MÓDULO DIDÁTICO DE BIOLOGIA Nº 8

Transcrição

1 MÓDULO DIDÁTICO DE BIOLOGIA Nº 8 Teoria Celular: a célular como unidade constitutiva dos seres vivos. Autor: Cleber Paulo Verdolin Sumário 1. Microscopia e medidas celulares 2. Classificação dos seres vivos 3. Eubactérias o 3.1 Micoplasmas o 3.2 Proteobactérias o 3.3 Cianobactérias o 3.4 Archeas 4. Evolução dos procariotas a eucariotas o 4.1. Teoria da endossimbiose o 4.2 Caminho evolutivo dos organoides membranosos 5. Os protistas 7. Fungos 8. Metazoa 9. Metáfitas 10. Estudo comparativo de células metáfita e metazoa 11. Funcionamento das organelas celulares 12. Texto complementar 13. Bibliografia sugerida 8. 1 Reconhecer que todos seres vivos são constituídos por células que são unidades microscópicas sendo necessário o conhecimento das unidades de medidas celulares, e o uso do microscópio para seu estudo. 1. O microscópio ótico. A teoria celular tem como princípio, que as células são unidades formadoras dos seres vivos, e como são unidades muito pequenas, ela somente tornou-se realidade com a construção dos microscópios, aparelhos capazes de ampliar as células em imagens aumentadas possíveis de ser vistas e estudadas. Os primeiros microscópios foram construídos no século XVI, mas somente no século XVII, foram utilizados para o estudo das células. Nesse século, Leeuwenhoek construiu um microscópio ótico (figura ao lado), que possuía uma única lente que podia aumentar 200X, os micro-organismos foram os primeiros seres vivos a serem identificados. Ainda no século XVII Robert Hooke, construiu um microscópio ótico composto com duas lentes, uma chamada ocular (voltada para o olho) e a outra objetiva (voltada para o objeto), e a imagem formada do objeto é resultado da multiplicação do valor da objetiva x ocular. Com esse microscópio, observou finas fatias de cortiça que eram formadas por pequenos compartimentos que denominou de célula. No século XIX, após longos anos de estudos em microscópio ótico composto, Schleiden e Schwann definiram a base da teoria celular que afirma que: todos seres vivos são formados por células.

2 Questão 1. A) Diferencie o microscópio ótico do microscópio ótico composto. B) De estará aumentada a imagem em relação ao objeto, sendo uma ocular de 12x e a objetiva de 40X. Pense se objeto fosse uma bola de gude, que tamanho deve representar sua imagem? C) A célula de Hooke representa um ser vivo? Explique. II. O microscópio ótico composto moderno. No século XX, o desenvolvimento de novos microscópios óticos compostos com grande capacidade de resolução permitiu imagens mais definidas das estruturas existentes nas células. O microscópio ótico composto apresentado ao lado, pode ter acoplado na sua estrutura uma câmara fotográfica que permite fotos muito precisas das células observadas. A resolução do microscópio é capacidade de fazer distinção entre as diferentes estruturas celulares somada a sua capacidade de aumento (multiplicação do valor da ocular pelo valor objetiva). Para uma boa observação das células é necessário o uso de corantes que facilitem a distinção entre as estruturas celulares. Observe abaixo duas fotografias de células ao microscópio ótico composto com diferentes corantes e aumentos. Foto 1. Células reprodutoras de ratos aumentada de 1200 X. Coradas com hematoxilina eosina Foto 2. Célula do epitélio bucal aumentada de 400X. Corada com azul de metileno

3 Questão 2. A) Embora as duas fotos apresentem uma mesma ideia de aumento, o que leva a você a acreditar que a foto 1 realmente tem aumento maior? B) Na foto 2 o representa a área corada com o azul mais escuro? III. O microscópio eletrônico Estudar células é vivenciar um mundo microscópico e submicroscópico em que as unidades de medida estão entre micrometros (µm) 10-6 do metro para os microscópios óticos e eletrônicos, e manômetros (ηm) 10-9 do metro para os microscópios eletrônicos. Veja abaixo uma fotografia do microscópio eletrônico e a foto eletrônica do núcleo de uma célula com X de aumento: Os microscópios óticos utilizam feixes de luz e o microscópio eletrônicos feixes de elétrons. Questão 3 A) Quando você observou o núcleo das células em microscopia ótica, porque não foi possível observar tantos detalhes quanto na eletrônica? B) Em quanto a resolução do microscópio eletrônico permite mais detalhes que a ótica, na separação dos pontos que formam as estruturas? 8.2. Reconhecer que a classificação dos seres vivos e os seus genes definem os seus tipos celulares. IV. A classificação dos seres vivos e os genes Além da microscopia, vamos também levar em consideração a classificação atual dos seres vivos em três domínios propostos Carl Woese (1990), os agrupando em: 1. Eubactéria organismo unicelular, procarionte (seres vivos sem núcleo organizado)

