85218368 Celula Unidade Basica Dos Seres Vivos (1)
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CÉLULA: A UNIDADE BÁSICA DO SERES VIVOS
Prof. Dr. Sérgio Gomes da Silva
Disciplina de Fisiologia Humana - Faculdade do Clube Náutico Mogiano (FCNM).
Características gerais do seres vivos
Para ser considerado um ser vivo:
• Ser constituído de célula;
• Buscar energia para sobreviver;
• Responder a estímulos do meio;
• Se reproduzir;
• Evoluir.
http://professorasilviacristina21.blogspot.com/2010/03/caracteristicas-gerais-dos-seres-vivos.html
História da célula
http://www.evbg.de/de/ags/7b_2009/1/HAUPTSEITE.html
Robert Hooke
(1635 – 1703)
Nacionalidade Britânico
Formação Física e Química
Afiliação Universidade de Oxford - Inglaterra
História da célula
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/13_Portrait_of_Robert_Hooke.JPG
Óleo sobre tela de Rita Greer, 2004.
História da célula
http://www.nlm.nih.gov/exhibition/hooke/hookesbooks.html
História da célula
Em 1664, Robert Hooke observou em um
microscópio rudimentar pequenas cavidades
ocas em cortes de cortiça, às quais chamou
de “cellas” (quartos pequenos).
http://www.saburchill.com/history/chapters/chap4017.html
História da célula
História da célula
Posteriormente percebeu-se que as células
não eram cavidades ocas e sim um corpo
cheio de matéria e de estruturas muito
pequenas.
http://www.saburchill.com/history/chapters/chap4017.html
Teoria celular
Matthias Jakob Schleiden
(1804 – 1881)
Nacionalidade Alemão
Formação Bacharel em Direito e Botânica
AfiliaçãoUniversidade de Jena – Alemanha
Universidade de Tartu – Estônia
http://www.cbu.edu/~seisen/SelectedEventsBiologicalSciences.htm
Teoria celular
Theodor Schwann
(1810 – 1882)
Nacionalidade Alemão
Formação Medicina e Fisiologia
AfiliaçãoUniversidade de Lovaina
Universidade de Liège – Bélgica
http://www.cbu.edu/~seisen/SelectedEventsBiologicalSciences.htm
Teoria celular
http://www.proscitech.com.au/cataloguex/online.asp?page=o7
Em 1838-39, Schleiden e Schwann
postularam que “todos os seres
vivos são constituídos por células”
e que “a célula é a unidade básica
dos seres vivos”.
Teoria celular
Rudolf Ludwig Karl Virchow
(1821 – 1902)
Nacionalidade Alemão
Formação Medicina, Patologia e Antropologia
AfiliaçãoAcademia Militar da Prússia
Universidade de Berlim – Alemanha
http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=724220126
Teoria celular
Em 1855, Virchow propôs que
“cada célula resulta da divisão
de outras pré-existentes”.
http://dodd.cmcvellore.ac.in/hom/28%20-%20Virchow.html
Teoria celular
Walther Flemming
(1843 – 1905)
Nacionalidade Alemão
Formação Medicina e Citogenética
Afiliação
Universidade Carolina de Praga –
Republica Tcheca
Universidade de Kiel – Alemanha
http://www.uni-kiel.de/ps/cgi-bin/fo-bio.php?nid=flemming&lang=e
Teoria celular
http://www.heise.de/tp/r4/artikel/14/14524/1.html
Ilustração dos cromossomos e das fases da divisão celular (mitose)
Teoria celular
Princípios:
• Todos os seres vivos são constituídos por células;
• A célula é a unidade básica do ser vivo;
• Todas as células surgem de outras pré-existentes.
As células
• São as unidades estruturais e
funcionais dos organismos;
• Fundamentais para os processos
vitais dos seres vivos.
CLASSIFICAÇÕES CELULARES
• unicelulares – são seres vivos compostos por uma única célula, tais
como bactérias, protozoários, algas unicelulares e leveduras;
• pluricelulares – são seres vivos constituídos por várias células, como
os animais e as plantas.
Ex.: Os seres humanos possuem aproximadamente 100 trilhões de células.
Número de células
Unicelulares
Pluricelulares
a) células livres – apresentam o maior grau
de autonomia, são isoladas e vivem em
ambientes líquidos. Ex: espermatozóides,
células sangüíneas, protozoários, algas e
fungos unicelulares.
