MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro Campus Duque de Caxias APOSTILA DE RERFORÇO DAS ATIVIDADES DIDÁTICO- PEDAGÓGICAS DA DISCIPLINA BIOLOGIA GERAL I Licenciatura em Química Profº Dr. Marcio Martins Loureiro
[email protected] 1 AULA PRÁTICA 1 – O MICROSCÓPIO Partes do Microscópio Como utiliza-lo O Microscópio é o instrumento destinado a observar seres e coisas tão pequenos que se tornam invisíveis a olho nu. Fundamentalmente, o microscópio está formado por um conjunto de peças móveis (parte mecânica) e por uma associação de lentes (parte óptica). A partir do momento em que o homem aprendeu e conseguiu polir a primeira lente, tornou-se possível o descobrimento de um mundo até então inimaginado, povoado de numerosos e variados seres. A princípio, o microscópio era formado por uma simples lente de aumento. Posteriormente, a associação de lentes tornou-se possível obter maiores aumentos, e com isto, o homem começou a “espionar” aquele mundo até então invisível, descobrindo mais e mais, à medida que as técnicas de preparo das lentes e a utilização de corantes evoluíram. Hoje em dia, não só usamos os microscópios comuns com lentes e luz, mas também microscópios eletrônicos que se utilizam de campos eletromagnéticos e feixes de elétrons, conseguindo com esta nova técnica, aumentos que ultrapassam a 100.000 vezes. É um “mergulho” no mundo do infinitamente pequeno. Agora que você já aprendeu algumas coisas sobre o microscópio e as partes que o constituem, vamos familiarizar-nos com o seu uso e entender o seu funcionamento. 1 – Quando giramos o parafuso macrométrico para um lado ou para o outro, aproximamos ou afastamos as lentes ___________________________ da mesa de platina. O que ocorre quando giramos o parafuso micrométrico? Há um movimento tão nítido quanto o anterior? ___________________________________ ___________________________________________________________________ 2 2 – Em seu microscópio localize o parafuso “charriot”, e faça o seguinte: a – Gire um dos parafusos e observe que movimento ele fará executará no microscópio . b – Gire agora o outro parafuso; produziu o mesmo movimento? c – Que movimento você poderá executar, se girar os dois parafusos ao mesmo tempo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________ Quando você estiver mais treinado em trabalhar com os parafusos do “charriot”, não terá dificuldade em seguir os movimentos dos mais ágeis microrganismos. 3 – Eleve o tubo canhão e girando o revólver, observe as diversas objetivas. São todas iguais e do mesmo tamanho? ________________________________ Observe a parte inferior das objetivas. São iguais os diâmetros das lentes? Estabeleça uma relação entre os artifícios de abertura das diversas objetivas e o número de aumentos gravados em cada lente. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 4 – O aumento de uma imagem vista ao microscópio óptico é sempre o produto dos aumentos fornecido pela ocular, multiplicado pelos aumentos fornecidos pela lente objetiva usada. Portanto, se você estiver usando uma ocular de 10 X e uma objetiva de 40 X, a imagem observada estará _____________________ vezes aumentada. 5 – Repare na figura, que, quanto maior for o aumento, menor será a área observada. Toda vez que for observar alguma coisa ao microscópio, use sempre a objetiva de menor aumento em primeiro lugar, pois ela lhe dará maior visão do material. Em seguida use o segundo aumento. Atenção: A objetiva 100x deverá ser usada em microscopia de imersão, isto é, coloca-se sobre a lâmina uma gota de óleo de cedro e, sobre esta gota, mergulha- se a objetiva. A função do óleo de cedro é proporcionar maior iluminação ao canhão. 