OBB - Citologia e genética

30/03/2016
CITOLOGIA
• A área da Biologia que estuda
a célula, no que diz respeito à
sua estrutura e funcionamento.
Kytos (célula) + Logos (estudo)
CITOLOGIA
As células são as unidades funcionais e
estruturais básicas dos seres vivos!
A história da Citologia
• Theodor Schwann (1839) –
observa a existência de células
nos animais e nos vegetais.
TEORIA CELULAR
TODO SER VIVO É CONSTITUÍDO POR CÉLULA
TODO METABOLISMO OCORRE EM NÍVEL
CELULAR
TODO SER VIVO ORIGINA-SE DE CÉLULAS PRÉEXISTENTES (BIOGÊNESE)
TODA CÉLULA POSSUI MATERIAL GENÉTICO
(DNA/RNA)
Todos os seres vivos são constituídos por
células!
TEORIA CELULAR
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CITOLOGIA
• Microscópio óptico (até 2000
vezes);
• Microscópio eletrônico (até 100
milhões de vezes);
Citologia
• Os seres vivos formados por
células podem ser divididos em:
– Unicelulares: Seres vivos formados por
uma única célula. Ex: bactérias, algas
e protozoários.
Citologia
• Seres pluricelulares: seres vivos
formados por muitas células. Ex:
animais e vegetais.
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Citologia
• As células podem ser categorizadas
por tamanho:
– Microscópicas (< 0,1 mm).
– Macroscópicas (> 0,1 mm): podem ser
vistas a olho nú.
Formas das células
Classificação de
Bizozzero
Células lábeis: células dotadas de ciclo vital curto.
Continuamente
produzidas
pelo
organismo,
permitem o crescimento e a renovação constante
dos tecidos onde ocorrem. Exemplos: glóbulos
brancos (leucócitos), glóbulos vermelhos (hemácias
ou eritrócitos) e células epiteliais (revestimento).
Discóides
Estreladas
Esféricas
Células estáveis: células dotadas de ciclo vital
médio ou longo, podendo durar meses ou anos.
Produzidas durante o período de crescimento do
organismo essas células só voltam a ser formadas
em condições excepcionais, como na regeneração
de tecidos (uma fratura óssea, por exemplo). Dentre
as células estáveis, podemos citar: osteócitos
(ósseas adultas), hepatócitos (células do fígado),
células pancreáticas, musculares lisa etc.
Fusiformes (alongadas)
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Tipos de células: grau de
especialização
• Células permanentes: células de ciclo
vital
muito
longo,
coincidindo,
geralmente, com o tempo de vida do
indivíduo. São produzidas apenas
durante o período embrionário. Na
eventual morte dessas células, não há
reposição, uma vez que o indivíduo
nasce com o número completo e
necessário de suas células permanentes.
Essas células simplesmente aumentam
de
volume,
acompanhando
o
crescimento
do
indivíduo.
Como
permanentes, podemos citar as células
nervosas (neurônios) e as células
musculares estriadas.
Tipos de células: grau de
especialização
motivo,
ao
perderem
a
também de células totipotentes pelo fato de
poderem originar os diversos tipos celulares
existentes em um indivíduo multicelular. Ex.: a
célula ovo ou zigoto e as células embrionárias.
• Células
diferenciadas:
Diz-se
dos
tipos
celulares, que por passar por um processo de
especialização, estão aptas para desempenhar
uma função específica. Ex.: células hepáticas,
musculares, ósseas, nervosas etc.
Estruturas das células
•Células desdiferenciadas: São células que por
algum
• Células indiferenciadas: São denominadas
sua
especialização, reassumem o padrão de célula
indiferenciada e passam a multiplicar de forma
descontrolada. Ex.: células cancerosas e as
• Basicamente uma célula é formada
por três partes básicas:
– Membrana: “capa” que envolve a célula;
– Citoplasma: região que fica entre a
membrana e o núcleo;
– Núcleo: estrutura que controla as
atividades celulares.
células embrionárias vegetais.
• Diferenciação
celular:
Consiste
em
um
processo de adaptação estrutural e funcional das
células totipotentes que, a partir de um mesmo
material genético, se capacitam a desempenhar
uma determinada função. Essa adaptação de
deve à expressão diferencial do genoma celular.
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A Membrana Plasmática
• É uma “capa” dupla que envolve e
protege todo o interior da célula.
• Permeabilidade Seletiva:
capacidade de selecionar as
substâncias que entram e saem
da célula.
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
SOLUÇÕES
SOLUÇÕES ISOTÔNICAS: Quando duas soluções
contêm a mesma quantidade de partículas por unidade
de volume, mesmo que não sejam partículas do
mesmo tipo.
