UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA GERAL PROFESSOR: Adriana Silva Lima AULA # 2: CÉLULAS CÉLULAS Onde acontece a maioria das reações bioquímicas. dimensões extremamente pequenas; reações ocorrem em meio aquoso e em temperaturas baixas e constantes; unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos; variam em forma, tamanho e funções; apesar das diferenças visíveis, têm características estruturais básicas. Figura: Células do sangue Toda célula possui: membrana envoltória muito fina: membrana celular, plasmática ou citoplasmática; permite a entrada de sais e nutrientes necessários e a saída de produtos de excreção. citoplasma: onde ocorre a maioria das reações catalisadas por enzimas do metabolismo celular; ribossomos: pequenos grânulos que atuam na síntese de proteínas; núcleo ou corpo celular: onde o material genético é replicado e CLASSES DAS CÉLULAS - Procariotos mais simples e menores células - Eucariotos maiores e mais complexas Células Procarióticas - mais de 3000 espécies bactérias incluindo as cianobactérias; - cerca de 20 famílias são classificados de acordo com forma, capacidade de locomoção, características de coloração, preferências nutricionais ou produtos que sintetizam; - algumas dessas são patogênicas, mas muitas são altamente benéficas. armazenado na forma de ácido desoxirribonucleico (DNA). Célula Procarionte Esférica Fonte:www.cynara.com.br Foto retirada do site: http://www.evim.ethz.ch/uebungen/praxis/u1/vorlage_hp/vorlage.html 1
Célula Procarionte em Forma de Bastonete A Célula Procariota Parede Celular Membrana Plasmática Núcleóide Ribossomo Citoplasma Foto retirada do site: http://www.terravista.pt/ilhadomel/3679/bacteria.html Papel Importante: - as fotossintetizantes captam energia solar e a usam para gerar carboidratos e outros materiais celulares que são usados por outras formas de vida; - algumas fixam o nitrogênio molecular para formar compostos nitrogenados. Células Procarióticas - possuem apenas um cromossomo, que consiste de uma molécula de fitas duplas de DNA. - E. Coli Possuem: parede celular protetora; delicada membrana celular (lipoprotéica)abaixo da parede; corpo nuclear: armazenamento e transmissão genética, contendo uma única molécula de DNA de fitas duplas; nenhuma membrana envolve o material genético; ribossomos: contém RNA e moléculas de proteínas que realizam a síntese das proteínas celulares; Flagelos Plasmídeos: segmentos circulares de DNA muito pequenos; Citossol: parte aquosa do citoplasma, onde reações são catalisadas por enzimas. Células Eucarióticas Ergatoplasma As células de todos os animais superiores, plantas e fungos são eucarióticas. Complexo de Golgi Carioteca Cromatina Nucléolo Mitocondria Possuem núcleo bem formado, além de outras organelas internas envolvidas por membranas, como a mitocôndria, o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi, cada um com função específica no metabolismo da célula. Centríolo Ribossomo Menbrana Plasmática Lisossomo 2
Componentes das Células Eucarióticas Núcleo - envolvido por um envelope nuclear, composto de dois pares de membranas fechadas. Nucléolo - presente no núcleo, que se cora mais intensamente por ser rico em acido ribonucléico (RNA), realizam a síntese de ribossomos. Cromatina - presente no resto do núcleo, consite de DNA e RNA e um número de proteínas especializadas. São aglomerados de moléculas de RNA ribossômico, ou seja, RNA que entrará na composição dos ribossomos. Mitocôndrias presente no citoplasma das células. possui dois sistemas de membranas que a envolve completamente. A membrana interna possui dobramentos chamados cristas. seu compartimento interno é preenchido por uma matriz tipo gel. são chamadas usinas da célula. contém muitas enzimas que catalisam a oxidação dos nutrientes orgânicos da célula pelo oxigênio molecular, produzindo CO2 e água. Mitocôndria Organela formada por duas membranas lipoprotéicas. Dentro delas se realiza o processo de extração de energia dos alimentos: Respiração celular. 3
muita energia química é liberada durante estas oxidações, sendo usadas para gerar ATP, principal molécula transportadora de energia das células. o ATP sintetizado pela mitocôndria, se difunde a todas as partes da célula, onde é usado para realizar o trabalho celular. contém pequenas quantidades de DNA, bem como RNA e ribossomos. O DNA mitocondrial codifica a síntese de certas proteínas específicas da membrana interna. Retículo Endoplasmático presente no citoplasma, complexo de canais de membranas, esses canis funcionam para o transporte de vários produtos da célula, usualmente para o exterior. Existem dois tipos: o rugoso o liso participam na biossíntese de proteína e lipídios; em diferentes tipos de células eucarióticas possuem diferentes formas e funções. Ex: células do músculo esquelético participam no processo de relaxamento. Aparelho de Golgi são organelas secretórias; pilhas de vesículas achatadas, cada uma envolta para uma única membrana. Lisossomos são vesículas esféricas envoltas por membranas; são vesículas esféricas envoltas por membranas; contém muitas enzimas diferentes capazes de digerir isto é, destruir por hidrólise proteínas, polissacarídeos e lipídios celulares que não sejam mais necessários. essas enzimas ficam segregadas nos lisosomos. Complexo de Golgi e Lisossomos São bolsas membranosas e achatadas, que podem transformar substâncias que chegam via retículo endoplasmático; podem também eliminar substâncias produzidas pela célula, mas que irão atuar fora dela (enzimas por exemplo). Produzem ainda os lisossomos. 4