6 – Localize em seu microscópio o condensador, movimente-o, para baixo e para cima, girando o seu parafuso. Em que posição você obterá um campo mais iluminado? Apenas movendo o condensador, poderemos variar a quantidade de luz do campo? ______________________________________________________ A finalidade do condensador, como o próprio nome indica, é a de reunir toda a luz refletida pela fonte luminosa, condensando um feixe estreito, mas de grande intensidade luminosa. Junto ao condensador existe o diafragma, que funciona da mesma maneira que os diafragmas das máquinas fotográficas, ou melhor, que funciona como a sua íris, aumentando ou diminuindo o tamanho da pupila, regulando assim a entrada de luz. Mova a alavanca que fecha e abre o diafragma. Houve mudança na iluminação do campo? ________________________________________________ 3 não dará uma visão nítida e real. d – se houver excesso de água por fora da lamínula ou se a lamínula estiver frouxa. Procedendo assim. b – tome uma lamínula. Tenha sempre em mente todos os recursos de que o microscópio dispõe para se obter melhor contraste. 4 . vagarosamente. de modo que o líquido se espalhe em toda extensão da lamínula. só a soltando quando o ângulo formado pela lâmina e lamínula for bem pequeno. Vamos agora observar alguma coisa ao microscópio e para isto precisaremos preparar uma lâmina. bem próximo da gota. deveremos absorver o excesso de água com um papel de filtro. Se o material estiver muito iluminado ou com pouca luz.___________________________________________________________________ Atenção: Em qualquer trabalho com o microscópio é de grande importância uma iluminação adequada. vá baixando a lamínula. Como montar uma lâmina a – coloque sobre uma lâmina limpa e desengordurada uma gota de água. c – agora. também limpa e desengordurada e encoste um dos lados na lâmina. você evitará a formação de bolhas de ar que poderão prejudicar o seu trabalho. Olhe. com letras bem pequeninas e nítidas. limpa e desengordurada. Quanto mais potente for a lente objetiva. c – sobre o jornal coloque a lamínula. Atenção: O foco de uma lente.Procure focalizar uma letra do jornal (a ou e) e verifique qual a sua posição no campo. 7. c – acenda a fonte luminosa de modo que a luz reflita através da lâmina.Para observar a lâmina ao microscópio proceda da seguinte forma: a – eleve o canhão girando o parafuso macrométrico. portanto. cuidado! 5 . isto é. b – prenda a lâmina com o material a ser observado nas pinças encontradas sobre a mesa de platina. g – a focalização final deverá ser feita com o micrométrico. e – gire o parafuso macrométrico até chegar bem próximo da lâmina. aumentando assim o risco de quebrá-la. varia com a potência da lente. Para montar a lâmina proceda da seguinte maneira: a – limpe bem a lâmina e coloque uma gota de água. o ponto em que a imagem aparece com maior nitidez. e verifique qual a sua posição na lâmina. para que lado a imagem se moverá? _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 10 . você suspenderá vagarosamente o canhão. (Atenção: Esta operação deverá ser realizada. pelo lado de fora. b – sobre a gota coloque o pedacinho de jornal e espere um pouco. em certas montagens isto terá grande importância. até que consiga ver alguma coisa. estragando o material e perdendo tempo). Notou alguma diferença?________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ ______________________________________________________________ Se você mover a lâmina para a sua direita. Atenção: Tenha o cuidado de fazer a montagem da lâmina sem deixar nenhuma bolha de ar entre lâmina e lamínula. girando-o para frente e para trás até conseguir o ponto onde a imagem tem maior nitidez (o foco). Como temos objetivas com diferentes aumentos. 8. pois assim procedendo você evitará quebrar a lamínula. 9. olhando pelo lado de fora e não pela ocular. f – olhando pela ocular. isto significa que teremos diferentes focos.Vamos agora passar para um aumento maior: a – eleve o canhão e troque a objetiva girando o revólver e torne a focalizar com todo cuidado. d – gire o revólver e coloque a objetiva de menor aumento. tanto mais próxima ela estará da lamínula.Recorte um pedacinho de jornal (mais ou menos 1 cm2). deixando o campo do microscópio bem iluminado. por isso só devemos usar um papel especial. Não desmonte qualquer parte do microscópio. 