células EUCARIONTES, presentes em todos os outros seres vivos, incluindo algas, fungos, protozoários, plantas e animais. 4Prof.Rosi Paixão Quanto a organização estrutural: ◼ Procariotos: 1. Possuem organização simples; 2. O material genético se encontra disperso no citoplasma; 3. Não possui núcleo definido (nucleóide); 4. Não possui carioteca (membrana que delimita o material genético). 5Prof.Rosi Paixão Quanto a organização estrutural: ◼ Eucariotos: 1. Possuem várias organelas citoplasmáticas; 2. Mais complexas; 3. Possuem o núcleo organizado; 4. Possuem carioteca. 6Prof.Rosi Paixão CITOLOGIA ◼ CÉLULAS PROCARIONTES: ◼ As células procariontes se caracterizam pela pobreza de membrana plasmática. Ao contrário dos eucariontes, não possuem uma membrana envolvendo os cromossomos, separando-os do citoplasma. ◼ Por sua simplicidade estrutural e rapidez na multiplicação, a célula Escherichia coli, é a célula procarionte mais bem estudada. 7Prof.Rosi Paixão Escherichia coli 8Prof.Rosi Paixão ◼ Tipos celulares: 9Prof.Rosi Paixão Cel. Vegetal Cel. Bacteriana Cel. Animal Modelo de Mosaico Fluído (Singer e Nicolson-1972) 10Prof.Rosi Paixão O transporte de substâncias pela membrana. ◼ PASSIVO ◼ Ocorre sem gasto de energia(ATP). ◼ Osmose, difusão, e difusão facilitada. ◼ ATIVO ◼ Ocorre com gasto de energia(ATP). ◼ Bomba de sódio e potássio. ◼ Endocitose (fagocitose, partículas sólidas. ◼ Pinocitose, (partículas líquidas.). ◼ Exocitose ou clasmocitose. 11Prof.Rosi Paixão TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR 12 INTRODUÇÃO Os órgãos são formados por vários tecidos os quais possuem, como unidades fundamentais e estruturais, as células que dão as características próprias desses tecidos. Quase todas as células são fundamentalmente constituídas por citoplasma, núcleo e organelas. A membrana que as envolve, a membrana citoplasmática, separa o interior da célula do meio extracelular circunjacente. 13 Organelas celulares ◼ Uma organela pode ser definida como uma determinada parte do citoplasma responsável por uma ou mais funções especiais. As organelas citoplasmáticas mais importantes estão citadas abaixo. ◼ Mitocôndrias ◼ Reticulo endoplasmático rugoso ◼ Reticulo endoplasmático liso ◼ Aparelho de Golgi ◼ Ribossomos ◼ Lisossomos ◼ Peroxissomos ◼ Vesículas revestidas por membrana ◼ Microtúbulos ◼ Centríolos ◼ Microfilamentos 14 Citoplasma O maior volume de uma célula eucariótica é representado pela região compreendida entre a membrana plasmática e a membrana nuclear. Nessa região, encontramos uma solução coloidal formada principalmente por água e proteínas. Trata-se do citoplasma ou matriz citoplasmática, onde estão mergulhados uma série de organelas, ribossomos e outras estruturas responsáveis por algumas funções importantes, tais como: digestão, respiração, secreção, síntese de proteínas. 15 Mapa geral 16 Formado por um sistema de membranas intracelulares, dividido em : Retículo Endoplasmático a) RE Liso(agranular) - Transporte e armazenamento de substâncias e pela síntese de lipídios . Formado por sistema tubular. 17 Retículo Endoplásmatico a) RE rugoso (granular/ergastoplasma) - responsável pela síntese de proteínas e tem aderido os ribossomos. Formado por sistema de vesículas ribossomo 18 Os vacúolos são estruturas de armazenamento, que podem ser classificados em três categorias: Vacúolos Vacúolos relacionados com os processos de digestão intracelular: vacúolo alimentar (fagossomo ou pinossomo), vacúolo digestivo ( lisossomo secundário), vacúolo autofágico (lisossomo secundário) e vacúolo residual. Vacúolos contráteis ou pulsáteis: ocorrem apenas em protistas de água doce, participando do controle osmótico desses organismos. Vacúolos de suco alimentar ou vacúolos vegetais: são organelas citoplasmáticas exclusivas das células vegetais; são delimitados por uma membrana lipoprotéica denominada Tonoplasto. Os vacúolos de suco alimentar desempenham basicamente duas importantes funções nas células vegetais: ❑ preenchimento de espaço(aumento de tamanho da célula Vegetal); ❑ armazenamento(água, armazenam em seu interior íons como o Na+, carboidratos, aminoácidos e proteínas) . vacúolos 19 Lisossomos Os lisossomos são bolsas circundadas por típica membrana de bicamada lipídica e cheias com grande número de pequenos grânulos, que são agregados protéicos de enzimas hidrolíticas (digestivas) capazes de digerir diversas substâncias orgânicas. São originados no complexo de Golgi e estão presentes em praticamente todas as células eucariontes. 