4 2. Archea que inclui os procariontes que não recaem na classificação anterior. 3. Eucariota inclui todos os seres vivos, que apresentam um núcleo celular organizado, como nas fotos anteriores que mostram a envoltura nuclear (carioteca). Além dos critérios anteriores, é necessário considerar que a teoria da evolução celular tem os seguintes os seguintes princípios: 1º). O DNA (Ácido Desoxiribonucléico) distingue os seres vivos entre si, porque codificam a informação hereditária e passam de geração a geração controlando o funcionamento das células. 2º) No DNA estão contidos os genes, que codificam os RNA (Ácido Ribonucléico). 3º) Os RNA, controlam a síntese das proteínas que compõem as células e controlam o seu funcionamento. 4º) As características celulares e sua capacidade metabólica dependem das informações contidas nos genes. Os princípios acima definem as diferenças entre Eubactérias, Archeas e Eucariotas: 1º) Que a diferença entre estes grupos está nas sequências dos genes que controlam a codificação (RNA ribossômico) ribossomos - que controlam a síntese de proteínas. 2º) Existem também, diferenças entre membrana plasmática, que têm estrutura lipídica diferente nos três grupos. Assim podemos concluir que no estudo da teoria da evolução celular: é necessário conhecer as estruturas celulares, a classificação dos seres vivos, e entender que as características e classificação das células são devidas a expressão dos genes. Apesar das diferenças entre os seres vivos acima mencionados, não podemos perder de vista que todos o seres vivos apresentam como unidade fundamental da vida o DNA, que codifica o RNA responsável pela síntese das proteínas que vão controlar o metabolismo das células, a sua reprodução, transmissão das características hereditárias e produção de energia biológica para executar as funções vitais. Questão 4 A) Qual a relação podemos fazer entre o DNA e os genes? B) Explique a expressão dos genes: 1º) Quanto a cor dos olhos dos humanos. 2º) Quanto a capacidade de pâncreas produzir insulina e a tireoide produzir tiroxina. 3º) Como os seres vivos produzem as proteínas que determinam suas características? 8.3 Reconhecer as diferenças e semelhanças entre os protistas devido as pressões seletivas e as aquisições das estruturas celulares. Os protistas são os seres vivos mais simples do planeta e sua origem remonta de bilhões de anos atrás, e herdaram os mecanismos de produção de energia e reprodução das células primitivas. Esses mecanismos ocorreram a partir do DNA que garantiu uma estabilidade e fidelidade física e química às primeiras células. As eubactérias representam atualmente três grupos de procariontes: os micoplasma, as proteobactérias e as cianobactérias. Esse grupo de seres vivos são os mais primitivos do nosso planeta. Perpetuaram-se, por vezes, sofreram mutações (modificações que ocorrem no DNA alterando a capacidade funcional dos genes), devido às pressões seletivas do meio que desenhou o seu tipo celular atual. 1. Eubactérias. Estão divididas em três grupos, a saber: micoplasmas, proteobactérias e cianobactérias Micoplasma

