biologia molecular - Composição da célula
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biologia molecular

Composição da célula

30/08/2003

: : :  célula  : : :

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Introdução
As células são os menores e mais simples componentes do corpo humano. A maioria das células são tão pequenas, que é necessário juntar milhares para cobrir a área de um centímetro quadrado. As unidades de medida são o macrômetro (µm), o nanômetro (nm) e o angstron (Å).
Células
- rins, pele e fígado (30 µm em média); hemácias (entre 5 µm e 7µm).: : :  internet  : : :
Óvulo - 0,1 mm.

Citologia
O termo célula (do grego kytos = cela; do latim cella = espaço vazio), foi usado pela primeira vez por Robert Hooke (em 1655) para descrever suas investigações sobre a constituição da cortiça analisada através de lentes de aumento. A teoria celular, porém, só foi formulada em 1839 por Schleiden e Schwann, onde concluíram que todo ser vivo é constituído por unidades fundamentais: as células. Assim, desenvolveu-se a citologia (ciência que estuda as células), importante ramo da Biologia. As células provêm de outras preexistentes. As reações metabólicas do organismo ocorrem nas células.

Componentes químicos da célula
Água - 70% do volume celular é composto por água, que dissolve e transporta materiais na célula e participa de inúmeras reações bioquímicas.
Sais minerais - São reguladores químicos.
Carboidratos - Compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. Exemplos: monossacarídeos (glicose e frutose); dissacarídeos (sacarose, lactose e maltose); polissacarídeos (amido, glicogênio e celulose). Que tem a função de fornecer energia através das oxidações e participação em algumas estruturas celulares.
Lipídios - Compostos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio; insolúveis em água e solúveis em éter, acetona e clorofórmio. Exemplos: lipídios simples (óleos, gorduras e cera) e lipídios complexos (fosfolipídios). Tem participação celular e fornecimento de  energia através da oxidação.
Proteínas - Compostos formados por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que constituem polipeptídios (cadeias de aminoácidos). Exemplo: Albumina, globulina, hemoglobina etc. Sua função é na participação da estrutura celular, na defesa (anticorpos), no transporte de íons e moléculas e na catalisação de reações químicas.
Ácidos Nucléicos - Compostos constituídos por cadeias de nucleotídeos; cada nucleotídeo é formado por uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina e uracila), um açúcar (ribose e desoxirribose) e um ácido fosfórico.
Ácido Desoxirribonucléico (DNA) - Molécula em forma de hélice formada por duas cadeias complementares de nucleotídeos. O DNA é responsável pela transmissão hereditária das características.
Ácido Ribonucléico (RNA) - Molécula formada por cadeia simples de nucleotídeos. O RNA controla a síntese de proteínas.
Trifosfato de Adenosina (ATP) - Tipo especial de nucleotídeo, formado por adenina, ribose e três fosfatos. Tem a função de armazenar energia nas ligações fosfato.

Membrana Celular
A membrana celular é semipermeável e seletiva; transporta materiais passiva ou ativamente.
Transporte Passivo - Difusão no sentido dos gradientes de concentração, sem gasto de energia. Como no transporte de glicose.
Transporte Ativo - Movimentação contra gradientes de concentração, com gasto de energia. Exemplo: bomba de sódio, que concentra K+ mais dentro que fora da célula e Na+ mais fora que dentro.
Transporte Facilitado - Proteínas transportadoras ou permeases modificam a permeabilidade da membrana; ocorre tanto passiva quanto ativamente.

Célula Animal

: : :  esquema da célula animal  : : :


: : :  organização do citoplasma celular  : : :

Citoplasma Fundamental
Hialoplasma - colóide com 85% de água e proteínas solúveis e insolúveis (microfilamentos e microtúbulos); reversão de gel para sol e vice-versa.

Retículo Endoplasmático (RE)
Sistema de endomembranas que delimitam canais e vesículas.
RE rugoso - retículo endoplasmático associado a ribossomos; local de síntese de proteínas; também denominado RE granular.
RE liso - retículo endoplasmático sem ribossomos; local de síntese de lipídios e de carboidratos complexos; também denominado RE agranular.

