INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR
Uma característica básica da Vida é seu alto grau de ordem A organização biológica está baseada na hierarquia dos níveis estruturais, cada um construindo o próximo
O QUE É VIDA???? Pedra?? Mosquito?? Fácil definir
Clorofila (Macromolécula) Cloroplasto (Organela) Célula vegetal (Célula) Tecido vegetal (Tecido) Folha (Órgão) Árvore (Ser) Floresta (População)
Desdobrar esta organização é fundamental ao estudo da Vida Explorando a Vida em seus diferentes níveis estruturais, nós descobrimos sua beleza a cada passo
VIDA = METABOLISMO Transformação de energia e matéria em: Ser vivo Processo químico envolvendo milhares de reações diferentes de forma organizada, as chamadas reações metabólicas ou, mais simplesmente, metabolismo???????????????????
Pedras e máquinas Não se reproduzem ( Seres inanimados)!!!!!!!! Em determinadas condições, certos cristais também podem se reproduzir????? O que falta na nossa definição?? Propriedade fundamental dos Seres Vivos Íntima relação com mutações genéticas...
Seres Vivos transmitem informação genética à sua prole, mas as cópias não são sempre exatas Mutações podem ocorrer, modificando a informação originalmente passada de uma geração a outra Cristais Máquinas Não sofrem mutações Não se reproduzem criando mutações
... Propriedade fundamental dos seres vivos Capacidade de sofrer mutações genéticas durante a reprodução A própria sobrevivência da espécie é determinada pela eficiência dessas mutações:. Benéficas. Maléficas
PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DOS SERES VIVOS Reprodução TRANSMISSÃO DE SEUS GENES Transmissão de informação genética à prole Modificações devidas à Mutações e Recombinações
. As mutações são aleatórias, portanto: Os seres vivos não têm controle sobre sua própria sobrevivência. Se não se reproduzem: Desaparecem. Se eles se reproduzem: Melhoram Pioram Condições de sobrevivência
VIDA METABOLISMO E REPRODUÇÃO
Citologia x Biologia Celular e Molecular Tecnologia Metodologia Biologia celular Moderna Termo Antigo Citologia Estudo puramente morfológico Microscópio Eletrônico (1955) Ampliação das Estruturas ao nível das macromoléculas Bioquímicos Funções Metabólicas ao nível das macromoléculas
Enfoque atual Estrutural Citologia Clássica Fisiológico Biofísica e Bioquímica Molecular Biologia Celular e Molecular Citologia Clássica Biologia Celular Molecular Técnicas Instrumentos
Desenvolvimento da Biologia Celular 1) Aumento do Poder de Resolução da Análise instrumental: recursos para a microscopia de luz Microscopia Eletrônica Difração de Raios X 2) Convergência da antiga Citologia com outros ramos da pesquisa biológica: Genética Fisiologia Bioquímica Imunologia Ultra-estrutura Biologia Molecular Citogenética Fisiologia Celular Citoquímica Imunocitoquímica
MICROSCOPIA ELETRÔNICA Alto poder de resolução
NOÇÕES SOBRE UNIDADES DE MEDIDA Prefixos para indicar potência de 10 no Sistema Métrico Valor Prefixo Abreviação 10 6 mega M 10 3 quilo k 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 micro µ 10-9 nano 10-12 pico 10-15 fento f 10-18 ato a n p
ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DAS CÉLULAS Definição de Célula Unidade morfofisiológica de todo o organismo vivo.
