Citologia

Professor Rodrigo Nogueira

Carioteca

Modelo do Mosaico Fluido

Bicamada de LipídeosBicamada de Lipídeos

ProteínasProteínas

MEMBRANA PLASMÁTICA

• Estrutura: Mosaico Fluido

Glicocálix

Proteína globular

Camada lipídica

Camada lipídica

prof. Antonio Dégas

Lipídios

Cabeça: POLAR

Cauda: APOLAR

Disposição dos lipídeos em meio aquoso

UMA MICELA E UMA PORÇÃO DE BICAMADA DE LIPÍDEOS

UM LIPOSSOMO

Proteínas na Membrana

Funções das Proteínas na Membrana

Nas membranas as proteínas podem realizar diversas funções, como:

• transportadores de substâncias que não conseguiriam atravessar a

bicamada• estruturas de ligação entre a célula e o meio extracelular (matriz), ou

ainda entre a célula e estruturas do citoplasma (citoesqueleto)• receptores de substâncias do meio extracelular, desencadeando uma

resposta intracelular (sinalização intracelular)• enzimas para diferentes reações químicas• antígenos que identificam que uma célula pertence a determinado

organismo

Transporte de Solutos Através da Célula

Existem dois tipos de transporte de solutos através da célula:

• Transporte em Quantidade, ou em Massa (nos quais a membrana da célula se deforma para a passagem de partículas que não conseguiriam atravessar a membrana)

•Transportes através da Membrana (nos quais os solutos atravessam a membrana através da bicamada ou de um transportador protéico)

Transporte em Quantidade

Nos transportes em quantidade as partículas não conseguem atravessar a membrana por uma questão de tamanho.

A membrana se deforma para a entrada dessas substâncias que devem necessariamente ser digeridas no meio intracelular. Nesses casos falamos em:

• Endocitose

Existem dois tipos de endocitose:

• Fagocitose• Pinocitose

Microorganismo sendo fagocitadopor uma ameba

Nesse exemplo de FAGOCITOSE uma ameba emite prolongamentos de membrana (pseudópodos ou evaginações) para capturar um microorganismo

prof. Antonio Dégas

Nesse exemplo de PINOCITOSE a membrana de uma célula se dobra para dentro (invaginação) para que uma partícula seja levada para o interior do citoplasma.

Partículas sólidas Partículas líquidas

Endocitose

• Fagocitose: a célula emite evaginações, ou prolongamentos (pseudópodos), que capturam a partícula.

• Pinocitose: a célula invagina (dobra para dentro) sua membrana em uma região específica, para captura da partícula.

Resumindo os Transportes em Quantidade

• Endocitose– Fagocitose

– Pinocitose

• Exocitose– Excreção

– Secreção

Transporte em Quantidade

A célula pode ainda mandar para o meio extracelular resíduos da digestão de partículas ou do seu metabolismo (EXCREÇÃO), ou ainda, substâncias produzidas no meio intracelular e que serão de utilidade para outras células (SECREÇÃO).

Em ambos os casos falamos de um outro tipo de transporte em quantidade, que se diferencia das ENDOCITOSES devido a direção do processo (do meio intra para o extracelular), denominado

• Exocitose

Transporte Passivo: DifusãoDifusão

Transporte através de Membrana

Difusão Facilitada - proteínas carregadoras (proteínas

transportadoras).

Facilitada: o transporte é auxiliado por permeases.

Transporte único

Uniporte

Transporte duplo

Co-Transporte

Simporte

Contra-Transporte

Antiporte

Três classes gerais de sistemas transportadores

Osmose

Água pura

Osmose

PlasmólisePlasmóliseDeplasmóliseDeplasmólise

Célula

Túrgida

Desligamento

da parede

celular

Hipotônico Hipertônico

Esta célula vegetal foi colocada em soluções onde gradativamente (1, 2 e 3)foi aumentada a concentração de sacarose.Em seguida foi colocada em água pura (4).

Sabendo que a sacarose não entra na célula, você conseguiria explicar oque está acontecendo ?

(1) (2) (3) (4)

redução do volume do citoplasma

A célula abaixo é uma hemácia (glóbulo vermelho do sangue).Observe que ela foi colocada em meios com diferentes concentrações de NaCl.Quando a concentração de NaCl é 0,9% a célula apresenta-se na sua formacaracterística de disco bicôncavo.Em concentrações menores que 0,9% a célula murcha.Em concentrações maiores que 0,9% a célula incha gradativamente até estourar(hemólise)

Você conseguiria explicar o que está acontecendo ?