Ribossomos
Grânulos de 15 a 25 nm de diâmetro, formados por duas subunidades; associam-se ao RE ou encontram-se livres no hialoplasma; são constituídos por proteínas e RNA ribossômico; ligam-se ao RNA mensageiro formando polirribossomos. Tem a função de síntese de proteínas.

Complexo de Golgi
Sistema de bolsas achatadas e empilhadas, de onde destacam-se as vesículas; pequenos conjuntos que são denominados dictiossomos. Armazenam substâncias produzidas pela célula.

Lisossomos
São pequenas vesículas que contêm enzimas digestivas; destacam-se do complexo de Golgi e juntam-se aos vacúolos digestivos. Fazem a digestão intracelular; em alguns casos, extracelular.

Peroxissomos
São pequenas vesículas que contêm peroxidase. Tem a função de decomposição de peróxido de hidrogênio (H2O2), subproduto de reações bioquímicas, altamente tóxico para a célula. 

Vacúolos
São cavidades limitadas por membrana lipoprotéica. Os vacúolos podem ser digestivos, autofágicos ou pulsáteis.
Vacúolo Digestivo - As partículas englobadas são atacadas pelas enzimas lisossômicas, formando um fagossomo.
Vacúolo Autofágico - Digere partes da própria célula.
Vacúolo Pulsátil - Controla o excesso de água da célula; comum nos protozoários de água doce.

Centríolos ou Diplossomos
Organelas constituídas por dois cilindros perpendiculares um ao outro; cada cilindro é formado por nove trincas de microtúbulos; ausentes nas células dos vegetais superiores. Tem a função de orientação do processo de divisão celular.

Cílios e Flagelos
São expansões filiformes da superfície da célula; os cílios são curtos e geralmente numerosos; os flagelos são longos e em pequeno número. São formados por nove pares periféricos de microtúbulos e um par central; o corpúsculo basal, inserido no citoplasma, é idêntico aos centríolos. Tem a função de movimentação da célula ou do meio líquido.

: : :  núcleo celular  : : :

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Estrutura do núcleo
O núcleo é como se fosse o cérebro da célula. É geralmente único e aproximadamente esférico. Apresenta: : :  DNA  : : : membrana nuclear (ou carioteca), suco nuclear (ou cariolinfa), filamentos de cromatina e nucléolos.
Carioteca - Membrana dupla, lipoprotéica, interrompida por poros.
Cariolinfa - Massa semilíquida que preenche o núcleo.
Cromatina - Filamentos formados por DNA e proteínas; compreende a eucromatina, porção ativa e pouco visível, e a heterocromatina, porção inerte ou pouco ativa e bem visível; forma os cromossomos durante a divisão celular.
Nucléolo - Corpúsculo constituído por RNA ribossômico e proteínas; presente no núcleo interfásico.
Núcleo Interfásico - Período de síntese de RNA e duplicação do DNA.

Organização dos cromossomos
Os cromossomos são formados por espiralização ou condensação dos filamentos de cromatina, os cromonemas. Regiões mais espiralizadas formam cromômeros, e as menos espiralizadas, intercromômeros.
Centrômero é a constituição primária que divide o cromossomo em braços.
Satélite ou região organizadora do núcleo é a porção terminal do cromossomo, separada por constrição secundária.
Classificação dos cromossomos:
Metacêntrico - Centrômero mediano 
Submetacêntrico - Centrômero submediano
Acrocêntrico - Centrômero subterminal
Telocêntrico - Centrômero terminal
Cada núcleo tem dois conjuntos de cromossomos, que formam pares de homólogos. Esses organismos são diplóides (2n) e formam células reprodutoras ou gametas haplóides (n), com apenas um conjunto de cromossomos.
Genoma é o conjunto haplóide de cromossomos.

