VÍDEO SOBRE A ESTRUTURA GERAL DA CÉLULA

Olá pessoal, este pequeno vídeo é muito interessante e mostra um pouco sobre a história da criação e do avanço dos instrumentos óticos que resultaram no descobrimento das células que é a base funcional e estrutural de todo organismo vivo.

MITOCÔNDRIA

Mitocôndria (do termo grego -> mitos (alongado, fio, linha) + chondrion (pequeno grânulo). É uma organela, uma das mais importantes e fundamentais para a sobrevivência dos seres vivos. Esta presente nas células eucariontes que se alimenta de substâncias orgânicas como a glicose, liberada pela célula hospedeira, a qual converte em energia.

• Possuem estruturas alongadas;
• Podem se mover no citoplasma;
• Podem mudar a sua conformação.

A liberação de energia é indispensável para o trabalho celular. Por isso a mitocôndria usa o oxigênio e substâncias orgânicas, tais como açúcares e transforma em energia. A energia é liberada e utilizada em diversas formas no trabalho celular: produção de calor, síntese de macromoléculas, transporte ativo, etc. Quanto mais ativo a célula eucarionte, maior será o número de mitocôndrias encontradas nela.

Estrutura

A mitocôndria contém uma membrana externa, uma membrana interna e dois compartimentos internos.

Membrana externa

• 50% de lipídeos e 50% de proteínas;
• Várias enzimas;
• Porina - permeabilidade a todas as moléculas de 5000 daltons ou menos;
• Lisa;
• Rica em colesterol.

Membrana interna

• Impermeável a íons, proteínas transportadoras (selecionam o que vai passar);
• 20% de lipídeos e 80% de proteínas (enzimas, transportadores);
• Possuem cristas (o número de cristas em uma mitocôndria de uma célula muscular cardíaca é 3 vezes maior que uma célula hepática.

Matriz

• Enzimas;
• Metabolismo piruvato e ácidos graxos em acetil-coA;
• Oxidação do acetil-coA no ciclo do ácido cítrico;
• DNA mitocondrial (codifica 13 proteínas), 
• RNA transportadores.

 

CITOESQUELETO

Aspectos Gerais 

No inicio, achava-se que o citoesqueleto servia somente para dar suporte às células, ou seja, manutenção do formato da célula e posicionamento dos seus componentes. Atualmente, com o avanço considerável da ciência, podemos perceber que a função do citoesqueleto vai mais além do que se achava, pois estabelece, modifica e mantém a forma da célula e é responsável pelos movimentos das células: contração, emissão de pseudopodos, deslocamento de organelas, cromossomos, vesículas, grânulos, etc.

Principais elementos do CITOESQUELETO:

• Microtúbulos;
• Filamentos de Actina;
• Filamentos de Miosina;
• Filamentos Intermediários (estável - sustentavél/sem movimento);
• Outras Proteínas Motoras

Microtúbulos

Os microtúbulos são estruturas proteicas, cilindros delgados e longos. Existem dois tipo de tubulinas: Tubulina Alfa e Tubulina Beta que se associam formando dímeros proteicos. 

Funções

• Movimento de Cílios;
• Movimento de Flagelos;
• Transporte Intracelular de Partículas;
• Deslocamento de Cromossomos Durante a Divisão Celular;
• Estabelecimento e Manutenção da Forma Celular;
• Transporte de Vesículas Intracelulares;
• Fuso Mitótico: Microtúbulos: Separação dos Cromossomos.

Filamentos de Actina

Os filamentos de actina são formados por duas cadeias em espiral de monômeros globosos de proteína actina G de (caráter globular), que se polimerizam parecendo dois colares de pérolas, chamado assim de actina F (caráter fibroso). 

• Muito abundante nas células musculares;
• Presente em outros tipos de células: de 5 a 30% das proteínas totais do citoplasma.

Funções

• Córtex Celular: Camada por dentro da membrana plasmática - reforço na estrutura;
• Movimentos Celulares: ameboides e fagocitose.

Filamentos Intermediários

Os filamentos intermediários são chamados assim pois possuem diâmetro de tamanho intermediário (entre os filamentos de miosina que são grossos e os de actina que são finos). Eles são estáveis, ou seja, não se alongam ou encurtam. 

Eles podem ser formados por diversas proteínas diferentes: queratina, vimentina, desmina (células musculares), etc.

Função

• São elementos estruturais.

Movimentos Celulares

Se olharmos com auxílio de um microscópio uma célula viva, veremos que ela se contrai, se expande e se movimenta em grau variável. Além disso, veremos que as organelas e grânulos não são fixos, se movimentam no interior da célula.

