Tecnologia da biologia celular e molecular

TECNOLOGIA DA BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR
-OS CONHECIMENTOS SOBRE AS CÉLULAS PROGRIDEM
PARALELAMENTE AO APERFEIÇOAMENTO DOS MÉTODOS DE
INVESTIGAÇÃO. INICIALMENTE, O MICROSCÓPIO ÓPTICO
POSSIBILITOU O DESCOBRIMENTO DAS CÉLULAS E A
ELABORAÇÃO DA TEORIA DE QUE TODOS OS SERES VIVOS
SÃO CONSTITUÍDOS POR CÉLULAS
-POSTERIORMENTE, FORAM DESCOBERTAS TÉCNICAS
CITOQUIMICAS QUE POSSIBILITARAM A IDENTIFICAÇÃO
E
LOCALIZAÇÃO
DE
DIVERSAS
MOLÉCULAS
CONSTITUINTES DAS CÉLULAS. COM O ADVENTO DOS
MICROSCÓPIOS ELETRÔNICOS QUE TEM GRANDE PODER DE
RESOLUÇÃO, FORAM OBSERVADOS EM MAIORES DETALHES
A ESTRUTURA CELULAR QUE NÃO PODERIAM SER VISTOS
PELOS
MICROSCÓPIOS
ÓPTICOS.MAIS
OU
MENOS
SIMULTANEAMENTE COM O USO DOS MICROSCÓPIOS
ELETRÔNICOS, FORAM APERFEIÇOADOS MÉTODOS PARA A
SEPARAÇÃO DE ORGANELAS CELULARES PARA O ESTUDO
IN VITRO DE SUAS MOLÉCULAS E RESPECTIVAS FUNÇÕES.
-EMBORA SEJA POSSÍVEL O ESTUDO MICROSCÓPICO DE
CÉLULAS VIVAS, MUITAS VEZES HÁ VANTAGEM EM OBTER
UM PREPARADO PERMANENTE NO QUAL AS CÉLULAS FICAM
PRESERVADAS, ISTO E, FIXADAS E CORADAS PARA
MELHOR DEMONSTRAÇÃO DOS SEUS COMPONENTES.
-FIXAÇÃO:A FIXAÇÃO É A PRIMEIRA ETAPA PARA A
OBTENÇÃO DE UM PREPARADO PERMANENTE E TEM AS
SEGUINTES FINALIDADES:
1-EVITAR A AUTÓLISE, QUE E A DESTRUIÇÃO DA CÉLULA
POR SUAS PRÓPRIAS ENZIMAS;2-IMPEDIR A ATIVIDADE E
A
PROLIFERAÇÃO
DE
BACTÉRIAS;3-ENDURECER
AS
CÉLULAS PARA QUE ELAS RESISTAM MELHOR AS ETAPAS
SEGUINTES DAS TÉCNICAS;4-AUMENTAR A AFINIDADE
DAS ESTRUTURAS CELULARES PELOS CORANTES USADOS
NA MICROSCOPIA ÓPTICA
-MICROTOMIA:PELO APARELHO MICRÓTOMO, O TECIDO É
CORTADO EM FATIAS FINAS
-COLORAÇÃO:SERVE PARA PERMITIR A VISUALIZAÇÃO DAS
ORGANELAS CELULARES, A PARTIR DE CORANTES. A
MAIORIA DOS CORANTES COMPORTA-SE COMO BASE OU
ACIDO.NOS
CORANTES
BÁSICOS,
O
GRUPAMENTO
CROMÓFORO
(RESPONSÁVEL
POR
DAR
A
COR)
É
CATIÔNICO. OS CROMÓFOROS SE LIGAM AOS ELEMENTOS
ÁCIDOS
DAS
MOLÉCULAS
CELULARES.
LOGO,
AS
MOLÉCULAS ACIDAS,COMO DNA E RNA SÃO BASOFILAS,
ISTO E TEM AFINIDADE PELOS CORANTES BÁSICOS. EX
DE CORANTE BÁSICO:AZUL DE TOLUIDINA, AZUL DE
METILENO.