Hemólise

Transporte Ativo

Tipos de transporte ativo

Transporte ativo primário Transporte ativo secundário

Todo transporte ativo secundário depende em última análise do transporte ativo primário.

Lec e Lic

• Lec- sódio , cloreto em grande quantidade,potássio em pequena quantidade

• Lic- grande quantidade de potássio,fosfato e proteínas.Pequena conc.de sódio e cloreto

prof. Antonio Dégas

Importância do Glicocálice

• Proteção química e mecânica das superfícies celulares• Reconhecimento e adesão celular• Topo Inibição• Especificidade celular• Função enzimática• Especificidade dos grupos sanguíneos do sistema ABO

Funcionamento do Sistema de Endomembranas e dos Lisossomos

O Citoplasma

CÉLULA EUCARIÓTICA ANIMAL

CÉLULA EUCARIÓTICA VEGETAL

Ribossomos

• Função síntese de proteínas• Existem em todas as células• Podem ser encontrados livres no

citoplasma (polissomos) ou presos a carioteca ou retículo endoplasmático rugoso (eucariotos)

• Ribossomos associados ao retículo

• São encontrados associados à membrana exterior do retículo endoplasmático (RE) constituindo o RE rugoso

• Responsáveis pelas proteínas que formam membranas ou são empacotadas e estocadas em vesículas no citoplasma ou são exportadas para o exterior da célula.

Síntese de proteínas

Retículo endoplasmático

• Presente nas células eucarioticas• Tipos

– Liso (Agranular)– Rugoso (Granular)

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR OU LISO

• Não apresenta ribossomos• Síntese de Lipidios• Muito desenvolvido em células onde

há SÍNTESE DE HORMÔNIOS ESTERÓIDES: gônadas (estrógeno, testosterona, progesterona), córtex das supra-renais(testosterona)

• Muito desenvolvido em células do FÍGADO: ( remoção do grupo fosfato da glicose que vai para o sangue); ( têm enzimas que aceleram a velocidade das reações relacionadas com DESINTOXICAÇÃO quanto a sedativos, álcool)

• Drogas ingeridas em excesso provocam proliferação do REL

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR OU LISO

• NAS CÉLULAS MUSCULARES:

Participam do mecanismo de contração muscular,controlando a concentração de cálcio na célula.

• Promovem o transporte de substâncias na célula.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR OU RUGOSO OU ERGASTOPLASMA

• Sintetizam proteínas, que formam as membranas celulares, os lisossomos ou que serão exportadas.

• Muito desenvolvido em células com função secretora

• Ácinos pancreáticos (enzimas do suco pancreático) e células caliciformes do intestino (muco protetor e lubrificante da parede interna dos órgãos)

Retículo endoplasmático rugoso

• Funções – Produção de proteínas – Produção de Enzimas

COMPLEXO GOLGIENSE• Armazenamento, empacotamento e

exportação• Unidades formadoras: dictiossomo ou

golgiossomo ( 4 ou 5 sacos achatados)

• Presente em grande quantidade em células animais com função secretora

• Forma o acrossomo do espermatozóide

• Forma a lamela média das células vegetais (pectina) e hemicelulose das paredes vegetais

• Forma grãos de muco (glicoproteína)

COMPLEXO GOLGIENSE• Concentra, modifica e elimina as

secreções protéicas do RER

Tipos de secreções protéicas:•Enzimas lisossomais

•Grãos de zimógeno (exocitose): enzimas do suco pancreático; muco dos epitélios das cavidades internas dos órgãos

•Proteínas da membrana plasmática

LISOSSOMOS: DIGESTÃO INTRACELULAR E EXTRACELULAR

DIGESTÃO INTRACELULAR:

função heterofágica e autofágica

• FUNÇÃO HETEROFÁGICA: Digestão de substâncias que penetram na célula por fagocitose ou pinocitose

• ETAPAS:

Fagossomo ou pinossomo – fusão com o lisossomo primário – vacúolo digestivo ou lisossomo secundário – vacúolo residual ou corpo residual - clasmocitose

LISOSSOMOS: DIGESTÃO INTRACELULAR E EXTRACELULAR

FUNÇÃO AUTOFÁGICA:digestão de materiais e organelas da própria célula.