5 Também conhecidos como organismos causadores da pleuropneumonia (pplo), são as formas celulares mais simples que se conhece, necessitando para garantir as funções vitais, entre 734 a genes nas diferentes espécies. Observando o esquema ao lado, dos micoplasmas conhecidos, podemos observar que eles possuem uma molécula de DNA de tamanho muito pequeno. O DNA e os ribossomos estão imersos no citoplasma, sendo os ribossomos responsáveis pela produção das proteínas. O seu citoplasma é constituído por um material coloidal (gelatinoso) e não há nenhuma membrana envolvendo o DNA. Por este fato são classificados como procariontes e os ribossomos são as principais estruturas visíveis no citoplasma através da microscopia eletrônica. A célula é delimitada por uma membrana plasmática, bastante simples. Na sua maioria são fermentadores (anaeróbios) ou oxidam substâncias, como a glicose, para obtenção de energia por fermentação (anaeróbio) ou oxidativo (aeróbio). Essas reações ocorrem no citoplasma através dasenzimas (proteínas que aceleram as reações). As substâncias necessárias ao seu metabolismo são adquiridas do ambiente (solo úmido ou água), ou são retiradas através do parasitismo, através do transporte efetuado pela membrana plasmática, portanto heterotróficos, pois dependem da aquisição do alimento encontrado no meio. Considerando as características do micoplasma, podemos evidenciar que uma célula deverá ter no mínimo: membrana plasmática, citoplasma, DNA, ribossomos (RNA) e metabolismo próprio. Questão 5 A) Mesmo no ser vivo mais simples, o comando celular se deve qual molécula biológica? B) Como estão representados os ribossomos no citoplasma do micoplasma? C) Sendo o micoplasma, o ser vivo mais simples, dê o nome de todas estruturas que formam a sua célula. D) O que é respiração anaeróbia? Onde ocorre? Quem processa a reação? Para que serve essa energia produzida? 1.2. Proteobactérias. As aquisições evolutivas celulares a partir dos microplasmas nos levam crer que as eubactérias, que são formas celulares mais evoluídas, porque o seu nucleoide ou DNA cromossômico contêm entre a genes, e tem ainda os genes localizados nos plasmídeos (pequenas moléculas de DNA circulares) que determinam a capacidade de sintetizar tipos de proteínas diferentes daquelas necessárias ao controle do metabolismo, reprodução e produção de energia. Os plasmídeos conferem vantagens seletivas contra ações do ambiente (resistência a antibióticos). O nucleoide, os plasmídeos e os ribossomos estão situados no citoplasma, por isso são também classificados como procariontes. As aquisições podem ser observadas no esquema acima: Os mesossomos estão ligados ao material nuclear da célula, estando envolvidos na duplicação do DNA durante a divisão celular, ou também associados a pigmentos respiratórios. Assim as bactérias que possuem os pigmentos respiratórios realizam tanto a respiração aeróbia como anaeróbia (forma mais eficiente de obtenção de energia).

6 Os flagelos para sua locomoção (existente na maioria das bactérias), e os pelos cuja função está ligada à reprodução e fixação a outras bactérias e a hospedeiros no caso de serem parasitas, são comuns a muitas bactérias. A membrana plasmática apresenta como aquisições, novos revestimentos celulares, como cápsulas e parede de alta complexidade. Questão 6. A) Como está estruturado o material genético (DNA) bacteriano e que outros nomes em geral recebe? B) Quando o mesossomo pode estar a respiração? De que tipo? C) Quais são os possíveis tipos de respiração (obtenção de energia) dessas bactérias? D) Que tipos de pigmentos e localização têm as bactérias? Comparando-as com os micoplasmas, isto é uma evolução? Por que? 1.3. Cianobactérias. No caminho evolutivo as aquisições adequadas permanecem, como caso das cianobactérias, que apresenta como as eubactérias, o nucleoide e ribossomos centralizados em uma área do citoplasma, portanto procariontes, mas envolvidos por uma lamela (membrana) mais interna. As lamelas, aquisição muito importante, estão associadas ao pigmento clorofila e outros pigmentos fotossintéticos e a pigmentos respiratórios. Devido à presença da clorofila neste grupo de bactérias autotróficas (produz seu próprio alimento) e de grande importância nas cadeias alimentares aquáticas. Podemos considerar ainda nessas aquisições a capacidade de produção de uma camada gelatinosa externa e mais internamente a parede celular. grande capacidade fotossintética. Essas são aquisições evolutivas das cianobactérias que têm respiração aeróbia, e Questão 7 A) Quais características evolutivas podem ser percebidas nas cianobactérias, em relação às demais eubactérias? B) As lamelas são formações que dependem das instruções do DNA para o RNA determinar a sua formação. Como estão dispostas as lamelas (membranas internas) em relação ao citoplasma? C) As lamelas estão associadas a dois tipos de pigmentos entre outros? Qual são os dois principais? Qual a função de cada um? 2. Archeas

