Células - Laboratório de Biologia

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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
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