6 . pois poderá estragar o seu delicado mecanismo. para limpá-las. portanto. Nunca carregue o aparelho. seque-o com um paninho macio. Evite molhar o microscópio quando estiver trabalhando. Não passe os dedos nas lentes para limpá-las. uma segurando o braço do microscópio e a outra o sustentando pela base. tente! _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________ Cuidados com o Microscópio Como transporta-lo ? use as duas mãos. bem macio. Em comparação com a observação anterior. O vidro das lentes é facilmente arranhável (mais que o vidro comum). usando apenas uma das mãos. todo cuidado é pouco. Não gire o micrométrico indefinidamente para mover o canhão. se isto ocorrer. o campo aumentou ou diminuiu? E a imagem? A quantidade de luz no campo variou? Você já sabe os recursos para melhora-la. Este é um instrumento muito delicado e caro. Use-o somente para ajustar o foco e para as observações de profundidade. 7 . fosfolipídios. Isto só é possível com a ajuda de microscópios. Coloração de bactérias pelo Método de Gram A maior dificuldade encontrada pelos antigos microbiologistas era. Acrescentar lugol sobre o esfregaço e aguardar 1 minuto. formando um composto a iodopararosanilina. que é uma substância mordente. Retirar o excesso de cristal violeta num filete d’água. Cobrir o esfregaço com cristal violeta por 1 minuto. de animais mortos por pneumonia. com violeta de Genciana e iodo. para fixar as bactérias a lâmina. 4. que certas bactérias também se descoravam pelo álcool e. esta não encontra o que corar. em seguida se acrescenta lugol. trabalhando no diagnóstico de doenças respiratórias junto com o Dr. Tingindo-se os tecidos posteriormente continuavam destacando as bactérias. 8 . desenvolveu-se uma série de combinações entre substâncias químicas e corantes. e flambar rapidamente a lâmina no bico de Bunsen. em Berlin. 5. descora totalmente a fina camada de peptídeoglicanos. Com o tratamento pelo álcool. Adicionando-se a fucsina esta irá então. Friendlander. Com a adição do violeta se tinge a fina camada do glicopeptídeo. Com o tratamento pelo álcool. permanecendo a bactéria com a coloração violeta ao final da técnica. as bactérias neles incluídas permaneciam coradas. lipoproteínas e uma fina camada de peptídeoglicano. de suas estruturas. 6. corante de fundo. Adicionando-se a fucsina. 3. corar a referida camada permanecendo a bactéria corada em vermelho ao final da técnica. verificou que após corar cortes de pulmão. Émile Roux dividiu as espécies bacterianas em Gram positivas e Gram negativas para fins de identificação. evidenciando-as melhor. Para facilitar a observação dessas formas e estruturas. É ainda hoje o primeiro passo em qualquer chave de classificação bacteriana. O Dr. Gram aplicou esta técnica a esfregaços e registrou ainda. Cobrir o esfregaço com fucsina por 30 segundos. Com a adição do corante cristal violeta. se coravam pelo corante de fundo. conseguir combinações de corantes que permitissem destacar as bactérias em meio aos tecidos corados. Base da Técnica A parede celular das bactérias ditas Gram positivas é espessa e seus elementos constituintes principais são: peptídeoglicanos e ácidos teicóico. e posterior tratamento com álcool etílico. os tecidos perdiam facilmente a cor enquanto que. Lavar em filete d’água. Preparar um esfregaço de uma colônia bacteriana numa lâmina e esperar secar. A parede celular das bactérias ditas Gram negativas é mais fina e seus elementos constituintes principais são lipopolissacarídeos. Christian Gram. Inclinar a lâmina e lavá-la por 30 segundos com álcool. 7. Em 1886. este tinge a larga camada de glicopeptídeos. 