introducao citologia
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Introdução à Citologia
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Introdução
A invenção do microscópio, no final do século XVI, revolucionou as ciências biológicas. Esse instrumento permitiu descobrir que os seres vivos, apesar de tão distintos quando observados a olho nu, têm em comum o fato de serem formados por células.
O aperfeiçoamento dos microscópios vem possibilitando aos cientistas conhecer detalhadamente a estrutura interna das células vivas, e esse conhecimento tem sido de fundamental importância para o desenvolvimento de todos os ramos da Biologia.
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A Descoberta da Célula Influenciado pelas investigações de Leeuwenhoek, o inglês
Robert Hooke (1635-1703) construiu um microscópio dotado de duas lentes ajustadas nas extremidades de um tubo de metal. Ao contrário dos microscópios simples de Leeuwenhoek, de uma só lente, Hooke usou microscópios compostos, dotados de uma lente ocular, pela qual se olha, e uma lente objetiva, que vai próxima ao objeto observado.
Em 1665, Hooke observou fatias muito finas de cortiça (casca de certas árvores) e descobriu que a leveza desse material se deve ao fato de ele ser formado por grande número de caixinhas microscópicas vazias. Hooke chamou cada caixinha oca de cel, palavra inglesa que significa cela ou cavidade. Daí veio o termo célula, diminutivo de cela.
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Em 1667, o botânico inglês Nehemiah Grew (1647-1712), na Inglaterra, e Marcello Malpighi (1628-1694), na Itália, descobriram que a parte interna e suculenta das plantas constituía-se de estruturas microscópicas semelhantes as células que Hooke observara na cortiça. Essas células, porém, eram cheias de um fluído gelatinoso e semitransparente, no início denominado protoplasma e, posteriormente, citoplasma. Malpighi verificou que os animais também compunham-se de células, porém mais moles e flexíveis que as das plantas.
A Descoberta da Célula
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Em 1838, depois de estudar os trabalhos de diversos pesquisadores, o botânico Mathias Jakob Schleiden (1804-1881) concluiu que todas as plantas eram formadas por células.
Um ano depois o zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) chegou à mesma conclusão para os animais: todos se compunham de células.
Fortalecia-se, assim, a idéia de que a célula era a unidade de que constituía todos os seres vivos. Essa generalização atribuída a Schleiden e Schwann, ficou conhecida como Teoria Celular.
A Teoria Celular
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A formulação da teoria celular teve importância decisiva para o desenvolvimento da Biologia, porque permitiu reconhecer que seres tão diversos como a ameba e o ser humano têm grande semelhança no nível microscópico. Ambos são constituídos por células bastante parecidas, embora a ameba seja unicelular, isto é, formada por uma única célula, e uma pessoa seja multi ou pluricelular, formada por cerca de 10 quatrilhões de células.
A Teoria Celular
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Segundo a teoria celular, a célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos. Em outras palavras, ela é o bloco básico estrutural (ou morfológico) e funcional (ou fisiológico) de qualquer organismo.
Assim, a partir do conhecimento dos processos vitais que ocorrem em todas as células, poderemos vir a entender melhor o funcionamento dos organismos como um todo.
A Teoria Celular
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Os vírus são os únicos seres que não apresentam organização celular.
Eles são organismos relativamente simples, constituídos por uma única molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA) associada a proteínas e, embora não sejam formados por células, não são exceções à Teoria Celular, pois necessitam obrigatoriamente de uma célula viva para se reproduzir.
Os Vírus
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A Ultra-Estrutura das Células
O microscópio eletrônico revelou que existem dois
tipos fundamentais de células: as procariontes,
presentes em bactérias e cianobactérias (também
chamadas cianofíceas), e as eucariontes, presentes
em todos os outros seres vivos, incluindo algas,
fungos, protozoários, plantas e animais.
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As Células Procariontes São Pobres em Membranas
Cápsula
Parede celular
Membrana plasmática
DNA do nucleóide
Ribossomos
Flagelo bacteriano
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Escherichia coli(E. coli)
Cianobactéria
Células Procariontes
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As Células Eucariontes São Compartimentadas
• Essas células apresentam duas partes morfologicamente bem distintas – o citoplasma e o núcleo.
• O citoplasma é envolto pela membrana plasmática, e o núcleo, pelo envoltório nuclear.
• Uma característica importante das células é sua riqueza em membranas, formando compartimentos que separam os diversos processos metabólicos graças ao direcionamento das moléculas absorvidas e às diferenças enzimáticas entre as membranas dos vários compartimentos.