Quando se comparam soluções com diferentes
quantidades de partículas por unidades de volume, a
de maior concentração de partículas é HIPERTÔNICA,
e exerce maior pressão osmótica.
A solução de menor concentração de partículas é
HIPOTÔNICA, e a sua pressão osmótica é menor.
Separadas por uma membrana semipermeável, há
passagem de água da solução hipotônica em direção à
solução hipertônica.
SOLUÇÕES ISOTÔNICAS
SOLUTO = SOLVENTE
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Passivo:
Nesse tipo de transporte o deslocamento de
SOLUÇÃO HIPERTÔNICA
substâncias das regiões de maior
concentração em direção àquelas de menor
SOLUTO > SOLVENTE
concentração, portanto, obedecendo uma
tendência natural, não há gasto de energia.
Em função desse tio de transporte há uma
SOLUÇÃO HIPOTÔNICA
tendência entre os dois meios de entrarem
em isotonia, ou seja: de suas concentrações
se igualarem.
SOLUTO < SOLVENTE
Ex.: Difusão simples, osmose e difusão
facilitada.
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TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Difusão simples:
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Deslocamento direto e natural de solutos em
direção às regiões de baixa concentração. É
Osmose:
por esse mecanismo que ocorrem os
Caso particular de difusão em que os
deslocamentos de sais e gases.
solventes, em particular a água, deslocam-se
do meio menos concentrado em soluto
(hipotônico), através de uma membrana semipermeável (m.s.p. ), em direção ao meio de
maior concentração de soluto (hipertônico).
Quando uma solução é hipertônica em relação
a outra, dizemos que a sua pressão osmótica
(P.O) também o é.
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Difusão facilitada
Algumas substâncias entram nas células a
favor do gradiente de concentração e sem
gasto de energia, mas com uma velocidade
muito maior do que a que seria esperada se a
entrada ocorresse por difusão simples. Nas
células, isso acontece, por exemplo, com a
glicose, com os aminoácidos e com algumas
vitaminas. As substâncias "facilitadoras",
presentes nas membranas celulares, são as
permeases, e têm natureza protéica.
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TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Ativo:
Os íons se deslocam contrariando o gradiente
de concentração (do meio de menor
concentração para o de menor). Portanto, sua
ocorrência implica em consumo de energia.
Os mecanismos de transporte ativo mantêm
diferenças de concentração entre os meios.
Semelhante à difusão facilitada, nesse tipo de
transporte ocorre a
participação de proteínas carreadoras
(transportadoras) denominas de permeases.
Ex.: bomba-de-íons (sódio-potássio, cálcio,
magnésio etc.).
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
TRANSPORTE EM BLOCO OU POR
ENGLOBAMENTO
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Fagocitose:
Fagocitose:
Processo de englobamento de partículas
sólidas. Ocorre em células do sistema
imunológico (macrófagos) e em amebas.
Durante a fagocitose, a membrana celular
projeta-se emitindo “tentáculos” que
circundam e capturam as partículas. Esses
tentáculos recebem a denominação de
pseudópodos (falsos pés).
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TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Pinocitose:
TRANSPORTES ATRAVÉS DA
MEMBRANA
Pinocitose:
Processo de englobamento de partículas
líquidas. Uma invaginação da membrana
celular cria um canal parar onde partículas
líquidas se dirigem e são, posteriormente,
englobadas. Depois de englobadas por
fagocitose ou por pinocitose, as substâncias
permanecem no interior de vesículas,
fagossomos ou pinossomos. Nelas, são
acrescidas das enzimas presentes nos
lisossomos, formando o vacúolo digestivo.
Parede celulósica
• É constituída pela celulose.
• Reduz a perda de água e promove
a rigidez das células.
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Citoplasma
• Fica entre a membrana e o núcleo;
• É preenchido pelo hialoplasma;
• É onde encontram-se dispersos os
organóides (organelas
citoplasmáticas) que garantem o
bom funcionamento da célula;
Núcleo
O Núcleo atua na reprodução celular. Também é
portador das características hereditárias e coordena as
atividades celulares.
Fig. 24: Núcleo Celular
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• Carioteca: membrana dupla e
porosa que envolve o Núcleo,
permitindo a comunicação com
o Citoplasma;
• Nucleoplasma: massa fluída
limitada pela Carioteca que
ocupa o interior do núcleo;
• Cromatina: material constituído
por DNA (material genético).
Responsável pelas
CARACTERÍSTICAS
HEREDITÁRIAS.
• Nucléolo: estrutura que produz
proteínas.