IMPORTÂNCIA:• Renovação do material

citoplasmático (rejuvenescimento)• Transformação de um tipo celular em

outro (eritroblastos em eritrócitos)• Células de animais sem alimentação

(em stress) digerem seu próprio citoplasma

• Destruição total das células: metamorfose de anfíbios (degeneração da cauda)

LISOSSOMOS: DIGESTÃO INTRACELULAR E EXTRACELULAR

COMO OCORRRE A AUTOFAGIA

Organela é englobada pelo

lisossomo ou REL e funde-se com

o lisossomo – vacúolo autofágico –

vacúolo residual - clasmocitose

LISOSSOMOS: DIGESTÃO INTRACELULAR E EXTRACELULAR

DIGESTÃO EXTRACELULAR

Lisossomos liberam enzimas para fora da célula (EXOCITOSE)

OSTEOCLASTOS: digestão da matriz orgânica dos ossos.

LISOSSOMOS E DOENÇAS

SILICOSE: destruição das membranas lisossomais

ARTRITE REUMÁTICA:destrói as “juntas”

DOENÇA DE TAY – SACHS: mau funcionamento das enzimas dos lisossomos – retardo mental e morte

PEROXISSOMOS• Ocorre em protozoários, fungos,

plantas e animais.• Suas enzimas são produzidas por

ribossomos livres no citosol

FUNÇÕES:• Decomposição da água oxigenada em

água e oxigênio (catalase)• Quebra de ácidos graxos: ficam

disponíveis para o metabolismo celular.

• Desintoxicação do organismo: 25% do etanol ingerido pelo organismo é metabolizado pelos peroxissomos do fígado

CENTRÍOLOS

• Ocorrem nos Protistas, animais, vegetais inferiores.

• Ausentes nos vegetais superiores• CÉLULA ANIMAL: tem um par de

centríolos (DIPLOSSOMOS)• LOCALIZAÇÃO: centro celular ou

centrossomo• ESTRUTURA: 9 grupos de 3

microtúbulos• FUNÇÕES: • Participam da divisão celular• Formam cílios e flagelos

CÍLIOS E FLAGELOS

• São centríolos modificados

• ESTRUTURA: • 9 grupos de 2 microtúbulos; • 1 par de microtúbulos central; • membrana plasmática

• FUNÇÃO: locomoção

O citoesqueleto organiza o citoplasma

Tipos de moléculas citoesqueléticas

O Citoplasma

Mitocôndrias

MITOCÔNDRIA: RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBIA

• Membrana externa e interna com cristas mitocondriais

• Matriz mitocondrial com ribossomos, DNA e RNA.

• Autoduplicação• Simbiose mutualística com bactérias

CLOROPLASTO: FOTOSSÍNTESE

• Formado por envelope (membrana externa e interna), tilacóides (vesículas membranosas que resultam do dobramento da membrana interna e apresentam clorofila na sua membrana) e estroma( região entre o envelope e os tilacóides)

• Autoduplicam-se• Apresentam DNA, RNA e ribossomos• Simbiose entre célula eucarionte e

cianobactéria

VACÚOLO DE SUCO CELULAR

• Exclusivo de células vegetais• Delimitados pelo tonoplasto• Surgem em células jovens a partir

de vesículas que brotam do Golgi• Ocupa 95% do volume celular em

células adultas• Podem conter pigmentos ou não• FUNÇÕES:

7. Preenchimento de espaço

8. Armazenamento de substâncias: água, íons, carboidratos, aminoácidos e proteínas (sementes de feijão e ervilha).

NÚCLEO CELULAR

• Presente em todas células eucarióticas

• Coordena e comanda todas as funções celulares

• É responsável pelos processos de divisões celulares

• Formado por carioteca ou envelope nuclear, nucleoplasma ou cariolinfa, nucléolo e cromatina

TIPOS DE CÉLULAS CONFORME O NÚMERO DE NÚCLEOS

• Células mononucleadas: maioria – leucócitos

• Células binucleadas: paramécio

• Células multinucleadas: célula muscular estriada

• Células anucleadas: hemácia humana ; têm vida curta (não há comando para a realização de suas atividades vitais)

CARIOTECA OU ENVELOPE NUCLEAR

• Separa o material nuclear do citoplasma

• Formada por duas membranas lipoprotéicas (externa e interna), separadas pelo espaço perinuclear

• Membrana externa: apresenta ribossomos; comunica-se com o RER

• Apresenta poros ou annuli : trocas de macromoléculas entre núcleo e citoplasma

NUCLEOPLASMA E NUCLÉOLO

• Nucleoplasma ou Cariolinfa: • meio onde estão mergulhados os

cromossomos e as estruturas do nucléolo

• Nucléolo: • sempre presente em células

eucarióticas• Número de um ou mais; sem

membranas• Há síntese de rRNA a partir de

cromossomos com regiões organizadoras do nucléolo que contêm genes para rRNA

• rRNA + proteínas = subunidades maiores e menores dos ribossomos

CROMATINA: DNA DESCONDENSADO + PROTEÍNAS HISTONAS

• NO PERÍODO DE INTERFASE, APRESENTA:

• EUCROMATINA: regiões menos condensadas e geneticamente ativa

• HETEROCROMATINA: região mais condensada e geneticamente inativa; pode se descondensar e ter seus genes ativos

CROMOSSOMO: 1 MOLÉCULA DNA CONDENSADO + HISTONAS

• Células procarióticas: têm um cromossomo circular

• Células eucarióticas: têm vários cromossomos; a quantidade varia de espécie para espécie

• Encontra-se duplicado após a fase S da intérfase e durante a maior parte da divisão celular

• Cromossomo duplicado: tem duas cromátides ou 2 moléculas de DNA + histonas

• Apresentam centrômero: sequência de nucleotídeos do DNA por onde as moléculas de DNA ficam unidas após a duplicação

CÉLULAS SOMÁTICAS E CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS

• Células somáticas• Formam o corpo do ser vivo• São diplóides ( 2n): apresentam

cromossomos homólogos (aos pares)

• Cromossomos homólogos• Têm mesma forma, tamanho e

posição do centrômero• Têm genes alelos (condicionam as

mesmas características)

CÉLULAS REPRODUTIVAS

• São haplóides (n) : possuem apenas um cromossomo de cada par de homólogos

• Formam gametas ou esporos

• Podem formar o corpo de organismos haplóides como fungos e algas

Cromonema = CromossomoDurante a divisão celular, os cromonemas espiralizam-se, tornando-se mais curtos e mais grossos. Podem, então, ser vistos individualmente e passam a ser chamados de cromossomos.

Cromonema = Cromossomo

• Todas as células do nosso corpo (exceto as dos gametas) são diplóides, ou seja, possuem dois cromossomos de cada tipo (no caso, 23 pares de cromossomos homólogos ). Quando uma célula possui apenas um cromossomo de cada tipo (no caso os gametas, com 23 cromossomos), dizemos que ela é haplóide.

HOMEM 2n=46 n=23

Ciclo Celular• Período G1: intensa síntese de

RNA e proteínas e aumento do citoplasma.

• PERÍODO S: Este é o período de síntese,duplicando seu DNA.

• PERÍODO G2: tempo adicional para o crescimento celular assegurando completa replicação do DNA antes da mitose.

• MITOSE : Divisão equacional da célula.

CICLO CELULARFase G1: crescimento. Fase S: DNA é replicado. Fase G2: preparação para a divisão celular. Fase M mitose e citocinese,

FASES DO

CICLO CELULAR G0

G1S

12h

8h

4h1h

G2M

Mitose

PRÓFASE

Condensação dos cromossomos – Início

Desaparecimento dos nucléolos

Formação do fuso acromático

Desintegração da membrana nuclear - final

METÁFASE

Término da formação do fuso acromático

Disposição dos cromossomos na placa equatorial

Divisão do centrômero

Mitose acêntrica nos vegetais

ANÁFASE

Separação das cromátides – irmãs

Migração dos cromossomos para os pólos da célula

TELÓFASE

Reorganização da carioteca

Descondensação dos cromossomos

Reaparecimento dos nucléolos

Duplicação do núcleo celular concluído CARIOCINESE

CITOCINESE

Divisão do citoplasma em duas metades- Centrípeta: divisão de fora para dentro.

- Centrífuga: divisão de dentro para fora.

CITOCINESE CENTRIPETA

Processo de estrangulamento que começa na periferia e avança para o centro da célula.

Protozoários e células animais

Sem centríolo

MEIOSE IMEIOSE I

PRÓFASE I

subdivisões:

leptótenozigóteno

paquítenodiplótenodiacinese

LEZIPADIDI

Leptó teno

-Cromossomos visíveis como delgado fios;-Começa a condensação;-Emaranhado de cromossomos;-Cromátides irmãs alinhadas;

Zigó teno (SINAPSE)

-Combinação dos cromossomos homólogos;-Sinapse bem distinta.

Paquíteno (CROSSING-OVER)

-Cromossomos tornam-se espiralados;-Pareamento completo;

-“Crossing-over → troca!”

