A Biologia Celular

• - DIFERENCIAR CÉLULAS PROCARIONTES DE EUCARIONTES
• - DIFERENCIAR CÉLULA ANIMAL E VEGETAL (PRINCIPALMENTE EM NÍVEL DE ORGANELAS)
• - MEMBRANA CELULAR
• - TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
• - TRANSPORTE DENTRO DOS COMPARTIMENTOS CELULARES (INTRA E EXTRACELULAR/ TRANSPORTE VISICULAR)
• - COMUNICAÇÃO CELULAR (PROCESSOS)
• - SINALIZAÇÃO CELULAR (MECANISMOS BÁSICOS E SEUS CONCEITOS)

DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES

PROCARIONTES

• São antigas e primitivas, portanto possuem estrutura mais simples em relação às eucariontes
• Não possuem envelope nuclear, o DNA fica disposto no citoplasma
• Apresentam, como organela, apenas o ribossomo, responsável pela síntese de proteínas
• A troca de sustância com o meio externo e a proteção são realizadas através da parede celular
• Tem funcionamento simples
• Exemplos:

• Bactérias
• Cianobactérias (algas azuis)

EUCARIONTES

• Frutos do processo evolutivo, portanto são mais complexas em nível estrutural
• Apresentam membrana plasmática, responsável pela troca de substância com o meio externo e proteção
• Apresentam várias organelas celulares, responsáveis por realizar diversas funções celulares. São elas

• Mitocôndria: Responsáveis por produzir toda a energia para as atividades celulares.
• Complexo de Golgi: Armazena parte das proteínas (que serão usadas posteriormente) produzidas numa célula, entre outras funções
• Centríolos: São estruturas cilíndricas, que participam da divisão celular, orientando o deslocamento dos cromossomos durante o processo. Presente somente em células animais e em alguns grupos vegetais
• Ribossomos: Responsáveis pela produção das proteínas necessárias ao organismo.
• Lisossomos: São organelas responsáveis por digerir partículas alimentares fagocitadas pela célula. Presente somente em células animais
• Peroxissomos: Promovem a decomposição do peróxido de hidrogênio e a oxidação de ácidos graxos.
• Plastos: São organelas formadas por dupla membrana e que apresentam DNA próprio, possuem a função de armazenamento e fotossíntese, o plasto mais conhecido é o cloroplasto, porem há também os cromoplastos (apresentam carotenoides) e os leucoplastos (são incolores). Presente somente em células vegetais
• Vacúolo de Suco Celular: É uma estrutura saculiforme que apresenta a função de armazenar substâncias, degradar macromoléculas, manter o pH adequado da célula, garantir a regulação osmótica, entre outras funções. Presente somente em células vegetais
• Glioxissoma: Está relacionado a síntese de glicídios a partir de lipídios. São encontrados em maiores quantidades em células de sementes, onde exercem papel fundamental na germinação. Presente somente em células vegetais
• Retículo Endoplasmático Liso e Rugoso: Apresentam várias funções, mas uma das principais é facilitar o transporte e a distribuição de substâncias no interior da célula. R.E. Rugoso apresenta ribossomos “grudados” na membrana da organela, já o R.E. Liso não apresenta esses ribossomos.

• O material genético, fica dentro do núcleo, protegido por uma membrana (envelope nuclear), portanto separado do citoplasma.
• Exemplos:

• Animais
• Vegetais
• Protozoários
• Fungos
• Algas (excetos as algas azuis)

DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS ANIMAIS E VEGETAIS

• Ambas as células possuem membrana plasmática (bicamada lipídica).
• Nas células vegetais, existe um envoltório que protege a membrana plasmática externamente, a parede celular, formada principalmente por celulose e responsável por garantir resistência e forma à célula e protege-la contra patógenos.
• Ao contrário das células animais, que utilizam polissacarídeos glicogênio como reserva energética, nas plantas a reserva é o amido.
• As células vegetais tem tubos ligando células adjacentes (plasmodesmos) e estabelecem canais para o transito de moléculas.
• Nas células animais, muitas se comunicam por meio das junções comunicantes, que são morfologicamente muito diferentes mas apresentam a mesma função dos plasmodesmos.
• Internamente nas células tanto animais quanto vegetais, existe uma grande quantidade de organelas; algumas são comuns aos dois tipos outras são exclusivas e consequentemente usadas para classificação. O quadro abaixo mostra as organelas.

MEMBRANA CELULAR

• Camada muito viscosa, que separa o meio intracelular do extracelular, sendo responsável pelo controle da entrada e saída de substâncias da célula

FUNÇÕES

• Manter a constância do meio intracelular (manter tudo no seu lugar)
• Transporte de pequenas moléculas
• Crescimento Celular
• Sinalização Celular
• Mobilidade Celular

COMPOSIÇÃO

• Lipídios, proteínas e hidratos de carbono, variando a proporção conforme o tipo de membrana. Ex.: Fibras Nervosas – 80% lipídios/Membranas mitocondriais – 25% lipídios (predomina proteínas, responsáveis pelo alto metabolismo destas membranas)

• Lipídios: São moléculas anfipáticas (possuem uma região hidrofílica e outra hidrofóbica)

• Existem três classes principais de moléculas lipídicas da membrana: fosfolipídios, glicolipídios e colesterol
• É uma bicamada assimétrica
• Composição lipídica da monocamada interna e externa são diferentes (reflete as diferenças de funções das duas faces de uma membrana celular)
• As moléculas lipídicas podem:

• Rodar em torno de seu eixo maior (trocas as “pernas” de lado)
• Trocar de lugar com sua vizinha (mover-se lateralmente)
• Fazer o movimento (raro) de flip-flop (inverter-se com o lipídio superior)

• É uma camada fluída (dependendo da sua composição)
• É de grande importância biológica, pois fazem o transporte na membrana e atividades enzimáticas
• O colesterol aumenta a propriedade de “barreira de permeabilidade” das bicamadas.