Movimentos que Causam Modificação da Forma da Célula

• Contração das células musculares;
• Movimento amebóide: locomoção de células do sistema imune;
• Divisão celular;
• Células mioepiteliais (células presentes em grânulos exócrinas auxiliam a expelir a secreção);
• Transporte de moléculas intracelulares;
• Maioria dos movimentos: deslizamentos dos filamentos de actina sobre os de miosina.

MEMBRANAS CELULARES

Aspectos Gerais

Toda célula existe uma membrana e tem 3 funções principais. Revestimento: que promove o formato celular. Proteção: para o ambiente externo e Permeabilidade Seletiva: o que permite a passagem de substâncias que a célula necessita para sua sobrevivência e descarta aquilo que não necessita.

A membrana é composta de: lipídeos, proteínas e carboidratos. Sua estrutura é semelhante às demais membranas encontradas na célula, mas, podem apresentar diferenças no tipo de lipídeos, carboidratos e proteínas associados. 

                                                                                                                                                                  http://nextews.com/images/30/e8/30e846737e0c0ecc.jpg

                                                                   

 Estrutura

As membranas celulares possuem bicamadas lipídicas: Fosfolipídeos e Colesterol. Os fosfolipídeos são os lipídeos mais abundantes das membranas celulares e parte desses fosfolipídeos são hidrofílicas, ou seja, tem afinidade por água e está localizado na parte externa da bicamada. Já a outra parte são hidrofóbicas, ou seja, não possuem afinidade por água e está localizado na parte interior da bicamada.

Tipos de fosfolipídeos encontrados nas membranas celulares:

• Fosfatidilcolina;
• Fosfatidilserina;
• Fosfatidilnositol.

As duas faces da membrana plasmática não são iguais em sua composição, ou seja, existem diferença no tipo de fosfolipídeos, proteínas e carboidratos. Como foi citado acima.

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Permeabilidade das Membranas

Transporte Passivo (sem gasto de energia)

Difusão Simples

Realizada através da membrana lipídica (semi permeável) de forma espontânea, de acordo com o gradiente de concentração do soluto.

• N2
• CO2
• O2
• H2O
• Uréia, Esteróides, Ácidos Graxos, Glicerol

Difusão Facilitada

Realizada através de canais iônicos e de permeases presentes nas membranas que facilitam e regulam a transferência de solutos.

*Permeases: transpotadores

*Canais iônicos: poros, túneis - formados por proteínas transmembranas. Existem em todas as células, na membrana plasmática e nas organelas. 

Transporte Ativo (com gasto de energia)

Transporte do soluto é realizado em direção contrária ao seu gradiente de concentração, ou seja, haverá gasto de energia. Isso ocorre com ajuda de proteínas carreadoras, que são chamadas de bombas.

*Bomba de sódio e potássio 

BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR

Aspectos Gerais

99% da massa das células é formada de: hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio. Principalmente, água e compostos de carbono. 

As células são compostas de macromoléculas poliméricas. Mas o que são polímeros ? São macromoléculas, ou seja, grandes moléculas formados pela combinação das moléculas menores chamadas de monômeros. 

Os polímeros que constituem as seres vivos são chamados de biopolímeros e os mais importantes são:

• Proteínas (Constituída de aminoácidos);
• Polissacarideos (Vários monossacarídeos);
• Ácidos Nucleicos DNA/RNA (Nucleotídeos).

Existem alguns polímeros celulares que possuem agrupamentos químicos que apresentam alta afinidade pela água, são chamados de Hidrofílicos:

• Hidrato de Carbono;
• Proteínas;
• Ácidos Nucleicos.

Mas também, existem alguns polímeros celulares que possuem agrupamentos químicos que apresentam baixa afinidade pela água, são chamados de Hidrofóbicos:

• Lipídeos.

Ácidos Nucleicos

Ácidos Nucleicos são macromoléculas formados por nucleotídeos que são monoméricas menores. Que por sua vez é formado por três partes:

• Pentose: É um açúcar formado por cinco carbonos;
• Ácido Fosfórico: Faz ligação entre nucleotídeos da mesma cadeia, esta presente no DNA e no RNA;
• Base Nitrogenada: Dividida em dois grupos. Grupo 1: Bases de anéis duplo - adenina e guanina. Grupo 2: Bases de anéis simples - timina, citosina e uracila.

Todos os seres vivos possuem duas classes de ácidos nucleicos: o DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico).

O DNA é o nosso banco da informação genética e essa informação é copiada (transcrição) pelo RNA mensageiro que possui o código que estabelece a sequência de aminoácidos das proteínas (tradução).

