A Biologia Celular

• - DIFERENCIAR CÉLULAS PROCARIONTES DE EUCARIONTES
• - DIFERENCIAR CÉLULA ANIMAL E VEGETAL (PRINCIPALMENTE EM NÍVEL DE ORGANELAS)
• - MEMBRANA CELULAR
• - TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
• - TRANSPORTE DENTRO DOS COMPARTIMENTOS CELULARES (INTRA E EXTRACELULAR/ TRANSPORTE VISICULAR)
• - COMUNICAÇÃO CELULAR (PROCESSOS)
• - SINALIZAÇÃO CELULAR (MECANISMOS BÁSICOS E SEUS CONCEITOS)

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DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES

PROCARIONTES

• São antigas e primitivas, portanto possuem estrutura mais simples em relação às eucariontes
• Não possuem envelope nuclear, o DNA fica disposto no citoplasma
• Apresentam, como organela, apenas o ribossomo, responsável pela síntese de proteínas
• A troca de sustância com o meio externo e a proteção são realizadas através da parede celular
• Tem funcionamento simples
• Exemplos:

• Bactérias
• Cianobactérias (algas azuis)

EUCARIONTES

• Frutos do processo evolutivo, portanto são mais complexas em nível estrutural
• Apresentam membrana plasmática, responsável pela troca de substância com o meio externo e proteção
• Apresentam várias organelas celulares, responsáveis por realizar diversas funções celulares. São elas

• Mitocôndria: Responsáveis por produzir toda a energia para as atividades celulares.
• Complexo de Golgi: Armazena parte das proteínas (que serão usadas posteriormente) produzidas numa célula, entre outras funções
• Centríolos: São estruturas cilíndricas, que participam da divisão celular, orientando o deslocamento dos cromossomos durante o processo. Presente somente em células animais e em alguns grupos vegetais
• Ribossomos: Responsáveis pela produção das proteínas necessárias ao organismo.
• Lisossomos: São organelas responsáveis por digerir partículas alimentares fagocitadas pela célula. Presente somente em células animais
• Peroxissomos: Promovem a decomposição do peróxido de hidrogênio e a oxidação de ácidos graxos.
• Plastos: São organelas formadas por dupla membrana e que apresentam DNA próprio, possuem a função de armazenamento e fotossíntese, o plasto mais conhecido é o cloroplasto, porem há também os cromoplastos (apresentam carotenoides) e os leucoplastos (são incolores). Presente somente em células vegetais
• Vacúolo de Suco Celular: É uma estrutura saculiforme que apresenta a função de armazenar substâncias, degradar macromoléculas, manter o pH adequado da célula, garantir a regulação osmótica, entre outras funções. Presente somente em células vegetais
• Glioxissoma: Está relacionado a síntese de glicídios a partir de lipídios. São encontrados em maiores quantidades em células de sementes, onde exercem papel fundamental na germinação. Presente somente em células vegetais
• Retículo Endoplasmático Liso e Rugoso: Apresentam várias funções, mas uma das principais é facilitar o transporte e a distribuição de substâncias no interior da célula. R.E. Rugoso apresenta ribossomos “grudados” na membrana da organela, já o R.E. Liso não apresenta esses ribossomos.

• O material genético, fica dentro do núcleo, protegido por uma membrana (envelope nuclear), portanto separado do citoplasma.
• Exemplos:

• Animais
• Vegetais
• Protozoários
• Fungos
• Algas (excetos as algas azuis)

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DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS ANIMAIS E VEGETAIS

• Ambas as células possuem membrana plasmática (bicamada lipídica).
• Nas células vegetais, existe um envoltório que protege a membrana plasmática externamente, a parede celular, formada principalmente por celulose e responsável por garantir resistência e forma à célula e protege-la contra patógenos.
• Ao contrário das células animais, que utilizam polissacarídeos glicogênio como reserva energética, nas plantas a reserva é o amido.
• As células vegetais tem tubos ligando células adjacentes (plasmodesmos) e estabelecem canais para o transito de moléculas.
• Nas células animais, muitas se comunicam por meio das junções comunicantes, que são morfologicamente muito diferentes mas apresentam a mesma função dos plasmodesmos.
• Internamente nas células tanto animais quanto vegetais, existe uma grande quantidade de organelas; algumas são comuns aos dois tipos outras são exclusivas e consequentemente usadas para classificação. O quadro abaixo mostra as organelas.