Peroxissomos organela envolta por membrana no citoplasma; são microcorpos; dentro da sua estrutura etão enzimas que formam e usam o peróxido de hidrogênio daí o nome peroxissomos; o peróxido de hidrogênio tóxico para a vida celular é decomposto em água e oxigênio pelas catalases. Microfilamentos atuam nos processos contratéis da célula. as células eucarióticas possuem muitos filamentos formados por moléculas protéicas. tais filamentos diferem em diâmetro, composição e função. são idênticos aos filamentos finos de actina do sistema contrátil do músculo esquelético; filamentos de miosina, são mais espessos que o de actina. esses filamentos estão envolvidos em vários tipos de movimentos celulares e intracelulares. Microtúbulos atuam nos movimentos celulares; são cadeias de proteínas em volta de um espaço central vazio; nas células nervosas, participam do movimento de materiais do corpo celular para a extremidade das extensões celulares; atuam como unidades móveis nos cílios e flagelos eucarióticos. Citoesqueleto formado por microfilamentos e micrtúbulos; esqueleto flexível; imprime a célula sua forma característica; fornece pontos de ligação para organelas e os corpos formados, fixa a sua ligação nas células e também torna possível a comunicação entre as partes da célula. 5
Cílios e Flagelos poder propulsor as células; o flagelo eucariótico é diferente do procariótico; nos procarióticos eles são muito finos e consistem de cadeias protéicas únicas, são bastonetes com movimento e rotação; nos eucarióticos são mais espessos com estrutura mais complexa e são capazes de gerar movimento em toda a sua extensão. os cílios têm a função de mover materiais de perto da célula, através de uma onda de limpeza; os flagelos funcionam para pulsionar as células. São estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares. Os pares participam da divisão celular, orientando o deslocamento dos cromossomos para as células que estão sendo formadas. Citoplasma contém ribossomos, que ocorrem de forma livre ou ligados ao retículo endoplasmático; contém grânulos de glicogênio cadeias de moléculas de glicose, fonte de combustível de reserva, especialmente nas células do fígado e músculos. Citossol fase aquosa contínua do citoplasma; consistência tipo gel; contém enzimas e sistemas enzimáticos bem como proteínas que ligam, armazenam ou transportam nutrientes, traços de minerais e oxigênio; possuem também coenzimas, ATP, ADP e íons minerais; todos os componentes são mantidos em proporções e concentrações constantes e balanceados. Membrana Plasmática - apresenta grande área de superfície em relação ao seu volume, de forma que a velocidade de difusão dos nutrientes e oxigênio nas células não limite a velocidade do seu metabolismo. A função básica da membrana plasmática é regular a passagem e a troca de substâncias entre a célula e o meio em que ela se encontra. Também é função da membrana plasmática a proteção da célula. 6
Membrana Plasmática Membrana Plasmática Sítios de Reconhecimento Celular - do lado de fora da membrana plasmática, muitas células de tecidos possuem uma capa flexível e fina; - percebem ou reconhecem os sinais externos; - as células reconhecem outras células da mesma espécie e que fornecem pontos de adesão para menter a estrutura de tecidos específicos; Ex: Alergia rejeição de órgãos e tecidos CÉLULAS VEGETAIS Uma das principais diferenças é que as células de plantas contêm plastídeos. - São organelas especializadas do citoplasma que possuem membranas envoltórias. Ex: Cloroplastos - utilizam à energia luminosa e a usa para reduzir o dióxido de carbono, formando carboidratos como amido, com liberação de oxigênio. - são maiores que as mitocôndrias; - contém grande quantidade de clorofila, as células fotossintetizantes são geralmente verdes. - nos cloroplastos também contém DNA, RNA e ribossomos. Células Vegetais Outros plastídeos: - leucoplastos: são incolores e servem para armazenar amido e óleo. Vacúolos - são preenchidos com citoplasma e os produtos de excreção celular. Parede Celular - funcionam como conchas protetoras rígidas; - consistem de fibrilas de celulose; - nas plantas, a parede permite que a água e as moléculas pequenas passem através de seus poros facilmente, mas resistem ao inchaço ou a expansão da célula. Parede Celulósica Memb. Plasmátia Complexo de Golgi Cloroplasto Vacúolo Nucléolo Mitocôndria Cromatina Cariteoca Poro Ribossomo Ergastoplasma 7
