CEPI Cecília Meireles Disciplina de Biologia-Pós Médio Série: 3 ano do ensino médio. Citologia. Profa. Mestre Camila Regina do Vale

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1 CEPI Cecília Meireles Disciplina de Biologia-Pós Médio Série: 3 ano do ensino médio Citologia Profa. Mestre Camila Regina do Vale Goiânia-GO 2016

2 A DESCOBERTA DA CÉLULA O mundo microscópico: Surgiu a menos de 400 anos; A invenção do microscópio possibilitou a descoberta das células; O holândes Antonie van Leeuwehnoek ( ): Criou um microscópio simples Observação de água estagnada, sangue e esperma Robert Hooke ( ): Criou um microscópio composto Observou fatias de cortiça Origem do termo célula Citologia (do grego kytos, célula, e logos, estudo)

3 A DESCOBERTA DA CÉLULA Teoria Celular: Cientistas alemães Mathias Shleiden e Theodor Schwann, lançaram a seguinte hipótese: Todos os seres vivos são formados por células. TEORIA CELULAR Desenho de células publicados por Theodor Schwann

4 Macrófago Neurônio Hemácias Células tronco

5 A DESCOBERTA DA CÉLULA Os vírus e a Teoria Celular: Estudos detalhados da estrutura dos vírus surgiram na década de 1950; Vírus são acelulares; Será que essas descobertas enfraquecem a Teoria Celular?

6 TIPOS CELULARES Existem dois tipos básicos de células: PROCARIONTE e EUCARIONTE Célula Procarionte: sem carioteca Célula Eucarionte: presença de carioteca

7 Célula Procarionte - Bacteriana Célula primitiva, sem núcleo organizado e com poucas organelas.

8 Célula Eucarionte Animal Célula complexa, com núcleo definido e várias organelas

9 Célula Eucarionte Vegetal Presença de organelas exclusivas: Parede celulósica, Cloroplastos e Vacúolo

10 PARTES FUNDAMENTAIS DA CÉLULA Membrana plasmatica Citoplasma Núcleo

11 MEMBRANA PLASMÁTICA

12 CÉLULA PROCARIONTE (BACTÉRIAS)

13 CÉLULA EUCARIONTE

14 Composição: A membrana plasmática é LIPOPROTÉICA, por apresentar uma BICAMADA LIPÍDICA COM PROTEÍNAS EMBUTIDAS. ESTRUTURA E FUNÇÕES/ PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA A membrana plasmática está presente em todas as células eucarióticas e procarióticas. 1972: MODELO DO MOSAICO FLUÍDO para ilustrar a composição da membrana plasmática das células (proposto por Singer e Nicholson).

15 MEMBRANA PLASMÁTICA

16 ESTRUTURA E FUNÇÕES/ PROPRIEDADES DA 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.

17 ORGANIZAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA

18 ORGANIZAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA a) Bicamada fosfolipídica: Cabeça: porção hidrofílica ( atrai a água- contém fósforo) Cauda: porção hidrofóbica (repele a água) b) Proteínas: encaixadas entre os fosfolipídios com diversas funções. (ver quadro) c) Moléculas de colesterol: relacionadas a maior ou menor fluidez da membrana. d) Glicoproteínas (carboidratos+proteínas) e glicolipídios (carboidratos+lipídios) formam o GLICOCÁLIX. O glicocálix tem como a função a proteção da membrana plasmática e o reconhecimento celular de um mesmo tecido.

19 FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS DA MEMBRANA Proteínas transportadoras Relacionadas ao transporte de substâncias através da membrana. Porinas Enzimas Receptores de membrana Glicoproteínas e glicolipídios Proteínas que formam poros, permitindo a passagem de soluto e solvente. Proteínas que catalisam reações celulares da parte interna da membrana. Substâncias provenientes do meio externo que se ligam aos receptores, numa reação específica. Reconhecimento celular

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21 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Cada célula do nosso corpo tem a função de realizar determinadas funções no nosso organismo. Para isso, a membrana sofre três tipos de especializações: a) Microvilosidades; b) Desmossomos; c) Interdigitações.