NOS CORANTES ÁCIDOS, ELES SE COMBINAM COM
ESTRUTURAS
CELULARES
BÁSICAS
(PRINCIPALMENTE
COMPONENTES
BÁSICOS
DAS
PROTEÍNAS
CITOPLASMÁTICAS)
SÃO
DITAS
ACIDOFILAS.EX
DECORANTE ACIDO:EOSINA, FUCSINA
-MICROSCOPIO ÓPTICO:COMPÕE SE DE UMA PARTE
MECÂNICA, QUE DA O SUPORTE E UMA PARTE ÓPTICA,
CONSTITUÍDA POR SISTEMA DE LENTES: CONDENSADOR,
OBJETIVA E OCULAR.A FINALIDADE DO CONDENSADOR É
PROJETAR UM CONE DE LUZ SOBRE AS CÉLULAS QUE
ESTÃO SENDO EXAMINADAS NO MICROSCÓPIO. APÓS
ATRAVESSAR AS CÉLULAS ESSE FEIXE LUMINOSO EM
FORMA DECONE PENETRA NA OBJETIVA. A OBJETIVA
PROJETA UMA IMAGEM AUMENTADA, NO LOCAL DA
OCULAR, QUE A AMPLIA.POR FIM, A IMAGEM FORNECIDA
PELA OCULAR PODE SER PERCEBIDA PELA RETINA COMO
UMA IMAGEM SITUADA A 25 CM DA RETINA DA LENTE
OCULAR.
A
AMPLIAÇÃO
TOTAL
DADA
POR
UM
MICROSCÓPIO É IGUAL AO AUMENTO DA OBJETIVA
MULTIPLICANDO PELO AUMENTO DA OCULAR.
-O
MICROSCÓPIO
ELETRÔNICO
POSSIBILITOU
A
VISUALIZAÇÃO
DE
ESTRUTURAS
CELULARES
NÃO
VISÍVEIS NO MICROSCÓPIO ÓPTICO,PORQUE O PODER
RESOLUTIVO E MUITO MAIOR..NO MOMENTO, NÃO SE
CONSEGUE APROVEITAR INTEIRAMENTE A CAPACIDADE
RESOLUTIVAS DO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO POR CAUSA
DAS DIFICULDADES EM PRESERVAR AS CÉLULAS E
SOBRETUDO EM OBTER CORTES FINOS IMPRESCINDÍVEIS
PARA O MAXIMO DE RESOLUÇÃO
-CITOQUIMICA;COMPREENDE TÉCNICAS DIVERSAS PARA A
IDENTIFICAÇÃO E LOCALIZAÇÃO DAS MOLECULAS QUE
CONSTITUEM AS CELULAS.A CITOQUIMICA ESTUDA A
LOCALIZAÇÃO INTRACELULAR DE DIVERSAS SUBSTANCIAS
QUE COMPÕEM AS CÉLULAS.PODE SER APLICADA EM NÍVEL
DE MICROSCOPIA ÓPTICA E ELETRÔNICA. ALGUMAS
REAÇÕES CITOQUIMICAS SEGUEM A LEI DE LAMBERTBEER, OU SEJA, PRODUZEM NAS CÉLULAS E TECIDOS UMA
INTENSIDADE DÉCOR PROPORCIONAL A CONCENTRAÇÃO
DA SUBSTANCIA EM ESTUDO.TODOS OS COMPONENTES
CELULARES PODEM SER VISUALIZADOS
UTILIZA SUBSTANCIAS (CORANTES)
QUANDO
SE
-IMUNOCITOQUIMICA LOCALIZA MOLÉCULAS PROTÉICAS
ESPECIFICAS. AS TÉCNICAS DE IMUNOCITOQUIMICA
PERMITEM O ESTUDO DA LOCALIZAÇÃO INTRACELULAR DE
PROTEÍNAS ESPECIFICAS. ELA LOCALIZA COM PRECISÃO
DETERMINADO TIPO DE MOLÉCULA PROTÉICA, EXCLUINDO
TODAS AS PROTEÍNAS EXISTENTES NAS CÉLULAS. COMO,
A
IMUNOCITOQUIMICA
SE
BASEIA
NA
REAÇÃO
ANTÍGENO-ANTICORPO,
DEVEM SE ESTUDAR ANTES ALGUMAS NOÇÕES BÁSICAS
DESTA REAÇÃO,CUJO ESTUDO PERTENCE AO DOMÍNIO DA
IMUNOLOGIA
-ESTUDO DE CÉLULAS VIVAS E CULTURA DE CELULAS
ANIMAIS E VEGETAIS: AS CULTURAS SÃO FEITAS
PRINCIPALMENTE EM FRASCOS, COM CÉLULAS ISOLADAS
DOS TECIDOS PELA APLICAÇÃO DE DIVERSAS TÉCNICAS.O
CULTIVO EM FRASCOS POSSIBILITA O EMPREGO DE MEIOS
DE CULTURA QUIMICAMENTE DEFINIDOS, CONSTITUÍDO
POR AMINOÁCIDOS, SAIS MINERAIS, VITAMINAS E
FATORES DE CRESCIMENTO. OS CULTIVOS VEM SENDO
PARA ESTUDOS DO METABOLISMO DE CÉLULAS NORMAIS
E CANCEROSAS.