2. este consegue penetrar muito mais facilmente nesta parede devido a quantidade de lipídios e. este não é suficiente para descorar. acrescentando-se o lugol fixa-se o violeta conforme dito anteriormente. Técnica 1. AULA PRÁTICA 2 – OBSERVAÇÃO DE BACTÉRIAS GRAM NEGATIVAS E GRAM POSITIVAS Um dos primeiros passos para identificação de um microrganismo é a observação de sua forma e. Composição do meio de cultura. A Gram-positividade não é uma propriedade definitiva. 9. pH do meio de cultura. Ação de substâncias químicas e outras substâncias que podem alterar a reação.8. . . Integridade da parede celular e membrana citoplasmática. As bactérias Gram positivas se coram em roxo e as Gram negativas em vermelho. ou à chama do bico de Bunsen. 9 . ou apoiada verticalmente a temperatura ambiente ou estufa. . Problemas na aplicação da técnica. . Idade da cultura – os resultados só são válidos para culturas de 18 a 24 horas. Alguns fatores podem alterar o resultado da coloração: . secar entre papel de filtro. Pingar 1 gota de óleo de cedro sobre a lâmina e observar em objetiva de 100x (Neste tipo de microscopia não utiliza-se lamínula). Realize o confecção do desenho científico e suas anotações conclusivas sobre a aula. 10. Lavar novamente em filete d’água. . 1 – Arrume um frasco de boca larga. trigo etc. Haverá relação entre o tipo de infusão e as espécies de microrganismos que aparecem? Investigue! 4. Após mais ou menos uma semana. 3 – Cubra a abertura do frasco com uma gaze e prenda-a com um elástico. passe a examinar periodicamente a infusão. grãos de arroz. capim.AULA PRÁTICA 3 – OBSERVAÇÃO DE PROTOZOÁRIOS OBTIDOS A PARTIR DE INFUSÕES.Realize os desenhos científicos e tire suas conclusões acerca da aula prática 10 . Guarde o copo num local que não receba luz direta. pois com o envelhecimento. desaparecem algumas espécies e aparecem outras. Você poderá preparar também outras infusões usando couve. e encha até a metade com água. 2 – Pique umas duas folhas de alface e coloque no copo. tendo o cuidado de misturar bem com a água. um copo ou um vidro de geléia. 11 . 12 . 13 . Faça o desenho científico deste tecido vegetal.Papel de filtro Procedimento: 1 – Retire uma folhinha da planta aquática (Elodea sp.Água. Observe as modificações sofridas pelas células deste tecido..). utilizarmos um pedaço de papel de filtro para substituirmos a água pela solução salina 2M entre a lâmina e a lamínula.microscópio. AULA PRÁTICA 4 . lâmina. Tente localizar o núcleo e o citoplasma. . basta pingarmos uma gota de solução salina 2M sobre um bordo da lamínula. e utilizando água. 14 . e no lado oposto. Fique atento para ver se os cloroplastos se movimentam (ciclose). solução salina 2M . 2 – Use a lente de pequeno aumento para ter uma idéia geral da folha e. Observe os corpúsculos verdes (cloroplastos) que preenchem as células. em seguida.OBSERVAÇÃO DE CÉLULAS DE Elodea sp. CICLOSE E OSMOSE Material: .folhas de Elodea sp. faça o desenho científico e tire suas conclusões. coloque um aumento maior. lamínula . prepare uma lâmina para observar ao microscópio. 3 – Para evidenciarmos a ocorrência de osmose. e cubra com lamínula. 15 .corante (azul de metileno) Procedimento: 1 – Com um swab realize um esfregaço com cuidado na parte interna de sua boca (mucosa bucal). 3 – Observe ao microscópio e procure identificar as células. Conseguiu observar as células? Qual o seu aspecto geral? Observou o núcleo? Faça o desenho científico da célula observada.microscópio. lamínula . lâmina.AULA PRÁTICA 5 .OBSERVAÇÃO DE CÉLULAS DE MUCOSA BUCAL Material: . 