22 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA a) Microvilosidades Funções: aumento da superfície celular, aumento da absorção. Ex.: célula do epitélio intestinal.

23 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA b) Desmossomos Função: fibras protéicas que garantem aderência às células. Ex.: células dos epitélios dos órgãos.

24 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA c) Interdigitações Função: atuam na união entre as células do tecido de revestimento. Ex.: células epiteliais.

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26 PERMEABILIDADE CELULAR: A MEMBRANA E AS TROCAS COM O MEIO EXTERNO O transporte de substâncias que há entre a célula e o meio extracelular pode se dar de 2 formas: a) Transporte passivo: sem gasto de energia, ou seja, certas substâncias podem atravessar a membrana espontaneamente. a) Transporte ativo: com gasto de energia, ou seja, a membrana também é capaz de absorver ou de expulsar ativamente substâncias, bombeando-as para dentro ou para fora da célula.

27 PERMEABILIDADE CELULAR: A MEMBRANA E AS TROCAS COM O MEIO EXTERNO a) Transporte passivo: * Difusão simples; * Difusão facilitada; * Osmose. b) Transporte ativo: * Bomba de sódio e potássio.

28 Transporte passivo: DIFUSÃO SIMPLES Passagem de soluto do meio mais concentrado (hipertônico) para o meio menos concentrado (hipotônico), tornando assim os meios isotônicos. Há 2 condições necessárias para que as partículas de uma substância entrem ou saiam da célula por difusão: a membrana deve ser permeável a essa substância; deve haver diferença na concentração da substância dentro e fora da célula.

29 Transporte passivo: DIFUSÃO SIMPLES

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31 Transporte passivo: DIFUSÃO FACILITADA Passagem de soluto do meio mais concentrado (hipertônico) para o meio menos concentrado (hipotônico), com o auxílio de proteínas de membrana ou permeases. Por quê ocorre a difusão facilitada? A difusão facilitada ocorre quando o tamanho das moléculas a serem transportadas é muito grande (ex.: glicose e aminoácido).

32 Transporte passivo: DIFUSÃO FACILITADA

33 Transporte passivo: OSMOSE Passagem de solvente (água) através de uma membrana semipermeável do meio menos concentrado (hipotônico) para o meio mais concentrado (hipertônico). A tendência é as concentrações se equilibrarem no decorrer do tempo.

34 Transporte passivo: OSMOSE

35 Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL (HEMÁCIAS) Solução isotônica (concentração da solução é igual a do interior das hemácias, ou seja, 0,9%); Solução hipertônica (concentração da solução é superior a do interior das hemácias); Solução hipotônica (concentração da solução é inferior a do interior das hemácias).

36 Transporte passivo: OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL (HEMÁCIAS)

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38 Transporte ativo: Bomba de Sódio e Potássio Passagem de soluto do meio menos concentrado (hipotônico) para o meio mais concentrado (hipertônico), ou seja, contra o gradiente de concentração. Para ocorrer esse transporte, a célula gasta energia na forma de ATP e tem a participação de proteínas transportadoras na membrana plasmática.

39 Transporte ativo: Bomba de Sódio e Potássio Íons de potássio (K + ): encontrado em maior quantidade no meio intracelular (participa da síntese de proteínas e da respiração celular); Íons de sódio (Na + ): encontrado em maior quantidade meio extracelular. Para manter as diferenças entre as concentrações interna e externa desses íons, a célula despende energia, o que caracteriza o transporte ativo.

40 Transporte ativo: Bomba de Sódio e Potássio Proteínas presentes na membrana plasmática atuam como bombas de íons, capturando ininterruptamente íons de sódio (Na + ) no citoplasma e transportando-os para fora da célula; Na face externa da membrana, essas proteínas capturam íons de potássio (K + ) do meio e os transportam para o citoplasma; Esse bombeamento contínuo compensa a incessante passagem desses íons por difusão simples.

41 Membrana Plasmática- Transporte Celular- T. A.: BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO Bomba de Sódio e Potássio- Transporte Ativo.

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43 Transporte em massa No metabolismo celular, existe um terceiro tipo de transporte celular, o transporte em massa (englobamento de moléculas muito grandes); 2 tipos: Endocitose (fagocitose e pinocitose); Exocitose (processo de eliminação de substâncias pela célula).

