BIOLOGIA CELULAR. Msc. Jessica Borges de Oliveira

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1 BIOLOGIA CELULAR Msc. Jessica Borges de Oliveira

2 Citologia: membrana plasmática, parede celular. Membrana Plasmática Estruturas das membranas celulares Permeabilidades das membranas celulares Sistemas de endomembranas

3 Membrana Plasmática Vídeo

4 Membrana Plasmática A célula viva é um compartimento microscópico isolado do ambiente por uma película chamada membrana plasmática.

5 Membrana Plasmática Constituída fundamentalmente: fosfolipídios e proteínas. Permite a passagem de certas substâncias através dela e impede a passagem de outras, mantendo o meio intracelular adequado às necessidades da célula.

6 Membrana Plasmática

7 Membrana Plasmática A membrana plasmática está presente em todas as células eucarióticas e procarióticas. Modelo do mosaico fluído para ilustrar a composição da membrana plasmática das células (proposto por Singer e Nicholson).

8 Membrana Plasmática

9 Membrana Plasmática Composição: A membrana plasmática é lipoprotéica, por apresentar uma bicamada lipídica com proteínas embutidas.

10 Propriedades: Membrana Plasmática Permeabilidade seletiva: Capacidade que a membrana possui de selecionar as substâncias que entram e que saem da célula. Baixa tensão superficial: Devido a grande maleabilidade da membrana. Alta resistência elétrica: Devido a presença dos fosfolípides que são péssimos condutores de eletricidade.

11 Propriedades: Membrana Plasmática Alta resistência mecânica: Devido a sua grande plasticidade. Regeneração: Até certos limites a membrana consegue se reconstituir. Elasticidade: As moléculas de fosfolipídios e colesterol presentes na membrana tornam a estrutura maleável.

12 Membrana Plasmática Função: Permeabilidade seletiva, ou seja, é a membrana plasmática que controla a entrada e a saída de substâncias do meio intracelular e extracelular.

13 Membrana Plasmática Dá individualidade a cada célula; Forma um ambiente único com as condições ideais para o funcionamento; É através dos componentes da membrana que as interações célula-célula e célula-matriz extracelular são efetuadas; Reconhecimento para a formação de tecidos.

14 . Membrana Plasmática

15 Estruturas das membranas celulares

16 Estruturas das membranas celulares Bicamada fosfolipídica: Cabeça: porção hidrofílica (atrai a água- contém fósforo) Cauda: porção hidrofóbica (repele a água) Proteínas: encaixadas entre os fosfolipídios com diversas funções. (ver quadro) Moléculas de colesterol: relacionadas a maior ou menor fluidez da membrana. Glicoproteínas (carboidratos+proteínas) e glicolipídios (carboidratos+lipídios) formam o glicocálix.

17 Estruturas das membranas celulares Glicocálix Estrutura formada por carboidratos que ora interagem com proteínas (glicoproteínas) ora com lípedes (glicolipídios). O glicocálix tem como a função a proteção da membrana plasmática e o reconhecimento celular de um mesmo tecido

18 Estruturas das membranas celulares Envolve a célula com uma espécie de malha de moléculas de carboidratos entrelaçados. Proteção física e química; Retenção de nutrientes e enzimas; Mantém um microambiente em condições ótimas ao redor da célula; Capacidade das células se reconhecerem (células glicocálix ).

19 Estruturas das membranas celulares Como a membrana celular é muito fina alguns tipos celulares apresentam estruturas que ajudam na maior proteção como o glicocálix que foi mostrado anteriormente e a parede celular. Células animais não possuem parede celular Células vegetais e algas possuem celulose Células de Fungos quitina (polissacarídeos) Células bacterianas possuem - Peptidoglicano

20 Estruturas das membranas celulares Parede Celular Presente em todos os vegetais e algumas bactérias, fungos e protozoários. Essa estrutura impossibilita alterações morfológicas dos organismos, em razão de seu caráter semirrígido.

21 Estruturas das membranas celulares A membrana possui algumas propriedades devidos aos seus componentes: proteínas e lipídios. Proteínas: eslaticidade, resistência mecânica e baixa tensão superficial. Lipídios: alta resistência elétrica, alta permeabilidade às substâncias lipossolúveis.

22 Estruturas das membranas celulares Diferenciações Da Membrana Microvilosidades Projeções (evaginações) da membrana plasmática que lembram dedos de uma luva, com a função de aumentar a área da superfície celular. Ocorrem nas células do epitélio intestinal e têm função de aumentar a área de absorção.