• Proteínas

• São responsáveis pela maioria das funções da membrana
• Atuam como receptores específicos, enzimas e proteínas transportadoras
• São classificados em 2 grandes grupos (baseados na facilidade de extraí-las da camada lipídica:

• Integrais ou Intrínsecas: Estão firmemente associadas aos lipídios e só podem ser separadas através de detergentes (70% da membrana plasmática)

• São moléculas anfipáticas, unindo-se aos lipídios por interação hidrofóbica e ao meio aquoso por hidrofilia.
• Proteinas de membranas associam-se com a bicamada de várias maneiras

• Transmembrana
• Ligadas através de lipídios
• Ligadas através de proteínas
• Periféricas ou extrínsecas

• Rodam em torno de um eixo perpendicular ao plano da bicamada.

• Carboidratos

• As proteínas da membrana são revestidas, decoradas ou escondidas por carboidratos
• Esses carboidratos ocorrem tanto como oligossacarídeos como polissacarídeos
• A região rica em carboidratos na superfície celular: Glicocálice ou Cobertura celular
• Tem por função:

• Proteção contra as lesões mecânicas e químicas
• Reconhecimento por proteínas da superfície celular
• Filtro, proporcionando à celular um microambiente especial com pH, carga eléteica e concentrações iônicas particulares

Organização da Membrana

• O modelo mais aceito da estrutura da membrana é o mosaico fluído

[pic 1]

• Porem todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica, sendo constituída por 2 camadas lipídicas (bicamada), responsáveis pela estrutura dessa membrana
• As proteínas são responsáveis pela atividade metabólica das membranas, sendo que cada membrana tem suas proteínas características

[pic 2]

• Existem uma grande assimétrica entre as duas faces da membrana plasmática, tanto na composição de lipídios como nas proteínas.

TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA CELULAR

• Membrana plasmática se enquadra em uma permeabilidade seletiva, onde permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto.
• A passagem de partículas SEMPRE ocorre de um local de maior concentração para outro menor concentração.
• A passagem de partículas a favor do gradiente de concentração se dá até que a distribuição seja uniforme.
• A passagem de substâncias através das membranas envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar:

Transporte Passivo

• Transporte onde não existe gasto de energia para ocorrer
• Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas faces da membrana
• Osmose:

• Não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas
• Quando duas soluções contém a mesma quantidade de partícula por unidade de volume (mesmo que não do mesmo tipo), elas exercem a mesma pressão osmótica e são isotônica
• Hipertônica: Possui mais soluto e maior pressão osmótica
• Hipotônica: Possui menos soluto e menor pressão osmótica
• Quando os dois meios são separados por uma membrana, há maior fluxo de água da hipotônica para a hipertônica, até as duas se tornarem isotônicas
• Pode provocar alterações no volume celular
• A pressão osmótica pode ser medida com um osmômetro.

[pic 3]

• Difusão Simples

• Consiste na passagem do soluto, a favor do gradiente de concentração
• É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distancias forem curtas

• Difusão Facilitada

• Substancias entram na célula a favor do gradiente de concentração
• Sem gasto energético
• Velocidade maior que a permitida pela difusão simples
• A velocidade não é proporcional à concentração da substancia
• Presença de uma molécula transportadora (permeasse)
• Alguns solutos competem pela mesma permeasse
• A presença de um dificulta a passagem do outro

TRANSPORTE ATIVO

• As substancias são transportadas contra o gradiente de concentração
• Envolve gasto de energia (ATP -> ADP + P)
• Age com uma porta giratória
• A molécula a ser transportada se liga à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato
• A molécula transportadora fira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana
• Gira novamente voltando à posição inicial
• Bomba de sódio e potássio:

• Liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa
• Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa
• A energia para o transporte vem da hidrólise do ATP

[pic 4]

TRANSPORTE ACOPLADO

• Muitas membranas pegam carona com outras substancias ou ions
• A bomba de sódio e potássio expulsa ions de sódio da célula ao mesmo tempo que faz os ions potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (com gasto de energia)
• Concetração de ions de sódio dentro da célula fica baixa, o que induz esses ions a retornarem para o interior da célula
• As molécula de açúcar, cuja a concentração dentro da célula é alta aproveitam o ingresso do sódio e o “acompanham” para o meio intracelular
• Ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora”, que a mesmo tempo que favorece a entrada do ion sódio, também deixa entrar as moléculas de açúcar

[pic 5]

ENDOCITOSE E EXOCITOSE

• Transporte de grandes moléculas e partículas construídas por agregados moleculares
• Endocitose:

• Transporte de substancias do meio extra- para o intracelular
• Ocorre através de vesiculas limitadas por membranas, chamadas de vesículas de endocitose ou endociticas
• São formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida de fusão e separação de um segmento da mesma
• Existem três tipos de endocitose:
• Pinocitose

• Vesiculas pequenas
• A célula ingere molécula solúveis (teriam dificuldade pra entrar de outro modo)
• Envolve gasto de energia
• Muito seletivo para certas substancias (Ex.: sais, aminoácidos, certas proteínas [todas solúveis em agua])

[pic 6]

...