7 O termo arqueobactérias é usado apenas para denominar que são organismos semelhantes a bactérias, no entanto deve se usar apenas Archea (arquea) devido a grande diferença entre estas e as eubactérias e cianobactérias. A fotografia eletrônica da espécie Metanococos sp, com X de aumento, onde são observadas as estruturas: (1) ribossomos, (2) parede celular, (3) membrana plasmática e (4) DNA que pode estar na forma de nucleoide e plasmídeos, que são comuns as eubactérias. No entanto, a grande diferença evolutiva entre archeas e eubactérias - cianobactérias é quando se comparam os seus genes com genes dos eucariotas, e verifica-se que os genes das archeas são mais semelhantes aos genes de eucariotas do que aos das eubactérias - cianobactérias. Esses genes archeas são semelhantes aos genes eucariotas envolvidos em processos nucleares, como os envolvidos na formação dos ribossomos, duplicação do DNA, ou síntese de proteínas. 8.4 Estabelecer a origem dos eucariotas a partir das semelhanças genéticas e estruturais com os procariotas, reconhecendo as características comuns e as aquisições ocorridas no processo evolutivo dos eucariotas. V. A EVOLUÇÃO dos PROCARIONTES a EUCARIONTES. Os procariontes: eubactérias, cianobactérias e archeas atingem o seu atual estágio evolutivo a 3,7 bilhões de anos de anos atrás, enquanto os eucariontes primitivos teriam evoluído a partir destes procariontes a 3,2 bilhões de anos atrás. Sendo assim, os eucariotas primitivos foram desenvolvidos a partir da membrana, do citoplasma e do material genético das células procariotas. Nesse período geológico do planeta todos os seres vivos habitavam os oceanos primitivos, e podemos dizer que a vida tem sua origem nesse ambiente aquático. A evolução celular precisa ser entendida a partir de duas premissas foram necessárias: que as células eucariotas originaram a partir de células procariotas, e que esses seres também foram responsáveis pelas modificações do ambiente, alterando suas características e tornando viável a evolução de novos padrões de vida no planeta. V.1. Uma provável teoria da evolução das células procariontes em eucariontes - Teoria da endossimbiose A árvore filogenética ao lado, evidencia uma provável linha evolutiva dos eucariotas, e a possível transferência de genomas (conjunto de genes) entre o ancestral primitivo, para as eubactérias e de archeas, e dessas para os eucariotas. Assim a base do genoma do núcleo dos eucariotas teria origem nas eubactérias e archeas. Considerando que os fatos acima são consistentes, a bióloga Lynn Margulis, na década de 80, propôs a teoria da endossimbiose explicando a origem e evolução das células eucariotas, sendo que sua origem é o resultado da associação entre células procarióticas maiores por simbiose incorporaram as menores. origem a uma célula eucariota. Desse modo como demonstrado no esquema abaixo, bactérias ancestrais inteiramente independentes e fisicamente separadas, uniram-se segundo uma ordem específica para dar

8 Esta ordem de associação seria a seguinte: 1º) As archeas teriam englobado as eubactérias espiroquetas (bactérias com mobilidade), e, juntas originaram a primeira célula nucleada eucariota primitiva e anaeróbia, e seu sistema de canais citoplasmáticos, os cílios e flagelos já presentes em espiroquetas e o genoma. 2º) O evento seguinte ocorre devido a endossimbiose de eubactérias aeróbias que passaram a viver no interior dessas células maiores, dando origem às mitocôndrias necessárias a produção de maior quantidade da energia imposta pelas novas aquisições que aumentaram metabolismo eucariotas primitivas. Esse evento ocorreu a 1,2 bilhões de anos atrás dando origem os eucariotas protistas heterotróficos e aeróbios. 3º) Devido ao grande consumo de energia que ocorria nos oceanos primitivos, a necessidade de produção de matéria orgânica em larga escala se tornou necessária. Para suprir esta necessidade, ocorreu outra endossimbiose entre os protistas heterotróficos aeróbios que já possuíam as mitocôndrias, com as cianobactérias que originaram os cloroplastos. Esta aquisição origina os protistas autotróficos, aeróbios, que iniciaram a um bilhão de anos atrás, a produção de matéria orgânica em alta escala. Estes acontecimentos permitiram que o processo de evolução para aquisição de novas características pudesse ocorrer e originar os fungos, os animais e as plantas, de acordo com esquema acima. Questão 8. A partir dessa análise do esquema do texto acima, é INCORRETO afirmar que estratégias de endossimbiose resultaram em: (UFMG / 2005). A) produção do próprio alimento; B) obtenção de energia nos processos respiratórios; C) transmissão das organelas ao longo das gerações; D) difusão de moléculas pela membrana. Questão 9 Observe este desenho: (UFMG / 2002) Modificada.

