Estudo Dirigido BCM

BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR

Princípios universais da célula viva:

1. A informação genética encontra é armazenada sob forma de DNA;

2. Sequências de DNA codificam RNA que leva a síntese de proteínas;  

3. Estruturas macromoleculares montam-se a partir de subunidades;

4. As membranas crescem por expansão de membranas preexistentes;

5. Interações sinal-receptor posicionam constituintes celulares;

6. Constituintes celulares movimentam-se por difusão e bombas;

7. Receptores e mecanismos de sinalização permitem a adaptação celular às condições ambientais;

8. Mecanismos de retroalimentação controlam composição molecular, o crescimento e diferenciação.

C, H, O e N, são os átomos fundamentais pra formação das proteínas, açúcares, lipídeos e ácidos nucleicos.

As células têm 4 famílias principais de moléculas orgânicas pequenas:

- Açúcar: monossacarídeos (ex.: glicose ou ribose), (carboidratos);

- Nucleotídeo: formado por: bases (adenina, citosina, timina, guanina, uracila) + açúcar (pentose) + grupo fosfato, subunidades do DNA e RNA;

- Aminoácidos: subunidades de proteínas, 20 principais tipos, seus grupos laterais ditam a estrutura da proteína, polares (hidrofílicos) e apolares (hidrofóbicos);

- Lipídeos: ácidos graxos, triglicerídeos, esteroides, hormônios.

DNA: depósito de informações que possuem a carga genética de cada ser vivo. A polimerização a partir de um molde é a maneira pela qual estas informações são copiadas.

INTERAÇÕES MOLECULARES

Ligações não covalentes fundamentais (uma interação efetiva ocorre quando várias ligações fracas ocorrem simultaneamente):

- Ligações eletroestáticas;

- Pontes de H: se formam entre dois grupos polares;

- Ligações de van der Waals.

ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS (formadas por L-aminoácidos; ligações peptídicas):

Primária: sequência de aminoácidos;

Secundária: α-hélice e folha-β-pregueada;

Terciária: junção de várias estruturas secundarias (tridimensional);

Quaternária: estrutura completa (+ de 1 cadeia polipeptídica).

[pic 1]

Os anticorpos ou imunoglobulinas são proteínas produzidas pelo sistema imunológico em resposta a moléculas estranhas. Eles se ligam aos seus antígenos inativando-os ou marcando-os para serem destruídos.

As enzimas (classe proteica) agem como catalizadores, se ligam ao substrato e os convertem em 1 ou mais produtos.

Proteínas motoras: movimentação. Ex.: actina e miosina.

MEMBRANA PLASMÁTICA:

Camada envoltória da célula. É feita em forma de mosaico fluido de estrutura fosfolipídica, sendo os fosfoglicerídios os principais. Sua camada mais interna é hidrofóbica (aversão a água) e a mais externa é hidrofílica (afinidade com a água). Na imagem há a demonstração de como a membrana se comporta, de forma a evitar o contato do meio hidrofóbico com o meio aquoso:

[pic 2][pic 3]

As moléculas fosfolipídicas da membrana, não se encontram em estado estacionário. Elas são capazes de realizar 2 movimentos: de difusão lateral, movimento que a permite inverter a posição com uma molécula que se encontra ao seu lado; de flip-flop, que permite a troca de posição de uma molécula com sua oposta; de rotação, onde ela gira em torno do seu próprio eixo; e de flexão, que permite com que ela movimente sua camada hidrofóbica.

Todas as células possuem proteínas especializadas em sua membrana que servem para transportar moléculas específicas de um lado ao outro (proteínas transportadoras de membrana). Elas determinam amplamente quais moléculas entram ou saem das células, e as proteínas catalíticas dentro da célula determinam as reações que essas moléculas sofrerão. Existem 2 tipos de transporte: PASSIVO (sem gasto energético. Ex.: osmose) e ATIVO (com gasto energético).

TIPOS DE PROTEÍNAS DE MEMBRANA:

[pic 4]

Transporte através da membrana celular (proteínas):

Bombas: enzimas que utilizam a energia do ATP ou luz para mover solutos através das membranas;

Carreadores: proteínas que fornecem um caminho passivo para soluto através da membrana seguindo um gradiente de concentração;  

Canais: são poros específicos para determinado íon que tipicamente abrem e fecham temporariamente de forma regulada. O movimento dos íons através da membrana, de forma controlada, proporciona o potencial elétrico das membranas.

Tipos de canal iônico: uniporte, antiporte e simporte.[pic 5]

CURIOSIDADES: *A incapacidade de absorver Na⁺ resulta em hipoglicemia;

                             *Fibrose cística: falta de aminoácido que compromete a estrutura da proteína CFTR (defeito no transporte do íon Cl⁻; não absorvendo H₂O “hipertônico”)

                             *Citoesqueleto: guia o movimento celular

MATRIZ EXTRACELULAR

Seres multicelulares = células + matriz extracelular (MEC)

É uma malha organizada de macromoléculas que circulam em volta das células de um tecido. Embora varie em composição, em geral, é composto de uma substância de base amorfa (contendo principalmente os GAGs, proteoglicanos e glicoproteínas) e fibras , juntamente com água e outras moléculas pequenas (por exemplo, nutrientes, íons, ...), constitui o ambiente extracelular. Ao afetar as atividades metabólicas das células, a MEC pode alterar as células e influenciam a sua forma, a migração, a divisão e diferenciação.

GAG (mucopolissacarídeos): são polissacarídeos longos formados por unidades repetitivas de dissacarídeos.

Metaloprotease da MEC

Importância biológica:

- Remodelamento durante a embriogênese (reabsorção da cauda do girino);  

- Cicatrização de ferimento;  

- Involução tecidual (timo);  

- Descamação endotelial durante a menstruação;  

- Implantação do zigoto na parede uterina.

Grupos de macromoléculas:  

1. Proteínas fibrosas: Colágeno e Elastina;  

2. Proteínas multiadesivas: fibronectina e laminina;  

3. Glicosaminoglicanos e Proteoglicanos.