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Biologia Celular molecular Métodos bioquímicos usados para estudo das células Rompimento celular No fracionamento celular, o que se deseja fazer é romper a membrana plasmática sem romper as membranas das organelas. É difícil conseguir isso, e para cada tipo celular existem métodos de rompimento mais adequados que outros. Além disso, as células de uma preparação não se rompem todas simultaneamente; o processo é progressivo e precisa ser acompanhado ao microscópio óptico. Dentre os métodos mais usados estão: Choque osmótico: as células são colocadas em meio hiposmótico, aumentando de volume até arrebentar. É o método de escolha para romper hemácias. Choque térmico: as células devem ser congeladas e descongeladas rapidamente, alternando-se, por exemplo, imersão em nitrogênio líquido (-196oC) e banho de 37oC. Maceração: pode ser realizada com homogeneizadores parecidos com um liquidificador, ou de modo mais delicado com homogeneizadores de vidro, que se parecem com um copo onde um êmbolo entra justo, forçando as células a sofrer o atrito entre os vidros. Seguindo o mesmo princípio, alguns pesquisadores usam pequenas pérolas de vidro misturadas à preparação. Agitando a preparação, as pérolas se chocam, rompendo as células. sonicação: todas as estruturas, biológicas ou não, possuem uma frequência de ressonância característica. Uma vibração nessa frequência que tenha grande intensidade pode romper a estrutura. Teoricamente, é possível usar ultra-som com uma frequência de vibração e intensidade adequadas para romper apenas a membrana plasmática e deixar as estruturas intracelulares intactas. Centrifugação diferencial A maneira de separar o conteúdo celular em várias frações é explorar as diferenças de densidade (relação massa/volume) entre os componentes celulares, usando uma ultracentrífuga. Uma centrífuga é um aparelho em que um motor faz um eixo girar em grande velocidade (como numa máquina de furar). Essa velocidade é medida em rpm (rotações por minuto). Ao eixo que gira se adapta uma peça, o rotor, onde colocaremos tubos com o material a ser centrifugado. Durante a centrifugação, forma-se um campo gravitacional cuja intensidade (medida em gravidades - g) é proporcional à velocidade da centrifugação. Assim, a força centrífuga empurra o material para o fundo do tubo numa velocidade que depende da centrifugação, da densidade do material e do meio em que ele se encontra. Cromatografia Cromatografia de partição A cromatografia de partição é adequada para separação de moléculas pequenas, como lipídeos e aminoácidos. Pode ser feita em papel ou numa fina camada de material inerte, como celulose ou sílica, aplicada sobre uma superfície de vidro. Nesses suportes é possível conseguir particionar a amostra entre duas fases líquidas, uma móvel e outra estacionária. Veja como funciona: colocamos um papel ligeiramente umedecido em água num recipiente, em contato com um solvente orgânico Cromatografias em coluna Nestes tipos de cromatografia, usamos uma coluna de vidro (ou plástico, ou metal) que foi preenchida com uma resina que exercerá um efeito de separação na amostra que a percorrer. Electrosforese A técnica bioquímica mais usada em Biologia Celular é certamente a eletroforese. Ela se baseia no estudo do comportamento de uma molécula num campo elétrico. As macromoléculas são geralmente carregadas (reveja, em Bioquímica I): os ácidos nucleicos são negativos e as proteínas podem ser negativas ou positivas, dependendo do pH em que se encontram. Por isso, quando colocados num campo elétrico, os ácidos nucleicos sempre vão para o polo positivo e as proteínas, para o positivo ou negativo, dependendo do pH. Mas a eletroforese não é feita com as moléculas soltas no líquido (apesar de ter sido inventada assim, há muitos anos). Usamos um suporte sólido, que geralmente é um gel poroso. PCR – Reação em cadeia da polimerase Este método consiste em aumentar a quantidade de determinado fragmento de DNA, a partir de uma única cópia. Utilizando-se da enzima polimerase, submetendo a específicos ciclos de temperatura e dado os reagentes necessários, é possível obter-se grandes quantidades de cópias de um fragmento gênico. Além disso, também através do uso da polimerase, dado outros reagentes necessários também são possível realizar o sequenciamento genético de dado material. É uma técnica muito usada e muito importante não só para diversos ramos da ciência, como também nas tecnologias forenses. Culturas das células Cultura das células foi descoberto no século XX quando o Cientista pesquisadores desejavam estudar a diferenciação das células nervosas Cultura de células é a técnica de manter as células vivas retiradas de um organismo Face de tubo de ensaio garrafas ou placa de Petrique pode ser de plástico assim como de vidro. In vitro expresssão usada no cultivo de células que significa experimento ou observação de células feita fora de um organismo. Esta técnica pode ser preparada diretamente de tecidos retirados de um animal nesse caso são chamadas de culturas primárias O que são grupos de células retiradas das culturas primárias e continuam a crescer in vitro Dão origem a cultura secundárias Para que a célula sobrevive em vitro devem ser garantidas as condições de temperatura e umidade semelhantes às do organismo onde surge novo deve ser também preciso um ambiente livre de bactérias e fungos outros microrganismos que podem contaminar a cultura de células precisão nutrir-se portanto o meio de Cultura deve conter todos os nutrientes necessários para aumentar o metabolismo de cada tipo celular em cultivo. Além disso as células em cultura também produzem as secreções que modificam a acidez do meio e podem intoxicar e matar as células emcultivo, tais substâncias precisam ser removidas seja pela substituição periódica meio de Cultura