9 Segundo a Teoria da Endosimbiose Sequencial, representada no desenho, quatro bactérias ancestrais, inteiramente independentes e fisicamente separadas, uniram-se segundo uma ordem específica, para dar origem à célula eucariota verde, capaz de realizar fotossíntese. Primeiro, as arqueobactérias fermentadoras teriam se associado às bactérias espiroquetas, bactérias com mobilidade, e, juntas, originaram a primeira célula nucleada. As mitocôndrias das células teriam evoluído de simbiose de bactérias que utilizavam O 2 para respirar e os cloroplastos, de cianobactérias. Com base nessas informações e em outros conhecimentos sobre o assunto, faça o que se pede: 1. De acordo com a Teoria da Endosimbiose Sequencial, enquanto as plantas resultaram da simbiose de quatro bactérias, os animais originaram-se da associação de somente três. Assim sendo, que ancestral não teria participado da simbiose originária das células eucariotas animais? JUSTIFIQUE sua resposta. Bactéria ancestral: Justificativa: 2. CITE uma característica que difere A) Os indivíduos do Reino Monera (Procariotas) dos indivíduos do Reino Protista. Característica: B) Os indivíduos do Reino Fungo dos indivíduos do Reino Planta. Característica: 3. Estudos atuais indicam que, na evolução dos seres vivos, as simbioses (cooperação) são mais importantes que a competição. Quais foram a duas simbioses de grande importância entre os procariontes e protistas. 4. Qual delas deu a possibilidade do planeta ter condições de alimentar todos os seres vivos? V. 2. O caminho evolutivo dos organoides membranosos.

10 As dobras internas associaram aos ribossomos que estavam livres no citoplasma da célula procariota. Com o dobramento para o interior da célula o passo seguinte foi a formação da carioteca envolvendo o DNA da célula procariota, e teríamos então a origem da célula eucariota primitiva. A aquisição seguinte da célula eucariota consistiu na organização do sistema interno em membranas internas, que foram envolvendo a carioteca e consolidando o núcleo celular e o seu genoma (conjunto de genes), conforme as figuras I, II e III. Esse sistema interno de membranas deu origem aos organoides: retículo endoplasmático rugoso (com ribossomos aderidos à membrana), retículo endoplasmático liso (sem ribossomos aderidos a membrana) e complexo de golgi. A origem desses organoides com certeza dependeu da aquisição de vários genes que controlassem suas estruturas e propriedades funcionais. Tanto que essa célula, através desses organoides passaram a produzir os lisossomos que são responsáveis pela digestão do material endocitado, como figura IV. Por outro lado, a célula procariota que originou a eucariota, era anaeróbia, e devido ao aumento da complexidade de suas aquisições evolutivas, o seu metabolismo passou a requerer muita energia. Para solução desse problema de energia foi necessária a incorporação (endocitose) de eubactérias aeróbias, que evoluíram as mitocôndrias, cuja função é gerar altas taxas de energia para garantir o metabolismo dessas células eucariotas protistas, observe figura V. Como sugerido anteriormente, o planeta entraria em uma crise energética, se não houvesse a possibilidade de produção de matéria orgânica, agora em uma escala muito maior do que vinha sendo produzida pelos procariontes autotróficos. A solução aconteceu no momento que algumas células eucariotas aeróbias dos protistas, incorporaram cianobactérias (endocitose) evoluindo os cloroplastos, originando os primeiros protistas autotróficos e aeróbios, observe figura VI. Questão 10 A) O material da figura I foi envolvido pela, na célula eucariota primitiva receber o nome de:. B) Além da carioteca que outras estruturas membranosas foram formadas no citoplasma em consequência das invaginações? C) A célula tem seu citoplasma um sistema dividido em compartimentos. Explique. D) Qual ordem de ocorrência da endossimbiose? E) Qual o motivo alegado pelos cientistas de que as bactérias aeróbias e cianobactérias são provavelmente uma associação mutualística com as células eucariotas?