Grau de individualidade
http://blogcarpediem.zip.net/
b) células federadas – se organizam sob a forma de tecidos,
tornaram-se especializadas e perderam parte de sua autonomia
em favor do conjunto, passando a viver na dependência de
outras. Trocam nutrientes entre si através do líquido intersticial.
Ex: células epiteliais.
Grau de individualidade
http://anatpat.unicamp.br/nptcistneuroent1.html
c) células anastomosadas – estão
fusionadas umas as outras por meio
de comunicações citoplasmáticas.
Ex: células ósseas.
Grau de individualidade
http://silver.neep.wisc.edu/~lakes/BME601Fr.html
d) sincícios – consistem em uma massa citoplasmática com muitos
núcleos. Ex: placenta.
Grau de individualidade
http://images.yourdictionary.com/placenta
d) plasmódios – são provenientes de uma célula mononucleada que
sofre sucessivas divisões nucleares sem as correspondentes
divisões citoplasmáticas. Ex: fibra estriada esquelética e fungos.
Grau de individualidade
http://neuromuscular.wustl.edu/pathol/bcim.htm
a) células lábeis – são células de vida curta,
geralmente não formam tecidos, não se
reproduzem e resultam da diferenciação
rápida das células indiferenciadas
embrionárias. Ex: hemácias (~120 dias) e
os gametas (de 2 a 3 dias).
Tempo de vida (ciclo vital)
http://blood4.files.wordpress.com/2008/02/capilar-com-hemacias-2.jpg
b) células estáveis – são células que se
diferenciam do desenvolvimento embrionário,
e depois mantém um ritmo constante de
multiplicação, mesmo no indivíduo adulto,
elas substituem as que morrem por lesão ou
outra causa, duram meses ou anos. Ex:
células conjuntivas e fibras musculares lisas.
Tempo de vida (ciclo vital)
http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=C%C3%A9lulas+Musculares&lang=3
c) células permanentes – são células altamente especializadas e que
resultam de uma diferenciação celular muito precoce no embrião.
Acompanham o crescimento do organismo alongando-se bastante.
Persistem no indivíduo até a morte. Ex: neurônios.
Tempo de vida (ciclo vital)
• células macroscópicas – são aquelas que podem ser observadas a
olho nu, ou seja, sem auxílio de microscópio. Ex.: gema do ovo,
alvéolos da laranja e óvulo humano;
• células microscópicas – são aquelas que só podem ser observadas
com o auxílio de microscópio. Ex.: hemácias, osteócitos, leocócitos,
hepatócitos, células epteliais, e outros.
Tamanho da célula
• A maior célula conhecida é a gema do ovo de avestruz, com cerca
de 15 cm de comprimento, 12 cm de largura, e 1400 g de peso.
Tamanho da célula
http://www.creationtips.com/ostrich.html
• As bactérias são encontrados em todos
os ecossistemas da Terra. Esses seres
microscópios são geralmente menores
do que 8 micrômetros (m).
Tamanho da célula
http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=662201747
• O tamanho médio de um célula humana varia entre 10 e 50 m;
• As hemácias têm aproximadamente 7 m de diâmetro;
• Certas células nervosas podem ter apenas 6 m de diâmetro;
• No entanto, as fibras musculares esqueléticas e alguns tipos de
neurônios podem ter vários centímetros de comprimento.
Tamanho da célula
http://histology-world.com/photoalbum/
Tamanho da célula
• procariontes – não apresentam membrana envolvendo o núcleo, o
conteúdo nuclear permanece misturado com os outros componentes
celulares. Ex.: bactérias e cianobactérias (algas azuis);
• eucariontes – possuem membrana nuclear individualizada e vários
tipos de organelas. Ex.: animais e vegetais.
Tipo de célula
Células procarióticas
Nucleóide
Parede celular
Membrana
plasmática
Ribossomo
Citoplasma
• Provavelmente, foram os primeiros
seres vivos na Terra, pois são formas
de vida muito simples.
Células procarióticas
• Ausência membranas internas
(sem membrana nuclear);
• São todas unicelulares;
• Funções ecológicas:
• fotossíntese, colonização e
decomposição de matéria;
http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/ss3.htm
Teoria da endossimbiose
A. Acredita-se que as células
procarióticas deram origem
as células eucarióticas;
B. Inicialmente a membrana
plasmática se desenvolveu;
http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/por-dentro-das-celulas/E-tudo-comecou-assimLynn Margulis (1938)
Teoria da endossimbiose
C. O dobramento da membrana
produziu um envoltório duplo
ao redor do material genético
D. A evolução do dobramento
formou a carioteca (envoltório
nuclear), o retículo endoplas-
mático e o complexo de Golgi.