Organelas Celulares	Célula Animal	Célula Vegetal
Ribossomo	Presente	Presente
Retículo Endoplasmático Liso	Presente	Presente
Retículo Endoplasmático Rugoso	Presente	Presente
Complexo de Golgi	Presente	Presente
Peroxissomos	Presente	Presente
Mitocôndrias	Presente	Presente
Lisossomos	Presente	Ausente
Centríolos	Presente	Ausente*
Plastos	Ausente	Presente
Vacúolos de suco celular	Ausente	Presente
Glioxissoma	Ausente	Presente
* - Está presente em alguns grupos de plantas como briófitas e pteridófitas

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MEMBRANA CELULAR

• Camada muito viscosa, que separa o meio intracelular do extracelular, sendo responsável pelo controle da entrada e saída de substâncias da célula

FUNÇÕES

• Manter a constância do meio intracelular (manter tudo no seu lugar)
• Transporte de pequenas moléculas
• Crescimento Celular
• Sinalização Celular
• Mobilidade Celular

COMPOSIÇÃO

• Lipídios, proteínas e hidratos de carbono, variando a proporção conforme o tipo de membrana. Ex.: Fibras Nervosas – 80% lipídios/Membranas mitocondriais – 25% lipídios (predomina proteínas, responsáveis pelo alto metabolismo destas membranas)

• Lipídios: São moléculas anfipáticas (possuem uma região hidrofílica e outra hidrofóbica)

• Existem três classes principais de moléculas lipídicas da membrana: fosfolipídios, glicolipídios e colesterol
• É uma bicamada assimétrica
• Composição lipídica da monocamada interna e externa são diferentes (reflete as diferenças de funções das duas faces de uma membrana celular)
• As moléculas lipídicas podem:

• Rodar em torno de seu eixo maior (trocas as “pernas” de lado)
• Trocar de lugar com sua vizinha (mover-se lateralmente)
• Fazer o movimento (raro) de flip-flop (inverter-se com o lipídio superior)

• É uma camada fluída (dependendo da sua composição)
• É de grande importância biológica, pois fazem o transporte na membrana e atividades enzimáticas
• O colesterol aumenta a propriedade de “barreira de permeabilidade” das bicamadas.

• Proteínas

• São responsáveis pela maioria das funções da membrana
• Atuam como receptores específicos, enzimas e proteínas transportadoras
• São classificados em 2 grandes grupos (baseados na facilidade de extraí-las da camada lipídica:

• Integrais ou Intrínsecas: Estão firmemente associadas aos lipídios e só podem ser separadas através de detergentes (70% da membrana plasmática)

• São moléculas anfipáticas, unindo-se aos lipídios por interação hidrofóbica e ao meio aquoso por hidrofilia.
• Proteinas de membranas associam-se com a bicamada de várias maneiras

• Transmembrana
• Ligadas através de lipídios
• Ligadas através de proteínas
• Periféricas ou extrínsecas

• Rodam em torno de um eixo perpendicular ao plano da bicamada.