seja pela transferência de grupo de células para placas ou garrafas com meio novo A mistura de moléculas necessários a nutrição das células designa-se meio de Cultura e que são necessários antibióticos e fungicidas para diminuir o risco de contaminação do meio. O meio de Cultura deve ter os molaridade e PH adequados para o tipo celular em estudo tendo em conta que no organismo cada tipo celular é programado para um determinado número de divisões e tempo de vida. Existem alguns tipos celulares que sofrem modificação genética que torna ilimitada sua capacidade de proliferação isso designa-se linhagem celular estabelecida. Linhagem celular é formada a partir de um grupo de células extraídas de um organismo. É possível que haja fusão entre duas células de origem diferente levando a união é uma única célula onde o núcleo contém o de a das duas células e as células resultantes dessa fusão contendo dois núcleos e são chamados heterocarion. O que significa núcleo diferentes. E quando acontece dos dois núcleos se fundiram num só dizemos que formou-se um hibridoma. Técnica básica do cultivo celular As condições de cultura variam amplamente para cada tipo de célula. Entretanto, o ambiente artificial em que as células são cultivadas invariavelmente consiste em um frasco adequado contendo um substrato ou meio que fornece os nutrientes essenciais (aminoácidos, carbohidratos, vitaminas, minerais), fatores de crescimento, hormônios e gases (oxigênio, gás carbônico) e controle o físico-químico (pH, pressão osmótica, temperatura). Células troncos é uma célula capaz de se multiplicar e se diferenciar em qualquer tipo celular por isso é mesmo chamado pluripotente por possuir a possibilidade de se dividir. uma célula pluripotente pode dar origem a duas células iguais a ela ou então a uma célula ainda pluripotente e outra mais diferenciada que é chamada multipotente, pois pode dividir-se e diferenciar-se em vários tipos celulares dentro de uma categoria.Isso significa que empregando as técnicas de cultura de células os pesquisadores estão procurando obter células-tronco e induzir in vitro sua diferenciação, o domínio dessa tecnologia pode apresentar a cura para diversos tipos de leucemia, pois as células que se tornam cancerosas são de um tipo mais diferenciado. Além disso será possível a fabricação de sangue a partir das células-tronco do próprio paciente para utilização em cirurgia sem necessidade de doar. Uso de Anticorpos Anticorpos, também chamados imunoglobulinas, são uma classe de proteínas produzida pelo sistema imune em resposta à presença de uma molécula estranha ao organismo. As moléculas capazes de estimular a produção de anticorpos são chamadas antígenos. A Figura 6.1 resume a estrutura de uma imunoglobulina. Anticorpos são proteínas secretadas pelos linfócitos em resposta a uma molécula ou um organismo estranho. Um organismo produz vários anticorpos diferentes, capazes de reconhecer diferentes porções de uma mesma molécula estranha. O soro contendo essa mistura de anticorpos é chamado policlonal. Quando se produz um clone a partir da fusão de um linfócito e de uma célula tumoral, essa linhagem pode ser mantida indefinidamente em cultura e secretará anticorpos monoclonais. Os anticorpos servem para identificar a presença de moléculas na superfície de células por provocarem aglutinação quando presentes. Os anticorpos também podem ser associados a moléculas visíveis ao microscópio óptico de fluorescência (fluorocromos) ou a partículas de ouro coloidal, permitindo localizar moléculas específicas em microscopia eletrônica. Os anticorpos também podem ser utilizados para reter moléculas numa coluna de cromatografia e permitir sua purificação e para demonstrar a presença de uma proteína entre as bandas de um gel. As lectinas são proteínas extraídas de plantas e animais que se ligam de forma específica a determinadas sequências de açúcares presentes na superfície celular, permitindo sua identificação Como esses anticorpos são originados de um clone celular, são chamados monoclonais. Além da especificidade, outra vantagem dos anticorpos monoclonais é que, como provêm de linhagens celulares que podem ser mantidas permanentemente em cultivo, sua produção é mantida por tempo indeterminado. Sistema imune Todos os animais, mesmo os mais simples, possuem células especializadas na defesa do organismo contra vírus, bactérias ou mesmo moléculas estranhas. No caso dos mamíferos o sistema imune é constituído pelos chamados glóbulos brancos que, na verdade, incluem vários tipos celulares. Destes, os linfócitos B são responsáveis pela produção de anticorpos. Os linfócitos podem ser do tipo T ou do tipo B, de acordo com sua origem. Os do tipo T passam pelo timo, uma glândula localizada sobre o osso esterno. Nas aves os linfócitos B se originam da bursa de Fabricius, daí seu nome. A importância do uso de anticorpos na cultura e celulas Os anticorpos se ligam fortemente às moléculas contra as quais foram produzidos, inativando-as ou marcando-as para destruição Anticorpos como instrumentos de pesquisa Quando uma molécula estranha, como uma proteína vinda de outra espécie, é injetada em um animal, os linfócitos B deste produzirão grande quantidade de anticorpos capazes de se ligar (= reconhecer) a essa molécula estranha. Referência bibliográfica Weaver, Warren (6 November 1970). "Molecular Biology: Origin of the Term". Science. pp. 581–582. doi:10.1126/science.170.3958.581-a. Retrieved 31 December 2016. Weaver, Warren (6 November 1970). "Molecular Biology: Origin of the Term". Science. pp. 581–582. doi:10.1126/science.170.3958.581-a Crick F (August 1970). Central dogma of molecular biology. Nature 227 (5258): 561–3. Alberts, Bruce. Biologia Molecular da Célula, 6th edição. ArtMed, 2017. JUNQUEIRA, Luiz Uchoa, CARNEIRO, José. 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