http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm
Teoria da endossimbiose
E. O dobramento da membrana
englobou bactérias heterótrofas
aeróbicas ou protozoários que
fazem fotossíntese;
E F
http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm
Teoria da endossimbiose
F. Assim essa nova célula se tornou
capaz de utilizar o oxigênio para
obtenção de energia ou de realizar
a fotossíntese;
E F
http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm
Células eucarióticas
• célula eucariótica vegetal – composta de citoplasma, núcleo,
retículo endoplasmático, vacúolos, ribossomos, complexo de Golgi,
mitocôndrias, lisossomos, cloroplastos e parede celular;
• célula eucariótica animal – composta de núcleo, vesículas, retículo
endoplasmático, centríolos, ribossomos, lisossomos, complexo de
Golgi, mitocôndrias e membrana celular.
Células eucarióticas
http://www.exploringnature.org/db/detail.php?dbID=21&detID=57
Diferença entre as células vegetais e animais
CÉLULA EUCARIÓTICA ANIMAL E SUAS ORGANELAS
Célula eucariótica animal
Célula eucariótica animal
Membrana celular
Ribossomo
Núcleo
Centríolos
VesículaDobra temporária
da membrana
celular
Retículo
endoplasmático
Citoplasma
Lisossomo
Mitocôndria
Complexo de Golgi
Membrana celular
• É uma estrutura muito fina;
• Mede aproximadamente de 7 a 10 nm;
• É elástica e flexível;
• Separa o meio interno do meio externo;
• Controla a entrada e a saída de substâncias;
• É composta basicamente de lipídios, proteínas e carboidratos.
http://e-curioso.blogspot.com/2007/09/quer-visitar-uma-clula-certamente.html
Membrana celular
Membrana celular
Composição estrutural:
a) bicamada lipídica – formado por uma dupla camada de fosfolipídios.
São impermeáveis às substâncias solúveis em água (hidrossolúveis),
tais como íons, glicose e nutrientes. As substâncias lipossolúveis
(oxigênio, dióxido de carbono e álcool) podem travessar facilmente a
membrana.
Fosfolipídios
• São moléculas anfipáticas –
possuem uma região hidrofílica
e outra hidrofóbica.
http://aeducadora.blogspot.com/2010_05_01_archive.html
Cabeça:
Fosfato e glicerol
Cauda:
Ácidos graxos
Bicamada lipídica
Bicamada lipídica
Membrana celular
Composição estrutural:
b) proteínas – são compostos orgânicos de estrutura complexa
inseridos na membrana celular. Podem ser divididas em proteínas
integrais e proteínas periféricas;
extracelular
intracelular
Proteínas integrais
• São aquelas que atravessam a membrana. Formam canais por
onde as moléculas solúveis em água (tal como os íons) podem se
difundir entre os meios extra e intracelulares.
extracelular
intracelular
Proteínas periféricas
• São aquelas que estão ancoradas à superfície da membrana e não
a penetram. Estas proteínas funcionam como enzimas ou como
reguladoras do transporte de substâncias através da membrana.
extracelular
intracelular
Proteínas membranais
Membrana celular
Composição estrutural:
c) carboidratos – formam uma malha de moléculas frouxamente
entrelaçadas na camada externa da membrana celular, chamada
de glicocálice. Esta malha participa no reconhecimento intercelular,
na retenção de nutrientes e enzimas, na proteção da célula contra
agressões físicas e químicas.
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito5.php
Modelo do mosaico fluído
• Em 1972, Nicolson e Singer propuseram o
modelo de mosaico fluído das estruturas da
membrana celular;
• Nele, as proteínas e os carboidratos ficam
mergulhadas nos lipídios como “icebergs no
mar”, com movimentos laterais e de flip-flop.
Garth Nicolson
http://www.tehranlasik.com/index.php?key=Nicolson
http://www.uctv.tv/search-moreresults.aspx?catSubID=26&ondemandsubs=yes
S Jonathan Singer
Proteína periférica
Membrana celular
Proteína integral
Citoplasma
Ambiente extracelular
Proteína integral
Glicocálice
Mosaico fluído
http://www.instrumentador.com.br/internas/aulas/citologia2.htm
Mosaico fluído
Citoplasma
• Corresponde ao espaço intracelular
entre a membrana celular e a carioteca
(envoltório nuclear);
• É preenchido por uma solução viscosa
e semi-fluída denominada hialoplasma,
onde estão suspensas as organelas
celulares;
http://biology.unm.edu/ccouncil/Biology_124/Summaries/Cell.html
Citoplasma
Composição química:
• substâncias inorgânicas: água e sais minerais;
• substâncias orgânicas (possuem o carbono como elemento principal):
proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos.