Cloroplasto Organela que é a sede da fotossíntese, pois contém moléculas de clorofila que capturam a luz solar e produzem moléculas como glicose que poderá ser utilizada pelas mitocôndrias para a geração de energia. Plastos (Cloroplastos) São responsáveis pela fotossíntese. É nestas estruturas que encontramos a CLOROFILA (pigmento verde). São encontrados apenas nas células vegetais! Estrutura derivada do retículo endoplasmático que pode conter líquidos e pigmentos, além de diversas outras substâncias. Constituída por celulose e também por glicoproteínas (açúcar + proteína); juntas essas duas membranas formam uma estrutura muito resistente. 8
Celulose Monômeros de glicose ligados pelas extremidades; Esses polímeros são agrupados em miofibrilas; As miofibrilas formam finos filamentos, altamente resistentes; É preenchido por uma matriz de moléculas não celulósicas; São polissacarídeos celuloses e pectina; Possuem ainda glicoproteínas; Hemiceluloses Varia conforme a célula e plantas; Papel significativo na expansão celular; Ligadas a celulose, limitam a extensibilidade da parede; Pectinas Característica da parede primária e da lamela mediana; São polissacarídeos muito hidrofílicos; Confere propriedades plásticas ou de flexibilidade à parede; Paredes primárias compostas por 65% de água; Outros Componentes Glicoproteínas ex: extensinas. Enzimas: Peroxidases, fosfatases, celulases e pectinases. Lignina fornece resistência à compressão e rigidez da parede. Substâncias graxas: cutina, suberina e ceras tecido externo proteção. Muitas Células possuem: Parede primária; Lamela mediana; Parede secundária. Lamela Mediana Camada rica em pectina; Difícil distinguir da parede primária; Parede Primária É depositada antes e durante o crescimento; Celuloses, hemiceluloses, substâncias pécticas, proteínas e água; Células com apenas paredes primárias estão envolvidas na cicatrização de ferimentos e regeneração das plantas; Não possuem espessamento uniforme e apresentam áreas mais finas chamadas campos de pontoação primários; Filamentos citoplasmáticos ou plasmodemos conectam os protoplastos vivos de células adjacentes, apresentam-se agregados nos campos de pontoação. Parede Secundária É depositada após a parede ter cessado o seu crescimento e a parede primária não estar aumentando mais em superfície; Aumentar a resistência; Celulose mais abundante; É rígida e não favorece a distensão; Ausência de enzimas. Três camadas bem definidas, diferem entre si pela orientação das suas miofibrilas de celulose; Pontoações- interrupções características. 9
Observações: A parede das células cresce em espessura e superfície; Aumento sobre um rígido controle bioquímico do protoplasto; Durante o crescimento a parede primária deve ser produzida o suficiente para permitir um grau adequado de expansão e ao mesmo tempo permanecer suficientemente rígida para conter o protoplasto. O crescimento da parede requer a perda da estrutura fenômeno influenciado por uma classe de proteínas da parede expansinas e por alguns hormônios. Os protoplastos estão unidos pelos plasmodesmos cordões citoplasmáticos; Podem ocorrer por toda parede celular, fornecem vias para transporte de certas substâncias: açúcares, aminoácidos, etc.. Vírus parasitas supramoleculares Não são seres vivos, mas sim montagens supramoleculares, biologicamente construídas que podem se replicar em células hospedeiras apropriadas. Consistem de uma molécula de ácido nucléico envolvida por um capsídeo, feito de moléculas de proteínas. Existem em dois estados: - vírions fora das células com composição regular; - parasita intracelular assim que a partícula viral ou seu componente ácido nucléico entra na célula hospedeira, ele adquire uma existência diferente de parasita intracelular. - alguns contémdna, outros RNA. - o hospedeiro pode ser uma célula animal, célula de planta ou célula bacteriana; - os vírus das bactérias são chamados bacteriofagos; - vírus patogênicos ao homem; - fornecem informações sobre a estrutura dos cromossomos, o mecanismo enzimático da síntese dos ácidos nucléicos e a regulação do fluxo da informação genética. CÉLULA VEGETAL Parede Celular Rígida; Diferencia as células animais das vegetais; Protoplasma contida na parede celular; Protoplasto - consiste no citoplasma e no núcleo; Limita a expansão do protoplasto, evitando a ruptura da membrana plasmática; Determina o tamanho e forma da célula e a textura dos tecidos; Forma final do órgão vegetal; Antes era considerada estrutura interna inativa, produzida pelo protoplasto, hoje é reconhecida como tendo funções essenciais; Variedade de enzimas; Papel na defesa contra bactérias e fungos patogênicos; Celulose principal componente. 10
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