11 Questão 11 Um pesquisador estudou uma célula ao microscópio eletrônico, verificando a ausência de núcleo e de compartimentos membranosos. Com base nessas observações, ele concluiu que a célula pertence a: (comente a opção que você marcou)- Fuvest a) uma bactéria; b) uma planta; c) um animal; d) um fungo. Questão 12 Considerando os grandes grupos de organismos vivos no planeta bactérias, protistas, fungos, animais e plantas, em quantos deles existem seres clorofilados e fotossintetizantes? (Explique a sua opção de escolha) Fuvest a) um; b) dois; c) três; d) quatro. 8.5.Reconhecer na estrutura celular eucariota de protista, fungos, metazoa e metáfita, as características comuns e divergentes que permitem exercerem funções semelhantes e ou diversas. 1. PROTISTA. O esquema representa uma Euglena, e as suas principais estruturas e organelas que são comuns à maioria dos protistas. Os protistas são muito variados quanto a sua estrutura, mas em relação ao seu metabolismo estão restritos a herança das eubactérias aeróbias e cianobactérias, que emprestaram por meio da endossimbiose as mitocôndrias a respiração aeróbia, e os cloroplastos a fotossíntese. Portanto alguns são autotróficos, outros são heterotróficos e outros ainda, alternam com facilidade esses dois modos de nutrição, na sua maioria são unicelulares tendem a ter tamanho microscópico. A maioria dos protistas é aquática. Em sua maioria a membrana plasmática tem estruturas protetoras que mantém a sua integridade. 2. FUNGOS

12 A origem dos fungos (cogumelos) remonta de 1 bilhão de anos atrás a partir de um grupo de protistas, que no seu processo evolutivo manteve as características fundamentais das células que lhe deram origem conforme desenho ao lado. Contudo estes seres vivos pelas suas aquisições tornaram-se um grupo bem diferenciado, e bastante peculiar pelas suas células denominadas de hifas, pela forma de reprodução apenas por esporos e a presença do revestimento da sua membrana plasmática a quitina. 3. METAZOA Os metazoa (animais) evoluíram de ancestrais protistas flagelados coloniais (seres constituídos de várias células), como resultado das divisões de trabalho entre as células agregadas. Nessas colônias com a do protista Volvox, algumas dessas células se tornaram especializadas em movimento, outras em nutrição e outras se diferenciaram em gametas que originam sua forma embrionária a partir do ovo. Uma vez iniciada a divisão de trabalho, essas unidades celulares continuaram a se diferenciar (aquisição de novos genes), enquanto melhoravam sua coordenação e interação com outros grupos de células. Esses grupos coordenados de células evoluíram originando organismos maiores, mais complexos e pluricelulares que atualmente chamamos de animais. 4. METÁFITA As metáfitas (plantas) pelas evidências evolutivas indicam que os seus ancestrais foram protistas carófitos (grupo de algas de cor verde) que lembram as plantas em termos de RNAr (ribossomos) e DNA, e da estrutura do cloroplasto. Uma característica marcante é que o seu desenvolvimento ocorre a partir de embriões protegidos por tecidos da planta mãe. Esse grupo de protista carófito ancestral vivia em hábitats nas margens de poças ou pântanos, circundando-os como um tapete verde, que eram ora molhados, ora secos, e partir daí as plantas primitivas deram o passo para a terra. Questão 13 A) Comparando os eucariontes com procariontes que estruturas são comuns a ambos? B) Os protistas apresentam uma grande diversidade. Como podemos estabelecer que indivíduos tão diferentes pertençam ao mesmo grupo? Questão 14 Analise o gráfico abaixo, no qual é mostrada a variação do nível de oxigênio na atmosfera terrestre em função do tempo em bilhões de anos. (Unicamp 2007)