Substâncias inorgânicas
Água:
• Está presente na maioria das células, exceto
nas células de gordura, em uma concentração
de 70 a 85%;
• Dissolve e transporta substâncias na célula;
• Participa de inúmeras reações bioquímicas.
Fórmula molecular: H2O
Substâncias inorgânicas
Sais minerais:
• São nutrientes com função plástica e reguladora do organismo:
Potássio (K): importante para a transmissão nervosa, contração muscular e
equilíbrio de fluidos no organismo;
Magnésio (Mg): ajuda na contração muscular e no metabolismo energético;
Fósforo (P): exerce papel importante na produção de energia;
Substâncias inorgânicas
Sais minerais:
• São nutrientes com função plástica e reguladora do organismo:
Sódio (Na): importante para a transmissão nervosa, contração muscular e
equilíbrio de fluidos no organismo;
Cloro (Cl): regula o equilíbrio ácido-básico do sangue e ajuda na eliminação
dos metabólitos do organismo;
Cálcio (Ca): fundamental para o fortalecimento de ossos e dentes, e para o
funcionamento adequado do sistema nervoso e imunológico, contração
muscular, coagulação sanguínea e pressão arterial.
Substâncias orgânicas
Proteínas:
• São compostos orgânicos formados por átomos de carbono,
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Tem participação importante na
estrutura celular, no transporte de íons e moléculas, na obtenção
de energia e na catalisação de reações químicas.
Substâncias orgânicas
Carboidratos:
• São compostos orgânicos constituídos por átomos de carbono,
hidrogênio e oxigênio. Desempenham um papel no fornecimento
de energia e na sinalização celular.
Substâncias orgânicas
Lipídios:
• São compostos orgânicos formados por átomos de carbono,
hidrogênio e oxigênio. São insolúveis em água e solúveis em éter,
acetona e clorofórmio. Tem participação na estruturação celular e
no fornecimento de energia. Pode funcionar como isolante térmico
e proteger a célula contra trauma mecânico.
Substâncias orgânicas
Ácidos nucléicos:
• São compostos orgânicos formados por nucleotídeos. São
responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação
genética e pela síntese de proteínas.
Retículo endoplasmático
• É constituído por uma rede de túbulos e
vesículas achatadas e interconectadas;
• Suas paredes são constituídas de
membranas com dupla camada lipídica e
com grandes quantidades de proteínas
(similares à membrana celular);
• Está envolvido na síntese de proteínas
e lipídios;
http://blog.ccbi.com.pt/blog/bigbang.php?blogid=40&archive=2009-02
Retículo endoplasmático
web.educastur.princast.es
Retículo endoplasmático
• Retículo endoplasmático rugoso: formado por sistemas de vesículas
achatadas com ribossomos aderidos à membrana. São responsáveis
pela síntese de proteínas;
• Retículo endoplasmático liso: composto por um sistema de túbulos
cilíndricos sem ribossomos aderidos à membrana. Desempenham um
papel na produção de lipídeos e hormônios, metabolismo de esteróides
e liberação de íons cálcio na contração muscular.
Retículo endoplasmático
R.E. Rugoso R.E. Rugoso
R.E. Liso R.E. Liso
•Envolvido no transporte de proteínas e lípidos.
http://www.flaviocbarreto.bio.br/ens_medio/teste200.htm
Complexo de Golgi
• Foi identificado pelo médico italiano
Camilo Golgi em 1876;
• É composto por um conjunto de sacos
achatados e vesículas;
• É semelhante ao retículo endoplasmático
e funciona em íntima associação com ele;
http://primeirobgastaovidigal.blogspot.com/2009_09_01_archive.html
Camilo Golgi
(1843 – 1926)
Complexo de Golgi
• É responsável pelo armazenamento,
transformação, empacotamento e envio de
substâncias produzidas na célula.
• Desempenha um papel essencial em
operações celulares como a construção da
membrana, o armazenamento de lipídios e
proteínas, e o transporte de partículas ao
longo da célula.
http://primeirobgastaovidigal.blogspot.com/2009_09_01_archive.html
Complexo de Golgi
http://education.kings.edu/dsmith/Lesson%201.html
Lisossomos
• São pequenas vesículas esféricas de enzimas digestivas;
• Formados por cerca de 50 enzimas hidrolíticas;
• Produzidos no retículo endoplasmático rugoso e acumulados no
complexo de Golgi;
• São capazes de digerir a maioria das substâncias biológicas.