• Carboidratos

• As proteínas da membrana são revestidas, decoradas ou escondidas por carboidratos
• Esses carboidratos ocorrem tanto como oligossacarídeos como polissacarídeos
• A região rica em carboidratos na superfície celular: Glicocálice ou Cobertura celular
• Tem por função:

• Proteção contra as lesões mecânicas e químicas
• Reconhecimento por proteínas da superfície celular
• Filtro, proporcionando à celular um microambiente especial com pH, carga eléteica e concentrações iônicas particulares

Organização da Membrana

• O modelo mais aceito da estrutura da membrana é o mosaico fluído

[pic 1]

• Porem todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica, sendo constituída por 2 camadas lipídicas (bicamada), responsáveis pela estrutura dessa membrana
• As proteínas são responsáveis pela atividade metabólica das membranas, sendo que cada membrana tem suas proteínas características

[pic 2]

• Existem uma grande assimétrica entre as duas faces da membrana plasmática, tanto na composição de lipídios como nas proteínas.

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TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA CELULAR

• Membrana plasmática se enquadra em uma permeabilidade seletiva, onde permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto.
• A passagem de partículas SEMPRE ocorre de um local de maior concentração para outro menor concentração.
• A passagem de partículas a favor do gradiente de concentração se dá até que a distribuição seja uniforme.
• A passagem de substâncias através das membranas envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar:

Transporte Passivo

• Transporte onde não existe gasto de energia para ocorrer
• Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas faces da membrana
• Osmose:

• Não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas
• Quando duas soluções contém a mesma quantidade de partícula por unidade de volume (mesmo que não do mesmo tipo), elas exercem a mesma pressão osmótica e são isotônica
• Hipertônica: Possui mais soluto e maior pressão osmótica
• Hipotônica: Possui menos soluto e menor pressão osmótica
• Quando os dois meios são separados por uma membrana, há maior fluxo de água da hipotônica para a hipertônica, até as duas se tornarem isotônicas
• Pode provocar alterações no volume celular
• A pressão osmótica pode ser medida com um osmômetro.

[pic 3]

• Difusão Simples

• Consiste na passagem do soluto, a favor do gradiente de concentração
• É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distancias forem curtas

• Difusão Facilitada

• Substancias entram na célula a favor do gradiente de concentração
• Sem gasto energético
• Velocidade maior que a permitida pela difusão simples
• A velocidade não é proporcional à concentração da substancia
• Presença de uma molécula transportadora (permeasse)
• Alguns solutos competem pela mesma permeasse
• A presença de um dificulta a passagem do outro

TRANSPORTE ATIVO

• As substancias são transportadas contra o gradiente de concentração
• Envolve gasto de energia (ATP -> ADP + P)
• Age com uma porta giratória
• A molécula a ser transportada se liga à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato
• A molécula transportadora fira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana
• Gira novamente voltando à posição inicial
• Bomba de sódio e potássio:

• Liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa
• Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa
• A energia para o transporte vem da hidrólise do ATP

[pic 4]

TRANSPORTE ACOPLADO

• Muitas membranas pegam carona com outras substancias ou ions
• A bomba de sódio e potássio expulsa ions de sódio da célula ao mesmo tempo que faz os ions potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (com gasto de energia)
• Concetração de ions de sódio dentro da célula fica baixa, o que induz esses ions a retornarem para o interior da célula
• As molécula de açúcar, cuja a concentração dentro da célula é alta aproveitam o ingresso do sódio e o “acompanham” para o meio intracelular
• Ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora”, que a mesmo tempo que favorece a entrada do ion sódio, também deixa entrar as moléculas de açúcar

[pic 5]

ENDOCITOSE E EXOCITOSE

• Transporte de grandes moléculas e partículas construídas por agregados moleculares
• Endocitose:

• Transporte de substancias do meio extra- para o intracelular
• Ocorre através de vesiculas limitadas por membranas, chamadas de vesículas de endocitose ou endociticas
• São formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida de fusão e separação de um segmento da mesma
• Existem três tipos de endocitose:
• Pinocitose

• Vesiculas pequenas
• A célula ingere molécula solúveis (teriam dificuldade pra entrar de outro modo)
• Envolve gasto de energia
• Muito seletivo para certas substancias (Ex.: sais, aminoácidos, certas proteínas [todas solúveis em agua])

[pic 6]

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