Estrutura Básica do DNA
• ESTRUTURA
–
–
–
–
–
–
–
–
Dupla hélice
4 Bases nitrogenadas - nucleotídeos
1 molécula de açúcar
1 grupo fosfato
Ligações de hidrogênio
Ligações fosfodiéster
Fitas antiparalelas
Polaridade da fita DNA
Estrutura do
Cromossomo Humano
Estrutura Básica do DNA
Os ácidos nucléicos são compostos por:
◦ Uma molécula de açúcar (pentose),
◦ Bases nitrogenadas (purinas e piridiminas)
e
◦ Grupo fosfato.
• 5’  3’
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Níveis de organização da cromatina (DNA +
histonas + proteínas)
O QUE É A CROMATINA?
Condensação do DNA
eucariotos
Eucromatina:
Cromatina
distendida.
Forma
menos
compactada. Compatível com a
atividade
gênica
do
cromossomo – maior taxa de
expressão gênica.
Heterocromatina: Cromatina
condensada.
Forma
mais
compactada.
HU proteins
Histonas
Centrômero
• Regiões cromossômicas que têm a habilidade
de mediar a ligação dos microtúbulos ao DNA,
através de uma estrutura proteica chamada
cinetócoro.
• Divide o cromossomo em braço curto (p –petit),
acima do centrômero. E em braço longo (q),
abaixo do centrômero.
• Chamada de Constrição primária: região do
DNA formado por sequências altamente
repetitivas.
TIPOS DE CROMOSSOMOS
HUMANOS
Os cromossomos são classificados em:
metacêntricos,
submetacêntricos e
acrocêntricos.
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Constrição secundária
Constrição observada em braços curtos
de cromossomos acrocêntricos, sendo
conhecida
também como
região
organizadora de nucléolo (RON). A
extremidade do cromossomo é chamada
de satélite.
TELÔMEROS
- Estruturas especializadas
cromossomo eucarioto.
posicionadas
no
final
do
-função protetora! – formação do complexo
nucleoproteico shelterin associado à repetição TTAGGG.
-Complexo Shelterin: associa-se ao final da
molécula de DNA e previne a ativação das rotas
de dano ao DNA.
TELÔMEROS
Principais funções biológicas:
• Proteger os cromossomos de
recombinações e fusões das
sequências finais com outros
cromossomos;
• Reconhecer danos no DNA;
• Auxiliar no mecanismo de
replicação;
• Contribuir na organização funcional
cromossômica no interior do
núcleo;
• Participar na regulação da
expressão gênica;
• “Relógio celular”.
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A TEORIA
CROMOSSÔMICA DA
HEREDITARIEDADE
-
Primeira Lei de Mendel, Lei de Segregação ou
Monoibridismo, a primeira delas se refere à segregação dos
fatores (alelos) de um par (um gene) na formação de
gametas.
-
A segunda, que é conhecida como Segunda Lei de Mendel,
Lei de Segregação Independente ou Diibridismo, se refere à
segregação dos fatores (alelos) de dois ou mais pares (dois
ou mais genes) independentes na formação de gametas.
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A TEORIA DO GENE
Segundo a qual:
1. Os caracteres de um indivíduo correspondem a
elementos pares, os genes.
2. Os genes estão ligados uns aos outros nos
cromossomos, formando um determinado número
de grupos de ligação.
3. Os genes de cada par se separam durante a
gametogênese, de acordo com a Primeira Lei de
Mendel e, em consequência, cada gameta fica
contendo apenas um conjunto de genes (Figura
2.4).
4. Os genes pertencentes a grupos de ligação
diferentes segregam independentemente, de
acordo com a Segunda Lei de Mendel (Figura 2.5).
5. Entre os elementos pertencentes a cada grupo de
ligação, ocorre uma troca ordenada chamada
permuta ou crossing-over, que leva à
recombinação dos genes (Figura 2.3). A frequência
da permuta fornece a prova da linearidade dos
genes em cada grupo de ligação e permite
determinar sua posição relativa.
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Os estudos posteriores mostraram a
complexidade dos padrões de hereditariedade,
que incluem casos de:
- Alelismo múltiplo, quando um gene admite
múltiplos alelos; dominantes, recessivos ou
codominantes (Sistema ABO, por exemplo).
- Pleiotropia, quando um gene determina
diversos caracteres (pelagem e sobrevivência
em ratos, por exemplo).
- Herança poligênica, quando um caráter está
determinado por vários genes de efeito
cumulativo (altura, cor dos olhos).
- Interação gênica, quando uma característica
depende da ação de muitos genes.
Finalmente, deve-se destacar que o fenótipo de
um indivíduo é o resultado da interação entre o
genótipo e o ambiente em que este se expressa.
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DOGMA DA BIOLOGIA
MOLECULAR
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