-OS CONHECIMENTOS SOBRE AS CÉLULAS PROGRIDEM A
MEDIDA QUE AS TÉCNICAS DE INVESTIGAÇÃO SE
APERFEIÇOAM.
O
APARECIMENTO
DE
UM
NOVO
INSTRUMENTO DE TRABALHO LEVOU A ELUCIDAÇÃO DE
ALGUMAS FUNÇÕES CELULARES.O ESTUDO DA CÉLULA
COMEÇOU COM O MICROSCÓPIO ÓPTICO JÁ EM 1896.A
PRESENÇA DE TÉCNICAS DESENVOLVIDAS ASSOCIADOS AO
DESENVOLVIMENTO DE NOVOS EQUIPAMENTOS PERMITIU
A
VISUALIZAÇÃO
DE
ORGANELAS
CELULARES
VISUALIZADO A PARTIR DE MICROSCÓPIO ELETRONICO
ELEMENTOS ESSENCIAIS A CONTINUIDADE DA VIDA
HUMANA:DNA E RNA
1-COMPOSIÇÃO E ESTRUTURA DO DNA
- A MOLÉCULA DE DNA TEM 3 COMPONENTES
BÁSICOS: O AÇÚCAR PENTOSE: DESOXIRRIBOSE; UM
GRUPAMENTO FOSFATO E 4 TIPOS DE BASES
NITROGENADAS:
CITOSINA
(C),TIMINA
(T),
ADENINA(A), GUANINA(G). ESSAS BASES COMBINAM
COM IONS DE HIDROGÊNIO EM SOLUÇÕES ÁCIDAS.É
FORMADO POR 2 FILAMENTOS
- ESSA ESTRUTURA SE DISPÕE DE UM MODELO DE
DUPLA
HÉLICE.
CADA SUBUNIDADE
DE DNA
CONSISTINDO DE UMA DESOXIRRIBOSE, FOSFATO E
UMA BASE, É CHAMADA DE NUCLEOTÍDEO. EXISTEM
EM TORNO DE 3 BILHÕES DE NUCLEOTÍDEOS.
- DIFERENTES SEQUÊNCIAS DE BASES
NUCLEOTÍDICAS ESPECIFICAM PROTEÍNAS
DIFERENTES.
2-REPLICAÇÃO DO DNA
- A REPLICAÇÃO DO DNA É IMPORTANTE E ACONTECE
QUANDO HÁ A REPLICAÇÃO CELULAR. DAÍ, SE FAZ
NECESSÁRIO QUE
O MATERIAL GENÉTICO SEJA
REPLICADO DE FORMA IDÊNTICO AO MATERIAL QUE
O ORIGINOU. A REPLICAÇÃO ACONTECE NO NÚCLEO
DA CÉLULA
- A REPLICAÇÃO DO DNA SE INICIA A PATIR DO
ROMPIMENTO DAS FRACAS PONTES DE HIDROGÊNIO
ENTRE AS BASES NITROGENADAS, DEIXANDO OS
FILAMENTOS DE DNA NÃO PAREADOS. COM ISSO, A
PARTIR DAÍ, A PARTIR DE UM FENÔMENO DESCRITO
COMO COMPLEMENTARIEDADE DO PAREAMENTO DE
BASES, EM QUE ( C ) É COMPLEMENTADO POR ( G) E
VICE VERSA . JÁ (A) É COMPLEMENTADO POR (T) E
VICE VERSA.