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Flagelo
CitoplasmaRetículo endoplasmáticorugoso
Ribossomo
Microtúbulos
Lisossomo
Mitocôndria
Complexode Golgi
Membrana plasmática
Filamentos intermediários
Vesícula
Retículo endoplasmático liso
Ribossomo Vesícula
poro nuclearcromatina (DNA)
nucléoloenvoltório nuclear
NúcleoCélula Animal
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Cloroplasto
Vacúolo central
RetÍculo endoplasmáticorugoso
Ribossomos
Microtúbulos(parte do citoesqueleto)
Parede celular
Mitocôndria
Complexo de Golgi
Membrana plasmática
Filamentosintermediários
Retículo endoplasmáticoliso
Ribossomo livre
Vesícula
poro nuclearcromatina
nucléolo
envoltório nuclear
Núcleo
Célula Vegetal
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Membrana Plasmática – É a parte mais externa do citoplasma e, portanto, separa-o do
meio extracelular.
– Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura.
– Aparece nas eletrofotomicrografias como duas linhas escuras separadas por uma linha central clara. Esta estrutura trilaminar é comum às outras membranas encontradas nas células, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou membrana unitária.
Estrutura da Célula Eucarionte
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Caudas hidrofóbicas
Cabeças hidrofílicas
Cabeças hidrofílicas
Meio extracelular
Citoplasma
Fosfolipídio
Bicamadalipídica
Membrana Plasmática
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Meio extracelular
citoplasma
filamentosprotéicos
proteína de reconhecimento receptor protéico
proteínatransportadora
sítio ligante
bicamadalipídica
fosfolipídio colesterol
carboidrato
Membrana Plasmática
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Estrutura da Célula Eucarionte
Núcleo
1. Envoltório nuclear (sistema duplo de membranas)
2. Nucléolo: RNA ribossomal + proteínas básicas
3. Cromatina (DNA e proteínas)
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Porosnucleares
Cromatina
Nucléolo
Envoltórionuclear
Núcleo
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Poros nucleares
Núcleo
Núcleo
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cromossomo
cromatina
Núcleo
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Retículo Endoplasmático – Rede de vesículas achatadas, vesículas esféricas e
túbulos que se intercomunicam.– Esses elementos possuem uma parede formada por
uma unidade de membrana que delimita cavidades, as cisternas do retículo endoplasmático.
– Distinguem-se o retículo endoplasmático rugoso, ou granular, e o liso.
Estrutura da Célula Eucarionte
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0,5 µm
Retículo endoplasmático liso
Vesículas
Ribossomos
Retículo endoplasmático rugoso
0,5 µm
Retículo Endoplasmático
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R.E.Liso (REL) ou Agranular
R.E.Rugoso (RER), R.E. Granular, Ergastoplasma
Funções do R.E.LFunções do R.E.L
Síntese de esteróides como nas células da glândula adrenal;
Conjugação, oxidação e metilação para inativar certos hormônios e neutralizar substâncias nocivas e tóxicas, como nos hepatócitos;
Síntese de fosfolipídios para todas as membranas;
Participa da hidrólise do glicogênio, produzindo glicose para o metabolismo energético;
Acumula e libera íons cálcio nas células musculares estriadas.
Retículo Endoplasmático Liso
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A principal função do retículo endoplasmático rugoso é produzir e secretar proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular em organelas como os lisossomos, por exemplo.
Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, síntese de fosfolipídios, a montagem de moléculas protéicas com múltiplas cadeias polipeptídicas e a proteólise da seqüência de aminoácidos, que é o sinal para a introdução das proteínas nas cisternas do retículo endoplasmático.
1 2
3
4Brotamento devesícula detransporte
Ribossomo
Cadeia de açúcar
Glicoproteína
Vesícula transportadora de (glico-) proteína
R.E. RUGOSO
Polipeptídeo
Retículo Endoplasmático Rugoso
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0.5 µm
Ribossomos
Retículo Endoplasmático Rugoso
Retículo Endoplasmático Rugoso
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Vesículas
0.5 µm Retículo Endoplasmático Liso
Retículo Endoplasmático Liso
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Ribossomos
a. Associados com o RER.
b. Associados ao RNA mensageiro: polirribossomo.
c. Livres no citoplasma.
Estrutura da Célula Eucarionte
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Complexo de Golgi
– É constituído por um número variável de vesículas circulares achatadas e por vesículas esféricas de diversos tamanhos.
a. Processamento e transporte de proteínas e lipídios.
b. Síntese e transporte de polissacarídeos.
c. Armazenamento, embalagem e eliminação de secreções.