20 Complexo de Golgi Organela composta por sacos achatados(dictiossomos) e por vesículas do RE liso. •Funções: •Formar o acrossoma; •Formar o lisossomo; •Preside a secreção celular(saída) 21 Centríolos Os centríolos são estruturas citoplasmáticas que estão presentes na maioria dos organismos eucariontes, com exceção das plantas angiospermas (frutíferas). O centríolo é um cilindro cuja parede é constituída por nove conjuntos de três microtúbulos e geralmente ocorrem aos pares nas células. É responsavél pela cinética celular( divisão celular) Originam os Cílios e flagelos. 22 Ribossomos Ribossomos são os locais de síntese de proteína. Eles não são limitados por membranas e portanto ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. Unidos pelo RNAm formam o polissomo 23 Peroxissomos São encontrados em todas as células eucarióticas e são especializados no processamento das reações oxidativas. Em termos físicos, semelhantes aos lisossomos, mas diferem- se em dois aspectos importantes: Acredita-se que sejam formados por auto – replicação (talvez brotamento do REL) e não pelo complexo de Golgi. Além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, tem grandes também grandes quantidades de enzima catalase, que converte o peróxido de hidrogênio ( água oxigenada) e água e gás oxigênio. 24 Mitocôndrias •São organelas responsáveis pela respiração celular; •Apresenta um sistema duplo de membranas com a presença de DNA ( autoduplicação) •Forma de bastonetes; •É o motor da célula, muito ativa nas cél. Musculares; •Seu conjunto é denominado de CONDRIOMA 25 A membrana celular desempenha papel ativo na manutenção das diferenças de composição entre os líquidos extra e intracelulares. 26 O líquido do corpo está dividido entre o que está por fora das células, chamado líquido extracelular, e o que está no interior desses células, chamado líquido intracelular. Esses dois líquidos contêm os nutrientes necessários ao metabolismo celular, incluindo substâncias como a glicose, aminoácidos, ácidos graxos, colesterol, fosfolipídios, gorduras neutras e oxigênio. 27 ◼ As moléculas de água entram e saem da célula espontaneamente, elas simplesmentemergulham entre as moléculas de fosfolipídio e saem do outro lado (fenômeno da difusão). ◼ Não há nada que a membrana possa fazer para impedir a transição da água através dela. ◼ O mesmo acontece com o O2, gás carbônico e outras substâncias de pequeno tamanho molecular. 28 Na difusão não há dispêndio de energia por parte da célula. Quando isso ocorre chamamos de transporte passivo. Esse processo é importante para a vida da célula. Por difusão as células de nosso intestino retiram a maior parte de substâncias nutritivas provenientes dos alimentos. 29 30 Existem várias formas através das quais as diversas substâncias podem atravessar a membrana celular. As principais e mais bem conhecidas são: ◼ DIFUSÃO SIMPLES ◼ DIFUSÃO FACILITADA ◼ TRANSPORTE ATIVO 31 DIFUSÃO SIMPLES ◼ Neste tipo de transporte a substância passa de um meio a outro (do intracelular para o extracelular ou do extracelular para o intracelular) simplesmente devido ao movimento aleatório e contínuo da substância nos líquidos corporais, devido a uma energia cinética da própria matéria. Em tal meio de transporte não ocorre gasto de ATP intracelular nem ajuda de carreadores. EXEMPLO: Gases como oxigênio ou dióxido de carbono atravessam a membrana celular com grande facilidade, simplesmente se dissolvendo na matriz lipídica desta membrana (oxigênio e dióxido de carbono são lipossolúveis). 