Outras Moléculas Menores

Agora vou citar algumas moléculas menores que são importantes na constituição e função das células:

• Água;
• Sais Minerais;
• Vitaminas;
• Lipídeos.

Macromoléculas Complexas

Diferentes macromoléculas podem se associar, formando complexos:

• Lipoproteínas (Lipídeos + Proteínas);
• Glicoproteínas (Polissacarídeos + Proteínas);
• Nucleoproteínas (Ácido nucleico + Proteínas).

São moléculas menores que se unem formando uma grande molécula.

Proteínas

As proteínas estão presentes em todos os seres vivos e participam em todos os processos celulares, como:

• Replicação do Ácido Desoxirribonucleico (DNA);
• Respostas a Estímulos;
• Transporte de Moléculas. 

Muitas proteínas são enzimas que catalisam as reações bioquímicas que são vitais para o metabolismo. Elas também possuem funções estruturais e mecânicas, como por exemplo: ACTINA e MIOSINA nos músculos e do CITOESQUELETO que mantêm a forma celular. Podem ser diferentes em quantidade, tipo e ordem (posição) do aminoácido, ou seja, as proteínas diferem entre si na sua sequência de aminoácidos, que é determinada pela sua sequência genética, a qual esta codificada no código genético.

As proteínas são compostas por muitas subunidades pequenas (monômeros) denominadas: AMINOÁCIDOS.

• Aminoácidos naturais são aqueles que nosso corpo produz;
• Embora existam mais de 150 aminoácidos, somente 20 deles são encontrados nas proteínas;
• 9 aminoácidos, chamados de aminoácidos essenciais, não podem ser sintetizados pelo nosso corpo e, por essa razão, devem ser consumidos em alimentos ou suplementos;
• Os aminoácidos são unidos por ligações peptídicas formando então, cadeias polipeptídicas.

Carboidratos

Carboidratos, glicídeos, glucídios ou hidratos de carbono. São macromoléculas constituídas principalmente por Carbono, Hidrogênio e Oxigênio. Os carboidratos armazenados fornecem ao corpo uma forma de energia rápida disponível:

•  1g CHO -> 4kcal de energia. 

Os vegetais sintetizam carboidratos a partir da interação:

• CO2, H2O e energia solar -> fotossíntese 

As 3 Formas dos Carboidratos

Monossacarídeos

São carboidratos pequenos com reduzidos números de átomos de carbono em sua molécula.

• São açúcares simples como a glicose e a frutose;
• pode ser encontrada em alimentos ou formada no trato digestivo como resultado da clivagem de CHO mais complexos;
• A glicose é familiar para a maioria de nós e, frequentemente, é referida como "açúcar sanguíneo";
• A frutose é encontrada nas frutas e no mel.

  Dissacarídeos

São carboidratos resultantes da união de duas moléculas de monossacarídeos, essa ligação ocorre por meio da ligação glicosídica. 

• Ex.: açúcar de mesa (sacarose) -> glicose + frutose;
• A sacarose é considerada o dissacarídeo dietético mais comum nos USA e representa 25% da ingestão calórica total da maioria dos americanos;
• Esta presente na cana-de-açúcar, beterrabas e mel.

Polissacarídeos

São carboidratos grandes formados pela união de 3 ou + monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo um polímero de monossacarídeos. 

• Classificados como vegetais (celulose e amido) ou animais (glicogênio);
• Amido -> milho, grãos, feijões, batatas e ervilhas. Facilmente digeridos pelos humanos;
• Glicogênio: É o termo utilizado para o polissacarídeo armazenado no tecido animal e é sintetizado nas células pela ligação de moléculas de glicose por meio da ação da enzima glicogênio sintetase;
• Durante o exercício, as células musculares quebram o glicogênio em glicose (glicogenólise) -> fonte de energia;
• Glicogenólise no fígado é liberada na corrente sanguínea e transportada aos tecidos por todo o corpo;
• A síntese de glicogênio é um processo contínuo nas células.

Gordura - Lipídeos

As gorduras são produzidas por processos orgânicos tanto em vegetais como em animais. As gorduras é principal fonte de ácidos graxos, que é muito importante na dieta.

A gordura corporal armazenada é um combustível ideal para o exercício prolongado, já que as moléculas de gordura contém grandes quantidades de energia por unidade de peso. Ex.: 1g de gordura -> 9kcal de energia.

• As gorduras são insolúveis em H2O (água);
• Podem ser encontradas em vegetais e animais;
• Em geral, podem ser classificados em 4 grupos:

1. Ácidos Graxos

• É o principal tipo de gordura utilizada pelas células musculares para o fornecimento de energia.