Espécie (2n) Genoma (n)
homem - 46 cromossomos 23 cromossomos

Cariótipo é a técnica de identificação dos cromossomos de um genoma.
Alterações cromossômicas podem ser numéricas ou estruturais:
As Alterações Numéricas:
Euploidias - Multiplicação de todo o genoma; são poliploidias, principalmente triploidias (3n) e tetraploidias (4n).
Aneuploidias - Perda ou acréscimo de um ou alguns cromossomos; são principalmente monossomias (2n -1) e trissomias (2n + 1). Exemplos: síndrome de Turner (monossomia), síndromes de Down e Klinefelter (trissomia).
As Alterações Estruturais:
Deficiência - Perda de um pedaço de cromossomo.
Duplicação - Repetição de um pedaço de cromossomo.
Inversão - Seqüência invertida em parte de cromossomo.
Translocação - Troca de pedaços entre cromossomos não homólogos.

Importância dos ácidos nucléicos
DNA são duas cadeias helicoidais de polinucleotídeos, com pares de bases  perpendiculares.
Propriedades do DNA - autoduplicação e transcrição.
Autoduplicação - As duas cadeias de nucleotídeos separam-se e constroem duas novas cadeias complementares; processo semiconservativo.
Transcrição - Uma seqüência de DNA forma RNA. 

Transcrição de RNA
São transcritos três tipos de RNA:
RNA ribossômico (RNAr) - Formado pela região organizadora do núcleo; com proteínas, forma os nucléolos e os ribossomos.
RNA mensageiro (RNAm) - Contém informação para a síntese de proteínas.
RNA transportador (RNAt) - Liga-se a aminoácidos e desloca-se para as regiões de síntese de proteínas no citoplasma.

Código genético
São as informações codificadas no DNA; permite o controle das atividades celulares e a transmissão das características hereditárias.
As unidades do código genético são trios em seqüência de nucleotídeos de DNA; cada trio corresponde a um códon do RNAm; cada códon corresponde a um anticódon do RNAt relacionado a um aminoácido.: : :  internet  : : :

Biossíntese de proteínas
Ocorre no citoplasma, com a participação do RNAr, RNAm e do RNAt.
RNAr - Armazenado nos nucléolos, passa para o citoplasma, associa-se a proteínas e forma os ribossomos; estes ligam-se ao retículo endoplasmático formando os polirribossomos ou unidades de tradução.
RNAm - Seqüência de nucleotídeos com informação para uma cadeia polipeptídica; diferentes códons determinam o tipo, o número e a posição dos aminoácidos na cadeia polipeptídica
RNAt - Associa-se a aminoácidos e leva-os aos sítios de síntese protéica.

: : :  divisão celular  : : :

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: : :  mitose  : : :

A mitose produz células filhas idênticas à célula-mãe. Cada célula filha contém exatamente o mesmo número de cromossomos da célula mãe. Esse processo ocorre durante o crescimento de um indivíduo e nos processos de regeneração, constitui também a base de alguns processos de reprodução assexuada, como a bipartição ou cissiparidade e o brotamento.

Intérfase - Não pertence ao fenômeno mitótico. Durante a intérfase, as células crescem, o material genético (DNA) se duplica, formam-se novas organelas citoplasmáticas e a célula acumula energia para continuar o processo. Subdivide-se em três fases: G1, S e G2; na fase S ocorre a autoduplicação do DNA. Após a intérfase, se inicia o processo mitótico propriamente dito. 

Intérfase
: : :  intérfase  : : :

A mitose está dividida em 4 fases:

Prófase - Ou fase anterior (fase da "mobilização" para a ação). Os cromossomos condensam-se, tornando-se visíveis; a carioteca e os nucléolos desintegram-se; os centríolos dividem-se e dirigem-se para os pólos da célula; é formado o fuso de divisão (fibras protéicas).