32 DIFUSÃO SIMPLES 33 DIFUSÃO FACILITADA ◼ Neste tipo de transporte a substância se utiliza também de seus movimentos aleatórios e contínuos nos líquidos corporais e passa também de um lado a outro da membrana celular. Porém, por ser insolúvel na matriz lipídica (não lipossolúvel) e de tamanho molecular grande demais para passar através dos diminutos "poros" que se encontram na membrana celular, a substância apenas se dissolve e passa através da membrana celular ligada a uma proteína carreadora específica para tal substância, encontrada na membrana celular. Em tal transporte também não há gasto de ATP intracelular. EXEMPLO: A glicose, importande monossacarídeo, atravessa a membrana celular de fora para dentro da célula (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de glicose) ligada a uma proteína carreadora específica para glicose. 34 DIFUSÃO FACILITADA 35 Neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a outro através da membrana celular por uma proteína carreadora que é capaz, inclusive, de transportar esta substância contra um gradiente de concentração, de pressão ou elétrico (a substância pode, por exemplo, ser transportada de um meio de baixa concentração para um de alta concentração da mesma). Para tanto, o carreador liga-se quimicamente à substância a ser transportada através da utilização de enzima específica, que catalizaria tal reação. Além disso há um consumo de ATP intracelular para transportar a substância contra um gradiente de concentração. EXEMPLO: Bomba de Sódio e Potássio - transporta constantemente, nas células excitáveis, através da membrana, íon sódio de dentro para fora e íon potássio de fora para dentro da célula. Ambos os íons são transportados contra um gradiente de concentração, isto é, de um meio menos concentrado para um mais concentrado do mesmo íon. TRANSPORTE ATIVO 36 Transporte Ativo • É a passagem de uma substância de um menos concentrado para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia. Imagem: www.epub.org.br/cm/n10/fundamentos/animation.html37 ◼ A bomba de sódio e potássio é uma das estruturas pertencentes ao sistema de regulagem hidroeletrolítica da célula, sendo responsável, como o próprio nome diz, pela manutenção das concentrações iônicas do sódio e do potássio. A bomba localiza- se na membrana plasmática e depende de ATP para o transporte desses íons, principalmente do potássio, cujo trajeto vai contra um gradiente osmótico (o potássio é transferido do meio extracelular, onde é encontrado em pouca quantidade, para o interior da célula, que possui cerca de 30x mais potássio que o meio externo). Qualquer alteração nesses dois sistemas - ATP e membrana - pode comprometer o funcionamento dessa bomba. BOMBA DE Na+ e K+ 38 Como a saída de sódio não é acompanhada pela entrada de potássio na mesma proporção, estabelece-se uma diferença de cargas elétricas entre os meios intra e extracelular: há déficit de cargas positivas dentro da célula e as faces da membrana mantêm-se eletricamente carregadas. O potencial eletronegativo criado no interior da fibra nervosa devido à bomba de sódio e potássio é chamado potencial de repouso da membrana, ficando o exterior da membrana positivo e o interior negativo. Dizemos, então, que a membrana está polarizada. 39 TRANSPORTE ATIVO 40 Bomba de Sódio e Potássio 41 A membrana plasmática do neurônio transporta alguns íons ativamente, do líquido extracelular para o interior da fibra, e outros, do interior, de volta ao líquido extracelular. Assim funciona a bomba de sódio e potássio, que bombeia ativamente o sódio para fora, enquanto o potássio é bombeado ativamente para dentro.Porém esse bombeamento não é eqüitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular. Em repouso: canais de sódio fechados. Membrana é praticamente impermeável ao sódio, impedindo sua difusão a favor do gradiente de concentração. Sódio é bombeado ativamente para fora pela bomba de sódio e potássio. 