2. Triglicerídeos

• O maior armazenamento ocorre nas células adiposas;
• Também é armazenado em muitos tipos de células, incluindo o músculo esquelético;
• Em momento de necessidades, os triglicerídeos podem ser quebrados em suas partes componentes com os ácidos graxos, sendo utilizados como substratos energéticos pelo músculo e outros tecidos;
• O processo de degradação dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol é denominado lipólise e é regulado por uma família de enzimas denominadas lipases;
• O glicerol liberado pela lipólise não é uma fonte energética direta para o músculo, mas pode ser utilizado pelo fígado para sintetizar glicose;
• Por isso que toda molécula de triglicerídeo é uma fonte útil de energia para o corpo. 

3. Fosfolipídeos 

• Não são utilizados como fonte energética pelo músculo esquelético durante o exercício;
• São lipídeos + ácido fosfórico e sintetizados em paticamente todas as células do corpo;
• Os papéis biológicos dos fosfolipídeos variam desde a manutenção da integridade estrutural das membranas celulares até a bainha da isolamento em torno das fibras nervosas.

4. Esteróides

• Não são gorduras utilizadas como fontes de energia durante o exercício;
• O esteróide mais comum é o colesterol;
• O colesterol é um componente de todas as membranas celulares;
• Pode ser sintetizado em qualquer célula do corpo;
• Além de seu papel na estrutura da membrana, o colesterol é necessário para a síntese dos hormônios sexuais estrogênio, progesterona e testosterona.

ASPECTOS GERAIS DAS CELULAS

O foco do estudo da Biologia Celular e Molecular é a célula, como o elemento básico constituintes dos seres vivos. Estudam os componentes celulares e moleculares, no tocante às propriedades, estruturas, funções e organelas que constituem as diferentes formas de vidas: animais, vegetais, protozoários, bactérias.
A disciplina acadêmica de Biologia Celular e Molecular é estudada em cursos das áreas de Ciências Biológicas e Saúde.

As duas classes de células

1. Procariontes: Caracterizada pela escassez de membranas. Nelas, geralmente a unica membrana existente é a membrana plasmática. Não contém membranas que separam os cromossomos do citoplasma. Os seres vivos que tem células procariontes são denominados procariotas, é possível citar as bactérias.

Bactérias

• Separada do meio externo por uma membrana plasmática. Essa membrana é constituída por um complexo de proteínas e glicosaminoglicanas e tem a função protetora;
• Citoplasma: ribossomos + RNA mensageiro: polirribossomos;
• Cromossomos circulares (DNA): nucleoides;
• Ausência de citoesqueleto. 

2. Eucariontes: Caracterizada pelos seus compartimentos o que a torna complexa. Possui duas partes morfologicamente distintas: O citoplasma e o núcleo. Seus diversos compartimentos são organelas membranosas , tais como o retículo endoplasmático, complexo de golgi, mitocôndria e os cloroplastos. Essas células possuem citoesqueleto, é possível citar os protozoários, algas, fungos, plantas e animais. 

Citoplasma

• Contém organelas: mitocôndrias, retículo endoplasmático, complexo de golgi, lisossomos, peroxissomos. Além disso, há depósito de diversas substâncias, como grânulos de glicogênio, gotículas de gordura. 

Membrana Plasmática

• Parte mais externa do citoplasma;
• Separa a célula do meio externo;
• Manter constante o meio intra celular;
• Bicamada lipídica - fosfolipídeos + proteínas.

Mitocôndria

• Converte glicose em energia - ATP (Adenosina Tri-Fosfato); 
• Os neurônios, células do coração e células musculares, possui bastante mitocôndrias.

Retículo Endoplasmático Liso e Rugoso 

•  São redes de vesículas achatadas, vesículas esféricas e túbulos que se intercomunicam formando um sistema contínuo.

Comlexo de Golgi/Aparelho de Golgi

• Constituído por versículas esféricas ou achatadas;
• Endereçamento de moléculas sintetizadas na célula - vesículas.

Lisossmos

• Organela de forma e tamanho variável, cujo interior é ácido e contém diversas enzimas hidrolíticas;
• Digerir moléculas internalizadas por pinocitose, fagocitose e organelas da própria célula que estão desgastadas.

Citoesqueleto

• Sustentação da célula;
• manutenção da forma da célula;
• movimentação da célula (contração e deslocamento).

Núcleo

• Envoltório nuclear: poros - transito de moléculas;
• Lugar em que se encontra o DNA.