Dipló teno(QUIASMAS)

-Afastamento dos cromossomos homólogos – constituindo bivalentes;-Dois cromossomos de cada bivalente mantêm-se unidos pelos quiasmas;-Quiasmas – regiões onde houveram troca

DiacineseDiacinese(TERMINALIZAÇÃO)(TERMINALIZAÇÃO)

-Condensação máxima dos cromossomos;

Condensação – Duas moléculas formam uma

METÁFASE I

-Desaparecimento da membrana nuclear;-Formação do fuso;-Cromossomos alinhados;

ANÁFASE I

-Separação dos cromossomos;-Cromátides irmãs puxadas para os pólos;

TELÓFASE I

- Os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula.

MEIOSE IIMEIOSE II

Início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase

PRÓFASE II

A partir da telófase I, depois da formação do fuso e desaparecimento da membrana, as células entram em metáfase II

METÁFASE II

Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso.

ANÁFASE II

Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos.

TELÓFASE II

Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides.

Metabolismo Energético

Como a energia é armazenada na célula?

Nas ligações fosfato da molécula de ATP.

ATP

• Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato

Aceptores intermediários de H

• NAD e FAD

• são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

NAD FAD

Fermentação Alcóolica

Fermentação Láctica

• Fases:2. Anaeróbia (glicólise): não necessita de

oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma.

3. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Respiração Aeróbica

Ocorre nas cristas mitocondriais.

Hidrogênios são transferidos, por aceptores, ao oxigênio, formando-se água. A energia liberada nesta transferência é utilizada na síntese de ATP.

Glicólise

Ciclo de Krebs

Cadeia Respiratória

Ocorre no citoplasma (fora da mitocôndria).

Consiste na degradação da glicose até a formação de duas moléculas de ácido pirúvico.

Ocorre na matriz mitocondrial.

Cada molécula de ácido pirúvico penetra na mitocôndria e participa de um ciclo de reações com liberação de gás carbônico e hidrogênio.

• Equação geral:

Respiração Aeróbica

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38ATP

Glicólise

• Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

• Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases.

• Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e

hidrogênios que são capturados pelo NAD.

• O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

Ácido Oxalacético 4C Ácido Cítrico 6C

Ác. Acetoglutárico 5C4C

ATP

FADH2

NADH2

CoA

CO2

NADH2

CO2

NADH2

GLICOSE ÁCIDO PIRÚVICO

CO2

NADH2

ACETIL2C

ACETIL-CoA2C

Coezima A

CICLO

DE

KREBS

CICLO DE KREBS

Enquanto o CO2 é resíduo final, os hidrogênios ainda se destinam à cadeia respiratória, onde serão oxidados.

GLICÓLISE

Cadeia Transportadora de Elétrons

CADEIA RESPIRATORIA: 3 bombas de protons

ATP-sintase

CADEIA

ATP SINTASE

Síntese de ATP

Os prótons bombeados para fora da membrana interna da mitocôndria, VOLTAM para dentro da

mitocôndria através de um canal representado pela ATP sintase

Ao voltar para dentro, ocorre liberação de energia que é utilizada pela ATP sintase para a síntese de

ATP

Fosforilação oxidativa

ADP + Pi ATPATP sintase

Lipídios

Glicídios

Proteínas

Ácido Graxo

GlicerolÁcido

Pirúvico

ACETILCoenzima A

CICLO DEKREBS

Hélice de Lynen

Aminoácidos

HIALOPLASMA

Ácido Oxalacético e Cetoglutário

MITOCÔNDRIA

CO2 CO2NADH2 FADH2

Cadeia Respiratória

H+

H2O ATP

Aceptores

FONTES DE ENERGIA

Resumindo...

• Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH

• Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO2

• Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO2

• Cadeia Transportadora de Eletrons:

Cadeia Transportadora de Eletróns:• NADH 3 ATPs• FADH 2 ATPs

• 10 NADH 30 ATPs• 2 FADH 4 ATPs• 4 ATPs

Resumindo...

38 ATPs

Quadro comparativo entre Respiração Aeróbia e Fermentação

• Quebra completa de glicose.• Exige a presença de O².• Há formção de água como

produto final.• Produto oxidado totalmente

decomposto em CO² e H²O, liberando muita enegia.

• Formação de grande n´´umero de moléculas de ATP que armazenam esse energia.

• Glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

• Ocorre com a maioria dos seres vivos.

• Quebra incompleta de Glicose.• Não utiliza O²• Não há formação de água.• Produto oxidado parcialmente

decomposto, não liberando toda a energia disponível, sobram resíduos energéticos.

• Formação de pequeno número de moléculas de ATP.

• Glicólise apenas (ácido pieúvico se decompõe em ácido láctico ou em álccol etílico, ou em ácido acético).

• Ocorre com algumas bactérias, leveduras, vermes intestinais e células musculares.