VEJAMOS O EXEMPLO: ATTGCT ( DNA ORIGINAL )
COMO FICARÁ A CÓPIA? RESPOSTA: A PARTIR DO
PRINCÍPIO
DA
COMPLEMENTARIEDADE
DO
PAREAMENTO DE BASES, A RESPOSTA SERÁ: TAACGA
( DNA CÓPIA)
- CADA FILAMENTO É CHAMADO DE MOLDE, SOBRE O
QUAL SERÁ FEITO UM FILAMENTO COMPLEMENTAR.
LEMBRANDO QUE VÁRIAS ENZIMAS PARTICIPAM DO
PROCESSO DE REPLICAÇÃO:UMA DELAS DESENROLA A
DUPLA HÉLICE, OUTRAS MANTÉM OS FILAMENTOS
SEPARADOS.
SENDO
QUE
A
ENZIMA
MAIS
IMPORTANTE DA FASE DE REPLICAÇÃO DO DNA É A
CHAMADA DNA POLIMERASE.
-
- ESTA PERCORRE O FILAMENTO ÚNICO DE DNA,
ADICIONANDO NUCLEOTÍDEOS LIVRES Á PONTA 3 ´(
PARA BAIXO) DO NOVO FILAMENTO.
- CASO OCORRA UM ERRO, ESTE É CHAMADO DE
MUTAÇÃO ( GARANTE UMA EXPRESSÃO GENÉTICA
ERRADA).
3-TRANSCRIÇÃO DO DNA
- A TRANSCRIÇÃO DO DNA ACONTECE NO NÚCLEO DA
CÉLULA. A TRANSCRIÇÃO É O PROCESSO PELO QUAL
UMA SEQUÊNCIA DE RNA (ÁCIDO RIBONUCLÉICO) É
FORMADA SOBRE UM MOLDE DE DNA.
- O TIPO DE RNA PRODUZIDO PELO PROCESSO DE
TRANSCRIÇÃO É CHAMADO DE RNA MENSAGEIRO
(RNA M).
COMPOSIÇÃO DO RNA
- RNA:ACIDO RIBONUCLÉICO;É FORMADO POR 4 BASES
NITROGENADAS;
CITOSINA
(C),URACIL(U),
ADENINA(A), GUANINA(G) E TAMBÉM É FORMADO
POR 1 FILAMENTO
PROTEÍNAS
SÃO
AS
MOLÉCULAS
MAIS
ABUNDANTES
E
FUNCIONALMENTE DIVERSAS NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
ENVOLVIDAS EM PROCESSOS VITAIS
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS:
-ENZIMÁTICA
-ESTRUTURAL (EXEMPLO:MEMBRANA PLASMÁTICA)
-SUSTENTAÇÃO: EXEMPLO:COLÁGENO, QUERATINA
-TRANSPORTE: (EXEMPLO:ALBUMINA)
-DEFESA: EXEMPLO:ANTICORPOS
-HORMONAL: EXEMPLO:INSULINA E GLUCAGON
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS:
-PRIMÁRIA: ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL SIMPLES
-SECUNDÁRIA: ALGO MAIS COMPLEXA: EM FORMATO DE
HÉLICE
-TERCIÁRIA: ENOVELAMENTO DAS CADEIAS
-QUATERNÁRIA: FORMAÇÃO GLOBULAR
CONCEITOS BIOLÓGICOS IMPORTANTES:
DESNATURAÇÃO: MUDANÇA NA ESTRUTURA ORIGINAL
ORDENADA NATIVA SEM ALTERAÇÃO DA SEQUÊNCIA DE
AMINOÁCIDOS DAS PROTEÍNAS
OCORRE PERDA DA BIOFUNÇÃO DA PROTEÍNA
QUAIS OS TIPOS DE AGENTES DESNATURANTES?
RESPOSTA: FÍSICOS (EXEMPLO:TEMPERATURA E P H) ;
QUÍMICOS: (EXEMPLOS:ÁCIDOS E BASES, SOLVENTES)
OBSERVAÇÃO: A AÇÃO DESNATURANTE PODE SER TOTAL
OU PARCIAL, AINDA DO TIPO REVERSÍVEL OU
IRREVERSÍVEL.