Prófase
: : :  prófase  : : :

Metáfase - Ou fase do meio, é a fase mais propícia para estudos da morfologia dos cromossomos, onde os cromossomos apresentam o máximo grau de condensação. Os cromossomos, presos às fibras do fuso, migram para o equador do fuso, plano médio da célula. No final da metáfase, os centrômeros se duplicam e se partem longitudinalmente, de modo a deixar livres as cromátides irmãs.

Metáfase
: : :  metáfase  : : :

Anáfase - Ou fase de cima. Dois lotes idênticos de cromátides irmãs, agora como novos cromossomos, afastam-se e migram para os pólos, puxados pelos respectivos centrômeros, devido ao enxurtamento das fibras do fuso. 

Anáfase
: : :  anáfase  : : :

Telófase - Ou fase do fim. Os dois cromossomos aproximam-se dos pólos e se agregam. Ocorre o inverso à Prófase: os cromossomos descondensam-se (tornando-se invisíveis); os nucléolos reaparecem; duas novas cariotecas são reconstituídas a partir das vesículas do retículo endoplasmático. Terminadas a divisão do núcleo (cariocinese), desaparecem as fibras de fuso, ocorre a distribuição dos organóides e a divisão do citoplasma (citosinese), que isola as duas células filhas. Essas células entram em intérfase e se preparam para uma nova divisão.
Citocinese
é a divisão do citoplasma no final da mitose; é centrípeta.

Telófase
: : :  Telófase  : : :

: : :  meiose  : : :

Divisão Reducional - Produz células-filhas com a metade dos cromossomos da célula-mãe; ocorre na formação de gametas.
Etapas da meiose:
Prófase I - Os cromossomos condensam-se e os homólogos se juntam formando tétrades; a carioteca e os nucléolos se desintegram; os centríolos duplicam e dirigem-se para os pólos da célula; forma-se o fuso de divisão.
Metáfase I - As tétrades se distribuem-se no equador da célula.
Anáfase I - Os cromossomos homólogos separam-se e migram para os pólos da célula.
Telófase I - O citoplasma se divide e formam-se duas células-filhas com n cromossomos cada uma.
Intercinese - Curto intervalo entre as duas etapas da divisão.
Prófase II - Os centríolos se dividem e formam-se novos fusos de divisão nas duas células-filhas.
Metáfase II - Os cromossomos dispõem-se no equador das células.
Anáfase II - Os centrômeros dividem-se, as cromátides-irmãs se separam migrando para os pólos das células.
Telófase II - O citoplasma se divide e os núcleos reconstituem-se nas quatro células-filhas. : : :  internet  : : :

Prófase I
A prófase I é a fase mais longa e nela ocorrem os eventos mais importantes da meiose. Subdividem-se em cinco períodos:
Leptóteno - Os cromossomos condensam-se e tornam-se visíveis.
Zigóteno - Os cromossomos homólogos juntam-se aos pares.
Paquíteno - Os cromossomos tornam-se mais curtos e espessos, formando tétrades.
Diplóteno - Os cromossomos homólogos iniciam a separação; podem ser observados os quiasmas, que evidenciam trocas de pedaços entre os homólogos, processo conhecido como permuta ou crossing-over.
Diacinese - Os cromossomos migram para o equador da célula.
A autoduplicação do DNA ocorre na interfase; na prófase I os cromossomos estão duplicados em cromátides-irmãs.

Mitocôndrias
São organelas ovóides ou em bastonete, formadas por uma dupla membrana lipoprotéica e uma matriz. A membrana externa é contínua e a interna forma as cristas mitocondriais. Nestas, prendem-se as partículas mitocondriais, constituídas por enzimas respiratórias: NAD, FAD e citocromos. Possuem DNA, sintetizam proteínas específicas e se auto-reproduzem. Produz energia na célula, sob forma de ATP.


: : :  célula e energia (respiração celular)  : : :

O que é a respiração celular?
A respiração celular é a obtenção de energia pela oxidação de moléculas orgânicas, principalmente glicose.
Equação geral da respiração:

C6H12O6 + 6O»  6CO2 + 6H2O + energia
glicose + oxigênio -> gás carbônico + água + energia

SS ciencia


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