23 Estruturas das membranas celulares Microvilosidades

24 Estruturas das membranas celulares

25 Estruturas das membranas celulares Desmossomos É um tipo de especialização com função de unir as células. São formados por filamentos proteicos.

26 Estruturas das membranas celulares

27 Estruturas das membranas celulares Hemidesmossomos São semelhantes aos desmossomos, porém ligam a membrana plasmática de uma célula à lâmina basal adjacente.

28 Estruturas das membranas celulares

29 Estruturas das membranas celulares Zônula de oclusão Junção entre as proteínas das membranas de células adjacentes. No ponto de contato entre as células não há espaço.

30 Estruturas das membranas celulares

31 Estruturas das membranas celulares Zônula de adesão Regiões onde as membranas estão aderidas, porém, pouco afastadas.

32 Estruturas das membranas celulares

33 Estruturas das membranas celulares Interdigitações Dobras da membrana que facilitam o encaixe de duas células.

34 Estruturas das membranas celulares Junções tipo gap Proteínas específicas que atravessam a membrana. Essas proteínas formam canais de comunicação entre as células.

35 Estruturas das membranas celulares

36 Estruturas das membranas celulares

37 Estruturas das membranas celulares

38 Permeabilidades das membranas celulares

39 Permeabilidades das membranas celulares A membrana celular promove a manutenção das condições intracelulares. Os lipídios determinam a estrutura básica da membrana e as proteínas são responsáveis pela maioria de suas funções.

40 Permeabilidades das membranas celulares Os receptores de membrana são importantes no reconhecimento de substâncias. As proteínas também atuam como transportadoras ou carregadoras.

41 Permeabilidades das membranas As membranas podem ser: celulares Permeáveis: permite a passagem de qualquer substância (soluto e solvente); Impermeáveis: não permite a passagem de nenhuma substância; Semipermeáveis: permite a passagem somente de solventes; Seletivamente permeáveis: permite a passagem de solventes e de alguns solutos (membrana plasmática).

42 Permeabilidades das membranas celulares Passivo - Difusão Simples - Difusão Facilitada - Osmose Ativo - Bomba de Sódio e Potássio - Endocitose (Fagocitose e Pinicitose) - Exocitose

43 Permeabilidades das membranas Transportes celulares Nas células existe um fluxo contínuo e controlado de substâncias que entram e que saem da célula, promovida pela permeabilidade seletiva da membrana plasmática. O fluxo ocorre de diferentes maneira, de acordo com as características do meio intracelular e extracelular. SOLUTO Íons ou moléculas pequenas que devem atravessar a membrana SOLVENTE Veículo aquoso no qual o soluto é dissolvido SOLUÇÃO Mistura homogênea (nesse caso soluto + solvente)

44 Permeabilidades das membranas Transporte através da membrana celulares Passivo (Sem gasto de energia) Não ocorre gasto de energia (ATP) pela célula. Apenas moléculas muito pequenas conseguem atravessar a membrana. Existem três tipos de transporte passivo: difusão simples, difusão facilitada, e osmose.

45 Permeabilidades das membranas Difusão Simples (+ -) celulares Passagem de soluto (partículas moleculares) do meio onde sua concentração é maior para um outro meio onde sua concentração é menor. Passagem de solutos do meio hipertônico (mais concentrado) para o meio hipotônico (pouco concentrado).

46 Permeabilidades das membranas Difusão Simples (+ -) celulares Para ocorrer difusão simples A membrana deve ser permeável ao soluto Deve haver diferença na concentração do soluto dentro e fora da célula.

47 Permeabilidades das membranas celulares Difusão Facilitada (+ -) Passagem de soluto através das proteínas integrais (permeases), já que não conseguem atravessar a membrana celular. As proteínas facilitam a entrada e a saída de solutos.

48 Permeabilidades das membranas Difusão Facilitada (+ -) celulares Tipos de proteínas integrais Canais iônicos: permite a passagem de íons e somente abrem após estímulo. Proteínas carreadoras (permeases) transportam aminoácidos, glicose, monossacarídeos, etc.

49 Difusão simples O soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente. Difusão facilitada Algumas substâncias como a glicose, galactose e alguns aminoácidos são grandes em relação aos poros da membrana e não são solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, essas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras).

50 Difusão Simples Difusão Facilitada Transporte Passivo Transporte Ativo Imagem: JrPol / GNU Free Documentation License. Tradução nossa.