O QUE É ENZIMA?
É UMA PROTEÍNA COMPOSTA POR AMINOÁCIDOS COM
A FUNÇÃO DE CATALISAR/ACELERAR UMA REAÇÃO. SEM
A ENZIMA, AS REAÇÕES QUÍMICAS LEVARIAM MUITO
TEMPO PARA ACONTECER DEPENDENDO DE MAIS
ENERGIA GASTA.
DEVEMOS LEMBRAR QUE APÓS A REAÇÃO QUÍMICA
ACONTECER, A ENZIMA SAI ILESA E ESTÁ PRONTA PARA
ATUAR NOVAMENTE.
A ENZIMA SE LIGA A UMA DETERMINADA SUBTÂNCIA
(SUBSTRATO). A ENZIMA É ESPECÍFICA PARA UM TIPO
DE REAÇÃO QUÍMICA. A REAÇÃO QUÍMICA GERA UM
PRODUTO.
QUAIS OS FATORES QUE INFLUENCIAM NA ATIVIDADE
DE UMA ENZIMA?
RESPOSTA:
CONCENTRAÇÃO
TEMPERATURA E P H.
DE
SUBSTRATO;
OBSERVAÇÃO: A CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO NÃO
LEVA A DESNATURAÇÃO DA ENZIMA, POIS PARA HAVER
DESNATURAÇÃO É PRECISO QUE OCORRE ALTERAÇAO NA
ESTRUTURA
DA
ENZIMA.
JÁ
ALTERAÇÃO
DA
TEMPERATURA E DO P H LEVAM A DESNATURAÇÃO.
AMINOÁCIDOS
FORMAM A UNIDADE BÁSICA DAS PROTEÍNAS.
LIPÍDIOS
INTRODUÇÃO:
É
A
TERCEIRA
BIOMOLÉCULA MAIS
ABUNDANTE DENTRO DA CÉLULA, SOMENTE PERDENDO
PARA ÁGUA E PROTEÍNAS
É
A
SEGUNDA
FONTE
DE
ENERGIA
DISPONÍVEL EM UMA CÉLULA, MESMO POSSUINDO
MAIS CALORIAS/ MOLÉCULA
SÃO VULGARMENTE CHAMADOS DE GORDURAS
SUBSTÂNCIAS
ORGÂNICAS
OLEOSAS
OU
GORDUROSAS,
CARACTERIZADAS
PELA
BAIXA
SOLUBILIDADE EM ÁGUA E OUTROS SOLVENTES POLARES
TEM
APOLARES
ALTA
SOLUBILIDADE
EM
SOLVENTES
SÃO
SINTETIZADOS A PARTIR DA ACETIL-
COA
OBSERVAÇÃO: TODOS OS SERES HUMANOS TÊM
A CAPACIDADE DE PRODUZIR LIPÍDEOS, ENTRETANTO,
ALGUNS LIPÍDEOS SÃO SINTETIZADOS UNICAMENTE
PELOS VEGETAIS, ESTE É O CASO DAS VITAMINAS
LIPOSSOLÚVEIS (A,D,E,K) E DOS ÁCIDOS GRAXOS
ESSENCIAIS.
2- FUNÇÕES DOS LIPÍDEOS:
1- ESTRUTURAL: SÃO COMPONENTES DAS
MEMBRANAS CELULARES, ASSIM COMO AS
PROTEÍNAS;
2- ENERGÉTICA:
PRINCIPAL
FORMA
DE
ARMAZENAMENTO
(TRIGLICERÍDEOS
OU
TRIACILGLICERÓIS)
E GERAÇÃO DE ENERGIA
METABÓLICA ATRAVÉS DA BETA OXIDAÇÃO DE
ÁCIDOS GRAXOS
3- ISOLANTE:
TÉRMICO)
TECIDO
4- PROTEÇÃO
DO
MECÂNICOS
CORPO
ADIPOSO
CONTRA
(ISOLANTE
CHOQUES
5- FUNÇÕES ESPECIALIZADAS COMO HORMÔNIOS
(EXEMPLOS: TESTOSTERONA, ESTROGÊNIO) E
VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS ( VIT A,D,E,K)