44 Transporte em massa FAGOCITOSE (englobamento de partículas sólidas) Processo em que a célula emite expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes; estes abraçam a partícula a ser englobada (geralmente é sólida) e forma-se o fagossomo (corpo ingerido); Defesa e nutrição celular.

45 Transporte em massa PINOCITOSE (englobamento de partículas líquidas) Processo de englobamento de líquidos e de pequenas partículas que ocorre nas células; A pinocitose é o meio pelo qual as células de revestimento interno do intestino capturam gotículas de lipídios do alimento digerido.

46 Membrana Plasmática- Transporte Celular- T. Q.: FAGOCITOSE E PINOCITOSE Representação esquemática da borda de uma célula, mostrando a fagocitose e a pinocitose.

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49 CITOPLASMA E ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS

50 O CITOPLASMA DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS Células procarióticas: não possuem material genético envolvido pela carioteca (não possuem um núcleo organizado). Ex.: bactérias e cianobactérias (Reino Monera); O citoplasma das células procarióticas é formado por citosol (líquido viscoso, composto por 80% de água e substâncias), moléculas de DNA (nucleóide) e milhares de ribossomos (síntese de proteínas).

51 CITOPLASMA- Célula Bacteriana (procarionte)

52 CITOPLASMA DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS Células eucarióticas: possuem material genético envolvido pela carioteca (possuem um núcleo organizado). Ex.: protozoários (Reino Protista), fungos (Reino Fungi), vegetais (Reino Vegetal) e animais (Reino Animal). O citoplasma das células eucarióticas é formado por citosol, organelas citoplasmáticas e citoesqueleto.

53 CITOPLASMA- Célula Animal (eucarionte)

54 CITOPLASMA- Célula Vegetal (eucarionte)

55 Componentes do citoplasma (células eucarióticas) Citosol (hialoplasma): material gelatinoso (fluído: sol/ viscoso: gel) rico em água e substâncias que contém as organelas celulares e o citoesqueleto. É no citosol que ocorre a maioria das reações metabólicas da célula; Citoesqueleto (presente somente em células eucarióticas) Organelas celulares (presente somente em células eucarióticas, com exceção dos ribossomos);

56 CITOESQUELETO Funções: a) Define a forma e organiza a estrutura interna da célula; b) Possibilita o deslocamento de materiais no interior da célula (movimentos celulares: ciclose e movimento amebóide).

57 CITOESQUELETO Componentes: a) Microfilamentos de actina (formados pela proteína denominada actina, relacionados ao movimento celular); b) Microtúbulos (formados pela proteína denominada tubulina, relacionados ao movimento e manutenção da forma celular); c) Filamentos intermediários (constituídos pela proteína queratina, relacionados à manutenção da forma da célula).

58 CITOESQUELETO

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60 Retículo endoplasmático (R.E.): tubos e bolsas membranosas Retículo endoplasmático RUGOSO (R.E.R.): apresentam ribossomos aderidos às bolsas membranosas; Funções: a) Produção de proteínas para exportação (que serão eliminadas para atuar fora da célula); b) Produção de enzimas lisossômicas (que fazem a digestão intracelular).

61 Retículo endoplasmático (R.E.): tubos e bolsas membranosas Retículo endoplasmático LISO (R.E.L.): não apresentam ribossomos. Funções: a) Síntese (produção) de ácidos graxos, fosfolipídios e de esteróides (lipídios em geral). OBS.: em células do fígado e em células das gônadas sexuais, encontramos grande quantidade de R.E.L.

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64 Constituição: duas subunidades de tamanhos diferentes, formados por RNA ribossômico e proteínas. Ribossomos Função: (produção) proteínas. síntese de

65 Complexo Golgiense ou complexo de Golgi Constituição: 6 a 20 membranas bolsas (cisternas) achatadas/empilhadas. Funções: a) Síntese de carboidratos; b) Secreção e armazenamento celular; c) Formação do Acrossomo dos espermatozóides. d) Formação dos lisossomos.

