Células Capitulos 1 e 2: Fundamentos da Biologia Celular- Alberts- 2ª edição O que é uma célula? Pequenas unidades envolvidas por membranas e preenchidas por uma solução aquosa contendo agentes químicos, dotadas da capacidade de criar cópias de si mesma pelo crescimento e divisão. Todos os seres vivos são constituídos de células. Os mais simples: unicelulares Os mais complexos: têm “comunidades de células” Os seres vivos são um sistema químico! Fundamentam-se em: • compostos de carbono, ou seja, na química orgânica. • Dependem de reações químicas que ocorrem em soluções aquosas, numa estreita faixa de temperatura; • Muito + complexo que qualquer outro sistema químico; • É dominado por moléculas poliméricas (macromoléculas) com propriedades específicas. • (DNA-RNA, Proteínas, Carboidratos) - Biomoléculas Biomoléculas Organização DNA Proteínas Membranas As moléculas das células Composição química aproximada de uma célula bacteriana Massa seca célula = 30% massa total Como é o ambiente intracelular da E. coli? A biologia celular • O microscópio óptico tornou-se popular somente no século XIX. Duas publicações marcam o início da Biologia Celular: • Matthias Schleiden (1838, Botânico) • Theodor Schwann (1839, Zoólogo) Mostram, juntamente com outros microscopistas, que as células eram as unidades fundamentais dos tecidos vivos. Como as células podem ser vistas? Normalmente são pequenas, microscópicas. Século XVII, Robert Hooke vê as células pela 1a vez. Microscópio de Hooke, 1665. Células de cortiça observadas por Hooke Observações de Leeuwenhoek Com uma lupa, Leeuwenhoek, contemporâneo de Hooke, descobriu um mundo de organismos microscópicos, chegando a observar os organismos unicelulares (protozoários), os espermatozóides e inclusive algumas bactérias. Todas as células são procarióticas ou eucarióticas Cél. procariótica (E. coli) Cél. eucariótica (plasmócito) Núcleo Complexo de Golgi Lisossomo Membrana externa Membrana interna (plasmática) Mitocôndria nucleóide Retículo endoplasmático nucleóide Membrana nuclear Membrana plasmática Complexo de Golgi Mitocôndria peroxissomo Lisossomo Membrana interna Parede celular periplasma Membrana externa Retículo endoplasmático rugoso Vesícula secretora Tamanhos relativos das células Células Raios-X Microscópio eletrônico Microscópio óptico (luminoso) Macromoléculas Organelas Os procariotos podem ser divididos em dois tipos distintos Animais Plantas Fungos Ciliados Eucariotos Fungo aquático Diplomonadas Eubactérias Termotoga Bactéria verde sulfurosa Arquebactérias LECA LUCA Progenitor comum presumido para todos os organismos existentes na atualidade Progenitor comum presumido para aquebactérias e eucariotos Virus Podem ser descritos como seres vivos? A célula eucariótica • Mantêm seu DNA em um compartimento interno separado (Núcleo) • Tipicamente são 10X maiores que as células procarióticas • Possui elaborado sistema interno de membranas (organelas) Núcleo • O núcleo: Normalmente é a organela mais proeminente; Incluso em duas membranas concêntricas (envelope nuclear) Contém moléculas de DNA (cromossomos) Mitocôndrias • Tamanho de 1 a muitos m, em forma de “salsicha” vermiforme. • Envolvida por duas membranas, com a interna projetando invaginações p/ interior (cristas). • Contém DNA próprio e se reproduz por simples divisão; • Gera energia química (ATP) pela oxidação de moléculas presentes nos alimentos = respiração celular membrana interna Espaço intermembranas crista Grânulos Matriz da matriz membrana externa Mitocôndria: origem Células ancestral eucariótica Membranas internas bactéria núcleo Primeiras células eucarióticas Cloroplastos • Encontrados apenas em células de plantas e algas; • Estrutura mais complexa que das mitocôndrias: além das duas membranas circundantes, há inúmeras membranas internas contendo clorofila; • Realizam a fotossíntese; • Possuem seu próprio DNA e reproduzem-se por simples divisão. Cloroplasto: origem Célula eucariótica primitiva Célula eucariótica primitiva capaz de realizar fotossíntese cloroplastos Bactéria fotossintética Outras organelas delimitadas por membranas • Retículo endoplasmático (RE): local onde os componentes de membrana e material destinado à exportação são “montados” • Aparelho de Golgi recebe e modifica moléculas provenientes do RE e as redireciona; • Lisossomos: organelas irregulares envolvidas na digestão intracelular (nutrição, reciclagem, excreção) • Proteína secretada vesícula secretora Vesículas de Golgi Retículo endoplasmático rugoso Peroxissomas: vesículas que fornecem o ambiente de contenção p/ o Peróxido de Hidrogênio O Citosol • Contém grandes e pequenas moléculas tão comprimidas que se comporta mais como um gel aquoso; • É o local de muitas reações químicas fundamentais; • Contém ribossomos: pequenas partículas responsáveis pela síntese de proteínas; • Contém filamentos longos e delgados de proteínas (citoesqueleto) Citoesqueleto • Organização dos componentes celulares • Interação mecânica com o ambiente • Movimentos coordenados Ações dependentes do citoesqueleto “ossos e músculos” celulares Componentes do citoesqueleto: filamentos protéicos MT = microtúbulos IF = filamentos intermediários AF = filamentos de actina Distribuição dos filamentos do citoesqueleto em células eucarióticas epiteliais do intestino Fracionamento celular • Diferentes componentes das células podem ser separados através do suas diferente coeficientes de sedimentação • Isso permite o estudo separado das diferentes organelas e seus componentes Estudo de biomoléculas • Em adição ao isolamento de diferentes frações celulares o estudo das funções celulares pode ser feito através do isolamento de diferentes biomoléculas. • Muitas da biomoléculas são compostas de polímeros que formam macromoléculas • Esta macromoléculas realizam grande parte dos processos celulares