13 A) Em que período (A e B) devem ter surgido os primeiros organismos eucariotas capazes de fazer respiração aeróbica? E os primeiros organismos fotossintetizantes? Justifique as duas respostas. B) Qual organela celular foi imprescindível para o aparecimento dos organismos eucariotas aeróbicos? E para os organismos fotossintetizantes? C) Explique a teoria cientificamente mais aceita sobre a origem dessas organelas. Dê uma característica comum a essas organelas que apoie a teoria Identificar os organoides celulares quanto ao seu aspecto e reconhecer o funcionamento, a diferença funcional entre eles, e a importância de cada para o funcionamento geral para a célula. VI. estudo comparativo entre as células metazoa e metáfita. As células vegetais e animais possuem características, que as distinguem entre si: e somente, nas células das plantas são observados a parede celular e os cloroplastos. Enquanto as células animais apresentam centríolos, que não são encontrados em células de plantas. Os esquemas abaixo são modelos celulares resultantes da montagem de fotografias eletrônicas. Apresentam os nomes das estruturas e organelas celulares. Analise com atenção os esquemas, e identifique o nome e aspecto de cada um dos organoides das células. 1. Esquema de célula animal.

14 2. Esquema de célula vegetal. 3. funcionamento das organelas celulares A compartimentalização é chave do funcionamento celular eucariótico. Considerando que a melhor forma de entender esses

15 compartimentos é uma análise da estrutura e funcionamento das partes: Organelas que processam a informação. O núcleo é envolvido por uma membrana dupla que formam a carioteca, que é perfurada por poros nucleares, que permitem o trânsito de substância entre o núcleo e o citoplasma. O coloide (gelatina), onde estão imersas as estruturas é a matriz nuclear (nucleoplasma). O núcleo é considerado a maior organela celular e é onde está concentrado o genoma (DNA), contido na cromatina (cromossomos desenovelados) responsável pela reprodução celular, do controle da hereditariedade e do metabolismo da célula. O nucléolo é responsável pela montagem das proteínas que se associam ao RNAr copiado do DNA, para formar os ribossomos que através dos poros da carioteca serão enviados ao citoplasma Sistemas de membranas internas. 1º) O Retículo endoplasmático, são sistemas de canais (RE) que aumentam o volume do citoplasma, e em certos pontos conectado com a carioteca. Os canais mais achatados do RE que tenham associação com os ribossomos formam Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) têm duas funções básicas: transporta proteínas já produzidas para outras áreas do citoplasma e ainda alterar suas funções e destino dentro da célula. Os ribossomos aderidos ao RER são responsáveis pela síntese das proteínas. Os canais mais tubulares do RE não associados aos ribossomos formam o Retículo Endoplasmático Liso (REL), recebe algumas proteínas sintetizadas pelo RER, o que lhe confere a capacidade de digerir o glicogênio, transformando-o em glicose e fabrica os esteroides (tipos de hormônios). 2º) Complexo de Golgi, formado por sacos achatados superpostos, desempenha várias funções como: receber e modificar as proteínas e outras substâncias oriundas do RE. Concentrar proteínas dentro das cavidades de suas bolsas, empacotando-as e as armazenando-as antes de serem enviadas para destinos intra e extracelulares. Como também é responsável pela produção de polissacarídeos. 3º) Lisossomos, são vesículas membranosas originadas no Golgi, contendo enzimas que hidrolisam (digerem) proteínas, polissacarídeos, ácidos nucléicos: DNA e RNA e lipídeos, que atuam em corpos estranhos fagocitados (englobados) pela membrana plasmática. Nesse caso o material que está dentro de um vacúolo para ser digerido, ocorrendo digestão intracelular. No caso do seu rompimento dentro da célula ocorrerá autólise causando a destruição da célula Organelas que processam energia. 1º) Mitocôndrias. As mitocôndrias são organoides constituídos por dupla membrana, possuindo genoma (DNA) e RNA próprio sendo nesse sentido independente do genoma (DNA) nuclear. É responsável pela respiração celular que produz energia, que é armazenada nas moléculas de Adenosina Tri Fosfato (ATP), que é utilizado na maioria das reações metabólicas celulares. 2º) Plastídios São organoides de dupla membrana, possuindo genoma (DNA) e RNA próprio sendo nesse sentido independente do genoma (DNA) nuclear, ocorrem apenas nos seres autotróficos. Os plastídios mais conhecidos são os cloroplastos que contém a clorofila. Os cloroplastos são responsáveis pelo processo de fotossíntese que produz a matéria orgânica, e o oxigênio, ambos necessários a vida no planeta Outras organelas. 1º) Microtúbulos São pequenos tubos proteicos ocos formados por proteína e existente apenas nos eucariontes, e podem se organizar para formar cílios e flagelos estando relacionados aos movimentos celulares. Formam também os centríolos presentes nas células metazoa (animais), relacionados com a divisão celular. E ainda fazem parte dos citoesqueleto celular que dá sustentação e tridimensionalidade às células. 2º) Vacúolos São formados a partir da membrana celular e dos sistemas de membranas internas apresentando várias funções: nas células eucariotas de plantas e protistas contêm soluções aquosas. Outros tipos de vacúolos presentes em animais, vegetais e protistas contêm produtos de secreção e excreção.