66 Complexo Golgiense- SECREÇÃO CELULAR

67 Complexo Golgiense- SECREÇÃO CELULAR Mecanismo: 1. R.E.R.: síntese de proteínas; formam-se vesículas e ocorre o transporte dessas vesículas para o complexo golgiense; 2. Complexo Golgiense: concentração e enpacotamento das proteínas; 3. Vesículas de secreção: grão de zimogênio; 4. Eliminação da secreção.

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69 Lisossomos (lise, quebra) Constituição: bolsas membranosas que contêm dezenas de tipos de enzimas digestivas (ex.: nucleases, proteases, etc.); Função: a) Digestão intracelular (heterofagia e autofagia).

70 Lisossomos- tipos de digestão 1. Heterofagia: material a ser digerido pelos lisossomos é proveniente do meio externo, por fagocitose e/ou pinocitose; 2. Autofagia: material a ser digerido provém do meio celular, podendo até ser algumas organelas celulares velhas (a digestão dessas organelas produz nutrientes para o citoplasma).

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72 Lisossomos :AUTÓLISE O processo denominado autólise se dá quando os lisossomos rompem-se e liberam suas enzimas digestivas, digerindo assim a célula inteira (apoptose: morte celular programada). Ex.: regressão da cauda do girino, durante a metamorfose em sapos.

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74 Peroxissomos Constituição: organelas membranosas que contém a enzima catalase. Função: degradação da água oxigenada (subproduto das reações de degradação de ácidos graxos e a.a.; é tóxica para a célula) H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Observação: essas organelas são abundantes nas células do fígado e dos rins, pois oxidam (destroem) diversas substâncias tóxicas (como o álcool).

75 Peroxissomos

76 Mitocôndrias Estrutura:

77 Mitocôndrias Estrutura:

78 Mitocôndrias Função: nas mitocôndrias, ocorre a respiração celular aeróbia. C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H ATP 30 ATP = ENERGIA Obs.: a respiração celular é divida em 3 fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

79 Mitocôndrias Algumas observações importantes: As mitocôndrias possuem DNA próprio, ou seja, elas são originadas de mitocôndrias pré-existentes; As mitocôndrias são de origem materna; Surgimento das mitocôndrias é explicada pela Hipótese Endossimbiótica (as mitocôndrias são descendentes dos antigos seres procarióticos que um dia, se instalaram no citoplasma de células eucarióticas primitivas).

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81 Plastos Exclusivos de células de plantas e algas (organismos que realizam fotossíntese); Divididos em: Cromoplastos (plastos com pigmentos vermelhos/amarelos): responsáveis pelas cores de certas flores, frutos e raízes. Leucoplastos (plastos incolores): armazenam amido em raízes e caules. CLOROPLASTOS

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83 Plastos CLOROPLASTOS Estrutura:

84 Plastos CLOROPLASTOS Plastos que apresentam a cor verde, por apresentar o pigmento clorofila; Função: nos plastos, ocorre o processo de fotossíntese (a clorofila capta a luz solar com máxima eficiência). Gás Carbônico + Água Glicose + Oxigênio *Tilacóides: fase do claro. *Estroma (com ribossomos, DNA e RNA): fase do escuro;

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86 Vacúolos da célula vegetal Função: armazenamento de substâncias úteis ao vegetal (a.a.; açúcares, proteínas, etc.). Chega a ocupar até 80% do volume celular.

87 Centríolos Estrutura: formados por 9 trincas de tubulina (proteína), sempre aos pares, próximo ao núcleo.

88 Centríolos Funções: Organelas que estão relacionadas à orientação da divisão celular; São responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas que possibilitam a locomoção celular. Obs.: os procariontes, fungos e plantas que possuem frutos não possuem centríolos.

89 Centríolos e divisão celular Centríolos Fibras do áster Fibras do fuso

90 Centríolos *Cílios Cílios são estruturas de locomoção numerosas e curtas. -Onde são encontrados? *Tecido epitelial do trato digestório; *Tubas uterinas.; *Protozoários ciliados:

91 Centríolos *Flagelos Flagelos são estruturas de locomoção pouco numerosas (às vezes únicas) e longas. -Onde são encontrados? *Espermatozóides; *Protozoários flagelados:

92 Centríolos Estrutura geral de cílios e flagelos: Estrutura interna de cílios e flagelos: par central de tubulina + 9 duplas de tubulina ao redor ( ).

