Introdução à Biologia Celular.

Transcrição

1 Introdução à Biologia Celular

2 O que é uma célula? Pequenas unidades envolvidas por membranas e preenchidas por uma solução aquosa contendo agentes químicos, dotadas da capacidade de criar cópias de si mesma pelo crescimento e divisão. Todos os seres vivos são constituídos de células. Os mais simples: unicelulares Os mais complexos: têm comunidades de células E os vírus?

3 Óvulo humano (~200μm) e espermatozóides: a partir dessa união serão originados os 10 trilhões de células do corpo humano.

4 Como as células podem ser vistas? Normalmente são pequenas, microscópicas. Século XVII, Robert Hooke vê as células pela 1a vez. Microscópio de Hooke, Células de cortiça observadas por Hooke

5 Observações de Leeuwenhoek Com uma lupa, Leeuwenhoek, contemporâneo de Hooke, descobriu um mundo de organismos microscópicos, chegando a observar os organismos unicelulares (protozoários), os espermatozóides e inclusive algumas bactérias.

6 Tamanhos relativos das células e seus componentes Microscópio eletrônico 0,2nm 200nm Microscópio luminoso

7 Grãos de pólen por Microscopia eletrônica

8 A biologia celular O microscópio óptico tornou-se popular somente no século XIX. Duas publicações marcam o início da Biologia Celular: Matthias Schleiden (1838, Botânico) Theodor Schwann (1839, Zoólogo) Mostram, juntamente com outros microscopistas, que as células eram as unidades fundamentais dos tecidos vivos.

9 Todas as células são procarióticas ou eucarióticas Cél. procariótica (E. coli) Cél. eucariótica (plasmócito) Núcleo Complexo de Golgi Lisossomo Membrana externa Membrana interna (plasmática) nucleóide Retículo endoplasmático Mitocôndria nucleóide Membrana interna Parede celular periplasma Membrana externa Retículo endoplasmático rugoso Membrana nuclear Membrana plasmática Complexo de Golgi Mitocôndria peroxissomo Lisossomo Vesícula secretora

10 Os procariotos podem ser divididos em dois tipos distintos Animais Ciliados Fungo aquático Plantas Fungos Eucariotos Diplomonadas Eubactérias Arquebactérias Termotoga Bactéria verde sulfurosa Progenitor comum presumido para todos os organismos existentes na atualidade Progenitor comum presumido para aquebactérias e eucariotos

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12 A célula eucariótica O núcleo: Normalmente é a organela mais proeminente; Incluso em duas membranas concêntricas (envelope nuclear) Contém moléculas de DNA (cromossomos)

13 Mitocôndrias Tamanho de 1 a muitos μm, em forma de salsicha vermiforme. membrana interna crista membrana externa Envolvida por duas membranas, com a interna projetando invaginações p/ interior (cristas). Contém DNA próprio e se reproduz por simples divisão; Gera energia química (ATP) pela oxidação de moléculas presentes nos alimentos = respiração celular Espaço intermembranas Grânulos Matriz da matriz

14 Mitocôndria: origem Células ancestral eucariótica Membranas internas núcleo Primeiras células eucarióticas bactéria

15 Cloroplastos Encontrados apenas em células de plantas e algas; Estrutura mais complexa que das mitocôndrias: além das duas membranas circundantes, há inúmeras membranas internas contendo clorofila; Realizam a fotossíntese; Possuem seu próprio DNA e reproduzem-se por simples divisão.

16 Cloroplasto: origem Célula eucariótica primitiva Célula eucariótica primitiva capaz de realizar fotossíntese Bactéria fotossintética cloroplastos

17 Outras organelas delimitadas por membranas Retículo endoplasmático (RE): local onde os componentes de membrana e material destinado à exportação são montados Aparelho de Golgi recebe e modifica moléculas provenientes do RE e as redireciona; Lisossomos: organelas irregulares envolvidas na digestão intracelular (nutrição, reciclagem, excreção) Peroxissomas: vesículas que fornecem o ambiente de contenção p/ o Peróxido de Hidrogênio Proteína secretada vesícula secretora Vesículas de Golgi Retículo endoplasmático rugoso

18 O Citosol Contém grandes e pequenas moléculas tão comprimidas que se comporta mais como um gel aquoso; É o local de muitas reações químicas fundamentais; Contém ribossomos: pequenas partículas responsáveis pela síntese de proteínas; Contém filamentos longos e delgados de proteínas (citoesqueleto)

19 Citoesqueleto: responsável pelos movimentos celulares AF = filamentos de actina, presentes em todas as céls. eucarióticas, abundantes nas fibras musculares; MT= microtúbulos, filamentos mais espessos. Participam na divisão celular; IF = filamentos intermediários, que reforçam a mecânica da célula.

20 Três vistas de um fibroblasto filamentos intermediários microtúbulos microfilamentos

21 Estágios finais da mitose: microtúbulos corados em vermelho (através de anticorpos específicos para a tubulina) e DNA em preto (EtBr).

22 As células recebem e emitem informações Receptores de superfície Sinal ligado Uma célula viva monitora continuamente sua vizinhança Ajusta atividades e composição quando necessário Comunicação através de sinais (moléculas químicas simples, gases, proteínas, luz e movimentos mecânicos) Enzima inativa Receptor Complexo citosólico hormônio-receptor Enzima ativa núcleo Aumento na transcrição de genes específicos

23 As células variam muito em estrutura e função...

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25 As bactérias são as menores células e as mais simples

26 Escherichia coli como modelo Bactéria gram negativa que é comumente presente nos intestinos de homens e animais. Facilidade de cultivo; Informação genética contida numa única molécula de DNA, codificando cerca de 4000 proteínas; A maioria dos nossos conhecimentos sobre mecanismos fundamentais da vida vieram de estudos com E. coli: replicação do DNA, decodificação das informações genéticas, etc.

27 Giardia possivelmente representa um estágio intermediário na evolução das células eucarióticas Apesar de possuir núcleo (2) e citoesqueleto, a análise de seu DNA revela uma relação mais próxima com bactérias que eucariotos, além de não ter muitas organelas (mt, p.e.)

28 A levedura é uma boa alternativa para se estudar células eucarióticas Organização celular eucariota, mas unicelular! Estudos sobre: o controle do ciclo e divisão celular; regulação gênica; estrutura dos cromossomos; envelhecimento; Funcionamento do citoesqueleto, etc. Microscopia eletrônica de Saccharomyces cerevisiae

29 Outros organismos modelo Arabidopsis thaliana Estudos sobre: Desenvolvimento de padrões de tecidos; Genética da biologia celular; Aplicações agronômicas; Fisiologia vegetal; Regulação gênica; etc.

30 Paulistinha ( zebrafish ) Desenvolvimento dos tecidos de organismos vertebrados; Formação e funcionamento do cérebro e do sistema nervoso; Defeitos congênitos; Câncer

31 Caenorhabditis elegans Drosophila melanogaster

32 Mus muscullus - Camundongo Swiss