2 – realize um esfregaço do swab numa lâmina e pingue uma gota de azul de metileno sobre o local do esfregaço. swab .papel filtro. Os procariontes são considerados ancestrais dos eucariontes. Estes 5 reinos são: monera. que participam do controle do metabolismo celular. vegetal e animal e suas subdivisões. protista.algas Protozoários. metafitos e metazoários Envoltório nuclear ausente Presente DNA desnudo Associado a proteínas cromossomas único Múltiplos nucléolo ausente Presente Divisão Amitose. Dentre os organismos componentes destes cinco reinos podemos distinguir 2 tipos distintos de células – as procariotas e as eucariotas. Comparação entre a organização celular dos procariontes e eucariontes Características Células Procarióticas Células Eucarióticas Bactérias. As células eucariotas possuem o chamado núcleo verdadeiro. As células procariotas não possuem envoltório nuclear e tem seu DNA localizado num espaço chamado nucleóide. MÓDULO TEÓRICO 1 . cissiparidade mitose ou meiose ou bipartição Endomembranas Enzimas respiratórias e Presentes fotossintéticas na MP Mitocôndrias ausentes Presentes Cloroplastos ausente em células vegetais Parede celular não celulósica em células vegetais Exocitose e endocitose Ausente Presente Locomoção flagelos cílios e flagelos 16 .ORGANIZAÇÃO GERAL DAS CÉLULAS PROCARIOTAS Todos os organismos vivos conhecidos podem ser organizados em 5 reinos na chamada classificação de Whittaker. Esta membrana permite intercâmbios entre núcleo e citoplasma. outras cianofíceas e micoplasmas algas. tendo o seu DNA separado do citoplasma por uma membrana fosfolipídica chamada de membrana nuclear ou carioteca. fungi. 17 . As células procariotas são. 18 . com cerca de 1 mm. Bactérias Gram-negativas – Sua parede é muito complexa e é formada de 4 camadas diferentes. Algumas espécies de bactérias possuem acima da parede uma cápsula viscosa. cissiparidade ou amitose) o DNA após duplicado. Esta cápsula tem uma composição química variada e freqüentemente mucosa. a cápsula fornece resistência à fagocitose. O movimento dos flagelos depende de um fluxo de prótons que passam por um “motor” localizado em sua base. A membrana plasmática das bactérias tem a mesma estrutura trilaminar das células eucariotas e possui receptores. em bactérias aeróbias. Algumas bactérias possuem um DNA extra-cromossômico chamado de plasmídio que pode conferir resistência a antibióticos e produção de toxinas às bactérias. Muito de nosso conhecimento em biologia celular se deve a estudos deste microorganismo. Seu tempo de geração é de 60 min ou se acrescido de ácido nucléicos e aminoácidos pode chegar a 20 min. que aumentam a superfície da membrana e contém enzimas respiratórias. A membrana pode sofrer invaginações formando os mesossomos. Esta cápsula pode estar presente tanto em bactérias Gram-positivas como Gram-negativas. uma camada de peptideoglicanos fina. As bactérias possuem cromossomo único condensado numa região chamada de nucleóide seu DNA é circular. uma camada de lipoproteínas. as chamadas bactérias. proteínas transportadoras e enzimas da cadeia respiratória similares às encontradas na membrana interna das mitocôndrias. É uma estrutura rígida que dá forma e resistência às bactérias. Possuem a parede simples. Possuem ácido teicóico. e uma camada de lipopolissacarídeos (LPS) associada à membrana externa. em geral. esta camada torna a parede impermeável. de tamanho variado (de 3 a 12 m). As bactérias Gram-negativas possuem moléculas protéicas associadas a membrana externa chamadas de porinas que são canais para a passagem de moléculas como aminoácidos e carboidratos. pois na reprodução bacteriana (bipartição. que pode estar relacionada a patogenicidade da bactéria. codificando de 2000 a 3000 proteínas. A parede das bactérias pode ser de dois tipos e caracterizar dois tipos de bactérias: Bactérias Gram-positivas – quando coradas pela coloração Gram se coram de roxo. uma membrana externa trilaminar. Esta cápsula pode conter antígenos potentes que aumentam a imunogenicidade das bactérias. Composição: Parede celular – esta estrutura se encontra acima da membrana plasmática e é formada principalmente de peptideoglicanos. estes mesossomos estariam também envolvidos na divisão celular. Todas as bactérias possuem parede celular com exceção dos micoplasmas. separa-se atracado