93 Núcleo Celular

94 Célula

95 Célula e Núcleo Celular

96 Núcleo Celular 1. Carioteca - envoltório nuclear, formada por duas membranas com poros, onde há intercâmbio de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. 2. Nucleoplasma, Cariolinfa ou Suco Nuclear- é uma massa incolor constituída principalmente de água e proteínas. 3. Nucléolo - Trata-se de um corpúsculo esponjoso e desprovido de membranas, que se encontra em contato direto com o suco nuclear, rico em RNA ribossômico.

97 4. Cromatina - representa o material genético, com proteínas e moléculas de DNA. Têm aspecto emaranhado de filamentos longos e finos, denominados cromonemas. Esses apresentam regiões condensadas chamadas de heterocromatinas, e regiões distendidas chamadas eucromatinas. Durante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornandose mais curtos e mais grossos e passam a ser chamados de cromossomos.

98 Cromonema = Cromossomo Durante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornandose mais curtos e mais grossos. Podem, então, ser vistos individualmente e passam a ser chamados de cromossomos.

99 Cromatina = Cromossomo O material genético descondensado cromatina - é ativo, pois pode ser transcrito mais facilmente nesse estado. Ao se tornar condensado cromossomo a transcrição é dificultada, mas por outro lado a divisão celular ocorre com maior precisão.

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101 Tipos de Cromatina Eucromatina, que consiste em DNA ativo, ou seja, que se pode expressar como proteínas e se apresenta esticada. Heterocromatina, que consiste em DNA inativo e que parece ter funções estruturais durante o ciclo celular e aparece condensada.

102 Cromatina Sexual É o nome dado ao cromossomo X inativo e condensado das células que constituem as fêmeas de mamíferos. A presença ou não de cromatina sexual permite análise com diagnóstico citológico do sexo genético.

103 Cromossomo

104 Cromossomo é uma única molécula de DNA

105 O Cromossomo é formado por cromátides ligadas pelo centrômero. Quando a célula está prestes a se dividir, as cromátides se duplicam formando cromátides-irmãs (que até que ocorra a separação final, ficam unidas pelo centrômero)

106 Cromossomo duplicado

107 Tipos de Cromossomos A- metacêntrico B- submetacêntrico C- acrocêntrico D- telocêntrico

108 Cromossomos Metacêntrico: Apresenta um centrômero mais ou menos central e braços de comprimentos aproximadamente iguais. Submetacêntrico: O centrômero é excêntrico e apresenta braços de comprimento nitidamente diferentes. Acrocêntrico: Apresenta centrômero próximo a uma extremidade.os cromossomos acrocêntricos humanos (13, 14, 15, 21, 22) têm pequenas massas de cromatina conhecidas como satélites fixadas aos seus braços curtos por pedículos estreitos ou constrições secundárias. Telocêntrico: Apresenta o centrômero na extremidade, de modo que ocorre uma única cromátide. Não ocorre na espécie humana

109 Cariótipo É o conjunto de todos os cromossomos presentes no núcleo da célula de um organismo. O estudo do cariótipo (forma, tamanho e número de cromossomos de uma pessoa) pode ajudar no diagnóstico pré-natal ou pós-natal de aberrações genéticas.

110 Cariótipo É o estudo da constituição cromossômica dos seres vivos. Na espécie humana, é composto de 46 cromossomos, em 23 pares (22 pares de autossomos e o par sexual), permitindo a análise das anomalias numéricas ou estruturais dos cromossomos.

111 Cariótipo Feminino

112 Genoma É o conjunto de genes representados através dos cromossomos (n) No ser humano: 2n=46 cromossomos células diplóides ou somáticas n=23 cromossomos células haplóides ou gametas

113 Nos gametas (n) metade. o número de cromossomos se reduz na

114 Cariótipo humano

115 Nº de cromossomos Espécie Humana 46 Milho 20 Ervilha 14 Drosophila 8 Dália 64 Tatu 64 Cavalo 64 Número de Cromossomos

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