Estrutura da Célula Eucarionte
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Complexode Golgi
Vesículasdo RE
Vesículasbrotando
Complexo de Golgi
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Lisossomos
– São vesículas derivadas do complexo de Golgi, de forma e tamanho variáveis e contendo diversas enzimas hidrolíticas.
Estrutura da Célula Eucarionte
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R. E. Rugoso
Vesícula detransporte (contendo enzimas hidrolíticas inativas)
Aparelho deGolgi
MembranaPlasmática
LISOSSOMOS
“Alimento”
Fagocitose
Vacúolo Digestivo
Digestão
Lisossomoenglobandoorganelaenvelhecida
Lisossomos
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São vesículas de membranas lipoprotéicas cheias de enzimas oxidantes.
Contêm a maior parte da catalase celular, enzima que converte o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio.
São abundantes em células hepáticas, fibroblastos, leucócitos e células renais, sendo responsáveis pela decomposição de toxinas produzidas pelas células ou ingeridas.
Enzima Catalase
2 H2O2
2 H2O
O2
Exemplo de ação de enzimas do Peroxissomo
de 0,5 à 1,2 micrômetros
Estrutura da Célula Eucarionte: Peroxissomos Animais
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São peroxissomos encontrados em certos protistas (Euglena, Tetrahymena) e sementes oleaginosas de vegetais superiores.
Contêm principalmente as enzimas do ciclo do ácido glioxílico, que participam da síntese de hidratos de carbono a partir de triglicerídeos acumulados nas sementes, ou então de acetato, no caso de protistas.
Os hidratos de carbono são usados como fonte de energia pela semente durante a germinação e para as necessidades energéticas usuais dos protistas.
Estrutura da Célula Eucarionte: Glioxissomos
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Estrutura da Célula Eucarionte: Peroxissomos Vegetais
Os peroxissomos das folhas das plantas participam, junto com os cloroplastos, da fotorrespiração.
A fotorrespiração é um processo de oxidação de compostos resultantes da atividade fotossintética dos cloroplastos, formando principalmente hidratos de carbono como produto final.
Na fotorrespiração há consumo de oxigênio e produção de gás carbônico.
Esses peroxissomos possuem, entre outras enzimas, catalase, enzimas da β-oxidação dos ácidos graxos e ácido glicólico-oxidase.
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Células Eucariontes: Organelas
Fontes de energia para as atividades celulares
Mitocôndrias liberam energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose, provenientes dos alimentos, produzindo calor e, principalmente moléculas de ATP (adenosina-trifosfato).
a. Membranas externa e interna
b. Matriz/cristas
c. DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação)
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Membrana Externa
MITOCÔNDRIA
Espaço Intermembranoso
Membrana Interna
Cristas
Matriz
Mitocôndria
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www.portaldasaulas.com.br5 µm
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Cloroplastos – função: fotossíntese
1) Verde – contém o pigmento clorofila
2) estroma/granum (pilha de tilacóides)
3) DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação)
4) Até 100 por célula
Células Eucariontes: Organelas
Fontes de energia para as atividades celulares
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Cloroplasto Estroma
MembranasInterna e Externa
Granum
Espaço intermembranoso
Cloroplastos
Tilacóide
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Cloroplastos isolados de Acetabularia acetabulum
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Qualquer região do citoplasma envolvida por membrana lipoprotéica.
Tipos:
a) Vac. digestivos
Ex: fagossomo pinossomo vac.residual vac.autofágico
b) Vac. Vegetais Armazenam substâncias e controlam a osmose.
c) Vac. de Reserva nas células animais acumula:
- glicogênio - gordura
d) Vac. Pulsátil ou Contrátil Ocorre em protistas de água doce e controla a osmose.
Células Eucariontes: Vacúolos
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Células Eucariontes Citoesqueleto
• Papel mecânico, de suporte, mantendo a forma celular e a posição de seus componentes.
• Estabelece, modifica e mantém a forma das células.
• É responsável também pelos movimentos celulares como contração, formação de pseudópodos e deslocamentos intracelulares de organelas, cromossomos, vesículas e grânulos diversos.
• Os principais elementos do citoesqueleto são: os microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários.
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MICROFILAMENTO FILAMENTOINTERMEDIÁRIO
MICROTÚBULO
Monômero de Actina
Subunidade FibrosaSubunidade de Tubulina
7 nm 10 nm25 nm
Filamentos do Citoesqueleto
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Células Eucariontes
Depósitos citoplasmáticos
• Glicogênio
• Gotículas lipídicas
• Pigmentos (ex: melanina e lipofuscina)
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Glicogênio
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Gotículas Lipídicas
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Melanina
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Lipofuscina