42 ◼ Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria (principalmente de grandes moléculas) para dentro e para fora da célula: ◼endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior - fagocitose ou pinocitose - e a transporta para dentro, na forma duma vesícula; e ◼exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo. 43 44Prof.Rosi Paixão ◼ Todas as células são revestidas por uma finíssima película, que contém o citoplasma e o núcleo: a membrana plasmática. Essa membrana separa o conteúdo celular do meio circundante, mantendo instável, o meio interno. ◼ A membrana apresenta uma permeabilidade seletiva, dependendo da natureza da substância. ◼ Algumas substâncias atravessam a membrana com facilidade, enquanto outras são dificultadas ou totalmente impedidas. ◼ A membrana é capaz de capturar substâncias necessárias no exterior, auxiliando sua entrada na célula. REVISANDO: 45 ◼ As moléculas de água entram e saem da célula espontaneamente, elas simplesmente mergulham entre as moléculas de fosfolipídio e saem do outro lado (difusão). Não há nada que a membrana possa fazer para impedir a transição da água através dela. ◼ O mesmo acontece com o O2, gás carbônico e outras substâncias de pequeno tamanho molecular. ◼ Na difusão não há dispêndio de energia por parte da célula, quando isso ocorre chamamos de transporte passivo. Esse processo é importante para a vida da célula. Por difusão as células de nosso intestino retiram a maior parte de substâncias nutritivas do alimento. REVISANDO: 46 A célula como uma cidade Quando olhamos todo o universo biológico, ficamos surpreendidos com tamanha diversidade. O que não imaginamos é que desde as mais altas palmeiras até as minúsculas bactérias (organismos visíveis apenas por microscópio), são compostos basicamente das mesmas moléculas químicas, arranjadas dentro de compartimentos denominados células. Estas, por sua vez, têm a responsabilidadede controlar todas as atividades de um organismo. 47Prof.Rosi Paixão Membrana Plasmática - Limitação da Cidade • Toda cidade é delimitada, e em toda a sua delimitação existem postos fiscais que controlam a entrada e saída de pessoas. A membrana plasmática funciona como essa delimitação na célula, e possui mecanismos que controlam a entrada e saída de moléculas da célula 48Prof.Rosi Paixão Citoesqueleto - Forma da Cidade O que dá forma a uma cidade? As construções, certo? Mas como estas construções são formadas? Através de materiais que dão sustentação a casas, edifícios, pavimentos (ruas), trilhas, etc. Assim como uma cidade possui elementos que a sustentam e facilitam o transporte para manutenção da cidade como um todo, as células também possuem componentes de grande importância para sua sustentação e movimento: o citoesqueleto. 49Prof.Rosi Paixão Núcleo – Prefeitura A célula também possui uma “prefeitura” que comanda todas as atividades dentro dela, a saber, o núcleo. Na prefeitura de uma cidade, existem diversos tipos de pessoas responsáveis por determinadas tarefas, e estão envolvidas na construção e organização da cidade. Essa mesma organização está presente no núcleo, nele existem várias moléculas (DNA) que comanda todas as atividades celulares. 50Prof.Rosi Paixão Mitocôndria Usina Hidrelétrica Uma cidade também não pode sobreviver sem as indústrias que produzem energia, certo? A célula não pode viver sem a mitocôndria, organela responsável pela produção de energia, indispensável para o metabolismo celular. 51Prof.Rosi Paixão Vesículas Transportadoras Veículos Da mesma forma que uma cidade possui veículos que transportam pessoas para outras cidades vizinhas, as células possuem mecanismos transportadores de moléculas de uma célula pra outra. Esse transporte se dá por vesículas que transportam substâncias do núcleo, através do retículo endoplasmático liso e rugoso, complexo de Golgi e por fim, o exterior da célula. Também há entrada de substâncias para dentro da célula, seguindo essa mesma via, porém inversamente. 52Prof.Rosi Paixão Lisossomas – Empresas de demolição de lixo Os lisossomas são organelas citoplasmáticas que contém no seu interior enzimas que digerem substâncias biológicas transformando- as em pequenas moléculas que poderão ser aproveitadas pela própria célula, assim como as empresas de demolição de lixo de uma cidade. Estas, coletam os lixos demolindo-os, e aproveitando os que são recicláveis 53Prof.Rosi Paixão Obrigada e Boa Noite !!! 54