51 Permeabilidades das membranas celulares Osmose (- +) Passagem de água (solvente) através da membrana de uma região hipotônica (pouco concentrada) para outra região hipertônica (muito concentrada). Célula Túrgida Célula Plasmolisada

52 Permeabilidades das membranas celulares Osmose na célula vegetal As plantas aproveitam o potencial da osmose para absorver água e nutrientes. Graças a suas paredes celulósicas altamente resistentes, as células vegetais não correm o risco de estourar devido à osmose.

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54 Permeabilidades das membranas celulares 1. Célula vegetal flácida: quando a célula é colocada em uma solução isotônica; 2. Célula vegetal túrgida: quando a célula é colocada em uma solução hipotônica; 3. Célula vegetal plasmolisada: quando a célula é colocada em uma solução hipertônica.

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56 Permeabilidades das membranas Ativo (Há gasto de energia) celulares Ocorre contra um gradiente de concentração e, por isso, a célula gastará energia para transportar a substância desejada. ( - +) Existem três tipos de transporte ativo: Bomba de Sódio e Potássio Endocitose, e Exocitose. Transporte por meio de bolsas membranosas

57 Permeabilidades das membranas celulares Bomba de Sódio e Potássio Vídeo

58 Permeabilidades das membranas Bomba de Sódio e Potássio celulares [K+] é maior dentro da célula. [Na+] é maior fora da célula. Poderíamos esperar que por difusão, as concentrações se igualassem. Isso não ocorre porque a célula gasta energia para bombear sódio e potássio em sentido contrário ao da difusão.

59 Permeabilidades das membranas Bomba de Sódio e Potássio celulares 3 Na + são enviados para fora da célula 2 K + são enviados para dentro da célula O interior da célula torna-se negativo devido ao déficit de cargas positivas no interior da célula

60 Endocitose Permeabilidades das membranas celulares É o englobamento de partículas e microrganismos para o meio intracelular. Existem dois tipos: fagocitose e pinocitose.

61 Permeabilidades das membranas celulares Fagocitose: É o englobamento de partículas sólidas por meio de expansões citoplasmáticas denomindas de pseudópodes. Após o englobamento forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo. Funções da fagocitose Alimentação: Amebas Defesa: Glóbulos brancos

62 Permeabilidades das membranas Pinocitose: celulares É o englobamento de partículas sólidas diluídas em fluido, as quais tocam a membrana e provocam sua invaginação, formando bolsas que contém o material englobado denominado pinossomo.

63 Fagocitose É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas (4). Pinocitose É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças a delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido.

64 Fagocitose Pinocitose Esquema de Fagocitose e Pinocitose

65 Permeabilidades das membranas celulares Exocitose (clasmocitose) Eliminação de substâncias a partir de bolsas citoplasmáticas. As bolsas contendo o material a ser eliminado aproximam-se da membrana e fundem-se a ela, expelindo seu conteúdo. As células por exocitose podem eliminar restos metabólicos ou secretar produtos úteis ao organismo.

66 Exocitose Certas substâncias que devem ser eliminadas da célula são temporariamente armazenadas no interior de bolsas citoplasmáticas membranosas, as quais se aproximam da membrana plasmática e se fundem a ela, expelindo seu conteúdo. Esse processo é chamado de EXOCITOSE.

67 Permeabilidades das membranas Exocitose (clasmocitose) celulares

68 Sistemas de endomembranas As organelas estão distribuídas em três categorias principais, com base no modo pelo qual elas se originam: 1. O sistema de endomembranas 2. Organelas de divisão independente, derivadas do sistema de endomembranas 3. Organelas semiautônomas de divisão independente

69 Sistemas de endomembranas O sistema de endomembranas O sistema de endomembranas é o conjunto de membranas internas. O envelope nuclear, o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, o vacúolo, os endossomos e a membrana plasmática. Dividem as células em compartimentos funcionais e estruturais e distribuem membranas e proteínas pelo tráfego vesicular entre as organelas.

70 Sistemas de endomembranas O sistema de endomembranas apresenta função central nos processos de secreção, de reciclagem de membranas e no ciclo celular. A membrana plasmática regula o transporte para dentro e para fora da célula. Os endossomos originam-se de vesículas derivadas da membrana plasmática e atuam no processamento ou na reciclagem dos conteúdos dessas vesículas.

71 Sistemas de endomembranas Organelas de divisão independente, derivadas do sistema de endomembranas Os oleossomos, os peroxissomos e os glioxissomos Atuam na reserva de lipídios e no metabolismo do carbono.

72 Sistemas de endomembranas Organelas semiautônomas de divisão independente Plastídios e mitocôndrias Atuam no metabolismo energético e na reserva.

73 DÚVIDAS???

74 Citoplasma