a membrana (mesossomos). formada de uma camada espessa de peptideoglicanos (também chamada de mureína ou mucopolissacarídeos) entre a cápsula e a membrana plasmática. São formados por um polímero da proteína flagelina. que não está presente nas bactérias Gram-negativas. Este fluxo impulsiona o flagelo que pode rotar em mais uma direção. Os flagelos são estruturas de locomoção. A superfície das bactérias pode possuir prolongamentos de 2 tipos: fímbrias e flagelos. A Escherichia coli é o procarionte mais conhecido. que formam canais de aderência entre bactérias para a troca de DNA (plasmídeos) durante o processo de conjugação. As bactérias possuem toxinas que podem ser de 2 tipos: endotoxinas. são altamente tóxicas e instáveis às altas temperaturas. MÓDULO TEÓRICO 2. existem só nas bactérias Gram-negativas e são os lipopolissacarídeos (LPS) da parede celular destas bactérias. não relacionados com a locomoção. são estáveis e em geral liberadas quando ocorre lise das bactérias. as que promovem aderência das bactérias com as células hospedeiras (Adesinas) e as fímbrias sexuais. Exotoxinas. são moléculas protéicas secretadas pelas bactérias Gram-positivas ou Gram- negativas. Existem dois tipos de fímbrias. As fímbrias são filamentos rígidos protéicos curtos e finos.VÍRUS 19 . Os vírus são partículas infectantes de células. Características dos vírus: São partículas infectantes de células. Os vírus podem ser vírus animais. Em primeiro lugar elas contêm ao mesmo tempo DNA e RNA ou contrário dos vírus. através da qual ocorrem trocas como o meio. As proteínas virais têm como funções principais: proteger o genoma. pois não apresentam a maquinaria genética necessária para a síntese das macromoléculas que vão formar um novo vírus. Fora das células os vírions podem se cristalizar. As bactérias Rickéttsias e as Clamídias são quase do tamanho de determinados vírus e são consideradas endoparasitas celulares. o que não acontece com o vírus. no entanto diferem dos vírus em três aspectos. 20 . O DNA formado é uma cópia do RNA viral que se incorpora ao DNA celular. Os vírus podem ter um invólucro viral que protege o capsídeo e é formado por fosfolipídios das células hospedeiras e por proteínas virais (Envelope). Os vírus são formados pôr capsídeo. As proteínas virais são antigênicas o que leva o hospedeiro a organizar defesas contra elas. sendo portanto. As formas vegetativas. não são capazes de se multiplicar fora de células hospedeiras. os vírus não apresentam atividades metabólicas. que podem ser distinguidos por seus hospedeiros. facilitar sua transferência para a célula hospedeira. As proteínas virais deste envoltório estão relacionadas com o reconhecimento do hospedeiro. não infectantes. Enquanto livres. cerca de 100 vezes menores que a bactéria E. Os vírus de RNA catalisam a síntese de DNA a partir do RNA. enquanto outros contêm RNA. vegetais e bacteriófagos (vírus que infectam bactérias). coli. As partículas virais possuem tamanho entre 10 a 300nm. este tipo de vírus é chamado de retrovírus e seu mais conhecido representante é o vírus da AIDS. O Vírion é a partícula de vírus completa que é capaz de infectar um hospedeiro. que é uma estrutura protéica formada por unidades menores chamadas capsômeros que envolvem o RNA ou DNA. não são considerados como seres vivos. Alguns vírus contêm DNA. Composição do Vírus: Os vírus são basicamente compostos de ácidos nucléicos e proteínas. Somente depois que infectam células hospedeiras os vírus passam a apresentar atividades metabólicas. portanto. apresentam uma membrana semipermeável. infectam as células e utilizam sua maquinaria genética para se reproduzir. que dependem completamente do hospedeiro para se multiplicarem. dos vírus são chamadas de profagos. facilitar sua aderência às células hospedeiras. mas necessitam da suplementação fornecida pelo hospedeiro e em terceiro lugar. Existem 3 tipos de vírus. Em