16 Nas células animais e de alguns protistas contêm material fagocitado, e são chamados de vacúolos alimentares. E alguns protistas, existem o vacúolo contrátil que eliminam o excesso de água da célula Membrana Plasmática. As membranas plasmáticas são formadas por proteínas, lipídeos e alguns tipos de carboidratos, e apresentam as seguintes funções básicas: 1º) adesão entre células. 2º) Processos de transporte sem consumo de energia (passivos), como consumo de energia (ativos), que regulam a entrada e saída de substâncias da célula. 3º) Endocitose processo de transporte de partículas para o interior da célula por meio da fagocitose ou pinocitose formando os vacúolos digestivos. Questão 15 O protista abaixo é um esporozoário e tem vida caracteristicamente parasita. Identifique as estruturas numeradas e dê as suas funções: Estrutura 1 Estrutura 2 Estrutura 3 Questão 16 Quais organelas são encontradas nas células vegetais, mas não nas células animais? Questão 17 As figuras, nº de 1 a 8, representam estruturas celulares, vistas ao microscópio eletrônico:

17 1. Analise as figuras representadas e cite os tipos celulares que: a) Possuem a estrutura 5 b) Possuem a estrutura 5 e 2 c) Possuem a estrutura 5 e 4 2. As funções dos organoides: 6 7 3º. Qual principal diferença entre 8 e 3? R 4º Além do organoide (1), os lisossomos responsáveis pela digestão celular são produzidos através das organoides de nº e nº. Texto complementar:na genômica comparativa, o DNA do ser humano é colocado lado a lado com o de outros organismos. As conclusões podem ser surpreendentes. "Geneticamente, nós nos parecemos mais com as plantas do que com os fungos, diferentemente da filogenia, que põe as plantas e os fungos juntos", comenta Carlos Frederico Martins Menck, do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP). Após analisar 120 genes de reparo de DNA - os guardiões do genoma - que consertam os danos que ocorrem nessa molécula, ele e sua equipe encontraram notáveis semelhanças e, ao mesmo tempo, nítidas diferenças entre os genomas do homem, animais, fungos, plantas e bactérias. Fapesp março / 2001 edição 62. (Modificado) Questão 18 A) Ao ler este texto acima o que você pode concluir sobre a evolução dos genomas dos seres vivos eucariotas? B) E do seu genoma? BIBLIOGRAFIA SUGERIDA: Purves, William K. Vida: a ciência da biologia / William K. Purves, David Sadava, Gordon H. Orians e Craig Heller; trad. Anapaula Somer Vinagre et al. 6ª ed. Porto Alegre; Artmed, 2005 Vol. 1. De Robertis. Bases da Biologia Molecular e Celular / E. M. F. De Robertis e José Hib. 14ª Ed. Guanabara Koogan, 2003.

18 Knoll, A.H. The Early Evolution of Eucaryotes: a Geological Perspective. Science, v. 256, p Woose, C. R.; Kandler, O. & Wheelis, M.L. Towards a Natural System of Organisms: Proposal for the Domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc. Nat. Acad. Sci. (USA). v. 87, p Revista: Scientific American Brasil. Site: www2.uol.com.br/sciam/ Sites para consulta: Modulo organizado pelo Prof. Cleber Paulo Verdolin