CITOLOGIA CITOLOGIA. A história da Citologia TEORIA CELULAR 30/03/2016

CITOLOGIA

CITOLOGIA

• A área da Biologia que estuda

a célula, no que diz respeito à

sua estrutura e funcionamento.

Kytos (célula) + Logos (estudo)

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.

Todos os seres vivos são constituídos por células!

TEORIA CELULAR

TEORIA CELULAR

TODO SER VIVO É CONSTITUÍDO POR CÉLULA

TODO METABOLISMO OCORRE EM NÍVEL CELULAR

TODO SER VIVO ORIGINA-SE DE CÉLULAS PRÉ-EXISTENTES (BIOGÊNESE)

TODA CÉLULA POSSUI MATERIAL GENÉTICO (DNA/RNA)

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.

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

Esféricas Fusiformes (alongadas) Discóides Estreladas

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).

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.

• 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

• Células indiferenciadas: São denominadas 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.

Tipos de células: grau de

especialização

•Células desdiferenciadas: São células que por algum motivo, ao perderem a sua especialização, reassumem o padrão de célula indiferenciada e passam a multiplicar de forma descontrolada. Ex.: células cancerosas e as 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.

Estruturas das células

• 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.

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

SOLUÇÃO HIPERTÔNICA

SOLUÇÃO HIPOTÔNICA

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

Passivo:

Nesse tipo de transporte o deslocamento de substâncias das regiões de maior concentração em direção àquelas de menor

concentração, portanto, obedecendo uma tendência natural, não há gasto de energia.

Em função desse tio de transporte há uma tendência entre os dois meios de entrarem em isotonia, ou seja: de suas concentrações

se igualarem.

Ex.: Difusão simples, osmose e difusão facilitada.

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

Difusão simples:

Deslocamento direto e natural de solutos em direção às regiões de baixa concentração. É

por esse mecanismo que ocorrem os deslocamentos de sais e gases.

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

Osmose:

Caso particular de difusão em que os solventes, em particular a água, deslocam-se

do meio menos concentrado em soluto (hipotônico), através de uma membrana

semi-permeável (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

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

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

TRANSPORTE EM BLOCO OU POR ENGLOBAMENTO

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).

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

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.

TRANSPORTES ATRAVÉS DA

MEMBRANA

Pinocitose:

Parede celulósica

• É constituída pela celulose.

• Reduz a perda de água e promove

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.

• 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 do

Cromossomo Humano

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

• 5’  3’

Estrutura Básica do DNA

Os ácidos nucléicos são compostos por: ◦ Uma molécula de açúcar (pentose), ◦ Bases nitrogenadas (purinas e piridiminas)

e

Níveis de organização da cromatina (DNA + histonas + proteínas)

O QUE É A CROMATINA?

Heterocromatina: Cromatina

condensada. Forma mais compactada.

Eucromatina: Cromatina distendida. Forma menos compactada. Compatível com a atividade gênica do cromossomo – maior taxa de expressão gênica.

Condensação do DNA

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

.

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 posicionadas no final do cromossomo eucarioto.

-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;

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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.

DOGMA DA BIOLOGIA

MOLECULAR