EUCARIONTES: Célula Animal
EUCARIONTES: Célula Vegetal
Célula Animal
Membrana Plasmática COMPOSIÇÃO: glicolipídios e glicoproteínas FUNÇÕES Revestimento celular Reconhecimento entre as células Seletivamente permeável: transporte
4-6 µm de diâmetro Envoltório nuclear/poros Cromatina (DNA, RNA, Prot. e Enz.) Nucleossomos (histonas + DNA) Matriz Nuclear Nucléolo RNA + Proteínas DNA: Replicação/Transcrição Cromossomos Divisão Celular Núcleo
Mitocôndria Forma globular -1µ de diâmetro 20% do volume citoplasmático Membranas internas/externas/cristas Matriz enzimas, ATP +/- 800 por célula
Complexo de Golgi Vesículas achatadas e empilhadas Face interna/externa/vesículas pequenas Produtos de secreção: grânulos de proteínas (zimogênio), glicoproteínas e lipoproteínas) Formação: Membrana plasmática e Lisossomos ca
Peroxissomos 0,5 µm de diâmetro - membrana plasmática Enzimas: oxidativas (urato-oxidase arranjo cristalino) Catalase: degradação de 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Oxidação dos nutrientes
Retículo Endoplasmático -RER (com ribossomos): Síntese de proteínas espaço intra-cisternal: adição de glicose, lipídios, etc. -REL (sem ribossomos): Síntese de lipídios; Metabolismo de glicogênio; Detoxificação celular
Lisossomos Sistema Endossômico-Lisossômico Vesículas (0,25-0,5µm): enzimas hidrolíticas (fosfatase ácida) Digestão Celular Heterofagia (fagocitose e pinocitose) Autofagia Crinofagia
Citoesqueleto da célula: microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos Moléculas: actina/miosina/tubulina Funções Movimentação celular Transporte Estrutura e Forma Citoesqueleto
Célula Vegetal
Parede celular Parede Celular espessa, rígida e porosa (proteção de ruptura osmótica e mecânica, fixação, forma e resistência) Fibrilas celulose Polissacarídeos Proteínas (variação dos componentes lipídicos)
Cloroplastos: Clorofila Receptores de energia luminosa ATP Biossíntese de glicose e de outras moléculas, a partir de dióxido de carbono, H 2 O e outros precursores. Fotossíntese vegetal Cloroplasto Principal fonte de energia das células fotossintéticas em presença de luz Plastídios Leucoplastos Cromoplastos
Vacúolo - Característica das células vegetais - Pequenos nas células jovens e aumenta a compressão contra a parede celular - Isolam H 2 O e produtos - removem sais e sólidos - Função de lisossomos (enzimas hidrolíticas)
INCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS -Inclusões lipídicas -Pigmentos -Cristalóides -Formações Protéicas -Substâncias de Reserva Grânulos de Glicogênio (célula animal) Grânulos de Amido (célula vegetal)
CÉLULAS. Forma das células. Relação entre forma e função celular. Células com modificações morfológicas
Estreladas CÉLULAS ESTÁVEIS Esféricas Prismáticas
CÉLULAS VARIÁVEIS Ex: Protozoários, Leucócitos e Macrófagos Fusiforme
CÉLULAS VEGETAIS
Chlamydomonas Móvel/Unicelular Único Cloroplasto Cel. Parenquimáticas Raiz, caule e folhas Receptor de Luz Mov. Direção à luz
TAMANHO DAS CÉLULAS. Procariotas Menores. Menor célula conhecida: PPLO (Pleuro Pneumonia Like Organism) 100nm. Eucariotas Maiores
VOLUME CELULAR Constante para cada tipo celular independente do tamanho do organismo
PRINCIPAIS COMPONENTES DA CÉLULA BACTERIANA
PROCARIONTES
Exemplos
NÍVEIS INFERIORES DE ORGANIZAÇÃO MOLECULAR MICOPLASMA. Organismo celular mais simples conhecido (0,1 a 0,25 µm). Doenças infecciosas: Animais/Homem M. pneumoniae. 1000X menor que bactéria. 10 5 X menor cel. Eucariota. Não possuem parede rígida
RICKETTSIAS. Célula incompleta: parasitas intracelulares estritos.. Intermediária: entre bactéria e vírus. Difere de vírus: Contém DNA e RNA Parte da maquinaria sintética para reprodução, com suplementação do meio intracelular
VÍRUS Não são células verdadeiras
Dependem de células Reprodução Parasitas Obrigatórios Fora das células são inativos/cristalização Auto-replicação Hereditariedade Mutação RNA ou DNA Multiplicação Montagem Agregação Molécula Não ocorre divisão
Agentes patogênicos Célula Vegetal e Animal Simetria Helicoidal Simetria Icosaédrica
VIRÓIDES Única molécula circular de RNA Fita dupla Não codifica proteína Sem proteção proteíca ou envelope Causam doenças em vegetais
PRION Partículas infecciosas compostas somente de proteínas Causam Encefalopatia Espongiforme bovina. Síndrome da vaca louca Não é vírus ou bactéria
CORRELAÇÕES FUNCIONAIS ENTRE AS ORGANELAS CELULARES
CONSIDERAÇÕES FINAIS Uma boa ciência não pode acontecer sem um profundo investimento emocional por parte do cientista. (Bárbara Macclintok) A natureza é exatamente simples, se conseguirmos encará-la de modo apropriado. Essa crença tem-me auxiliado, durante toda a minha vida, a não perder as esperanças, quando surgem grandes dificuldades de investigação. [ Albert Einstein ]