• Podem digerir também bactérias que invadem as células.
Lisossomos
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito22.php
Lisossomos
Centríolos
• São estruturas cilíndricas constituídas de
microtúbulos que possibilitam movimentos;
• Exercem função vital na divisão celular.
http://www.infoescola.com/citologia/centriolo/
Centríolos
http://biocaverna.vilabol.uol.com.br/citologia.html
Mitocôndrias
• Estruturas cilíndricas rodeadas por duas
membranas, cada uma formada por
bicamada lipídica e proteínas;
• Medem em torno de 1 a 7 m;
• São autoreplicantes;
http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/mitocondrias/mitocondrias04.htm
• São responsáveis pela respiração celular;
• Produzem energia na forma de adenosina
trifosfato (ATP);
• Estão concentradas nas porções da célula
com alta atividade metabólica.
Mitocôndrias
http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/mitocondrias/mitocondrias04.htm
Mitocôndrias
http://www.infoescola.com/biologia/mitocondrias-organelas-celulares/
Núcleo celular
• Estrutura esférica ou oval;
• Mede de 5 a 10 m;
• É delimitado pela carioteca e se
comunica com o citoplasma através
dos poros nucleares (9 nm);
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png
Núcleo celular
• Constituída por filamentos difusos
de ácido desoxirribonucleico (DNA)
associados a proteínas, denominada
cromatina;
• Maior depósito de DNA da célula;
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png
Núcleo celular
• Local de síntese de ácido ribonucleico
(RNA);
• A principal função do núcleo celular é
controlar a expressão genética e mediar a
replicação do DNA (divisão celular).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png
Núcleo celular
Organização celular
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR
arterial
venoso
• Para viver, crescer e se reproduzir, a célula tem de obter nutrientes
do organismo e outros fluidos ao seu redor.
Transporte na membrana
• Transporte passivo: é a passagem natural de pequenas moléculas
através da membrana plasmática. Ocorre em favor do gradiente de
concentração. Ex.: difusão simples, facilitada e osmose;
• Transporte ativo: envolve o carregamento de uma substância contra o
gradiente de concentração. Depende de energia (ATP). Ex.: Bomba de
sódio-potássio, endocitose e exocitose.
Difusão simples
• Passagem direta pela membrana;
• Em favor do gradiente de concentração;
• Sem gasto de energia;
• Ex.: gases como o oxigênio e o dióxido
de carbono.
Difusão simples
Difusão facilitada
• Proteínas de membrana;
• Em favor do gradiente de concentração;
• Sem gasto de energia;
• Ex.: glicose e íons como sódio e potássio.Meio menos concentrado
Meio mais concentrado
Difusão facilitada
Osmose
• Pela membrana ou por proteínas especiais (aquaporinas);
• Em favor do gradiente de concentração;
• Sem gasto de energia;
• Ex.: solventes como a água.
Osmose
Osmose
meio hipotônico(menos concentrado em soluto)
meio hipertônico(menos concentrado em soluto)
= meio isotônico(mesma concentração)
http://che107-001w.wikispaces.com/Module+4+-+Fall+2010
Osmose celular
a) Célula plasmolisada: quando
uma célula é colocada num
meio hipertônico, a água sai por
osmose (diminuição do volume);
http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5
b) Célula isotônica: quando uma
célula é colocada num meio
isotônico, a entrada de água por
osmose é igual à saída (o volume
não se altera);
http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5
Osmose celular
c) Célula túrgida: quando uma
célula é colocada num meio
hipotônico, a água entra por
osmose (aumento de volume);
http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5
Osmose celular
http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5
Osmose celular
Transporte ativo
• Proteínas de membrana;
• Depende de energia;
• Ex.: bomba de sódio-potássio,
endocitose e exocitose.
ATP
Endocitose (Fagocitose)
Endocitose (Pinocitose)
Exocitose (Clasmocitose)
Bomba de sódio e potássio
Homeostase
Tendência do organismo em manter
o meio interno em condições quase
constantes .
Claude Bernard
(1813 – 1878)
“O corpo vivo, embora necessite do ambiente que o circunda,
é, apesar disso, relativamente independente do mesmo. Esta
independência do organismo com relação ao seu ambiente
externo deriva do fato de que, nos seres vivos, os tecidos
são, de fato, removidos da influências externas diretas, e são
protegidos por um verdadeiro ambiente interno”.