segundo lugar elas apresentam parte da maquinaria de síntese para se reproduzirem. Os dois tipos de ácido nucléico jamais estão presentes no mesmo tipo de vírus. não há ganho nem perda de água pela célula. quando há perda de água da célula para o meio (ocorre em meio hipertônico) e o processo inverso é chamado de desplasmólise. sendo a principal responsável pelo controle de entrada e saída das substâncias da célula. aumentando a eficiência destes sistemas como por exemplo membranas de bactérias e mitocôndrias. Nas hemácias a perda de volume celular em meio hipertônico é chamado de crenação. numa tentativa de se equilibrar a quantidade de sais entre o meio e a célula. além de estar envolvida em processos de secreção celular. Nas hemácias a lise celular provocada pelo aumento do volume celular é chamada de hemólise. No Meio isotônico as concentrações de sais são iguais do lado de dentro e de fora da célula. seleciona a entrada e saída de substâncias na célula. MÓDULO TEÓRICO 3. Em situações extremas. ordenando uma cadeia enzimática. portanto ocorre entrada de água na célula. Modificações da concentração de sais do meio extracelular podem levar a modificações do volume intracelular devido a entrada e saída de água na célula. promover movimentação celular. estando também envolvida nos processos de modificação do volume celular. As membranas são capazes de conter sistemas enzimáticos inseridos. No meio hipotônico existem mais sais dentro que fora da célula. 21 . No Meio hipertônico existem mais sais do lado de fora que dentro da célula ocorrendo saída de água da célula para o meio externo. O controle de entrada e saída de água das células é chamado de osmose. Ela é responsável pela manutenção do equilíbrio do meio intracelular. A membrana plasmática é capaz de responder a estímulos externos. que são regiões capazes de reconhecer outras células ou moléculas específicas (estes receptores são em geral proteínas associadas à membrana). em células animais pode ocorrer lise celular. síntese de anticorpos e divisão celular. onde ocorre a lise das células vegetais. possui receptores celulares.MEMBRANA PLASMÁTICA A membrana plasmática é uma estrutura que possui a função de separar o meio intracelular do extracelular. Em células vegetais ocorre um fenômeno chamado de plasmólise. a parede celular das células vegetais pode se romper e ocorre o processo chamado de plasmoptise. quando a célula volta a seu volume normal. os esfingolipídios e o colesterol Arranjo estrutural da membrana As membranas são compostas de duas camadas lipídicas. proteínas e carboidratos. os glicolipídios. Os glicolipídios e glicoproteínas (lipídios e proteínas associados a carboidratos) têm sua parte glicídica (carboidratos) voltada para o lado externo da membrana. As proteínas das membranas plasmáticas são capazes de se deslocar ao longo das membranas sem gasto de energia. este processo é chamado de flip-flop. Já as membranas das fibras nervosas que têm como função básica proteção da célula. cujos principais são a fosfatidilcolina. Por exemplo. sendo chamadas de moléculas anfipáticas devido a sua capacidade de interagir com ambiente hidrofílico e também com um hidrofóbico. Composição das membranas: Em geral são compostas de lipídios. Os fosfolipídios da membrana também podem mudar de lugar ao longo de uma mesma face da bicamada lipídica. Os lipídios de membrana são capazes de influenciar na atividade desta estrutura. A camada externa da membrana tem os resíduos glicídicos das glicoproteínas e glicolipídios. e estas unidades de membrana embora sigam um modelo base de organização. Neste modelo as duas camadas lipídicas da membrana celular estão associadas por interações hidrofóbicas entre as cadeias apolares dos fosfolipídios. Os principais lipídios componentes das membranas são os fosfolipídios. a membrana passa a apresentar carga elétricas. o modelo de estrutura mais aceito é o do mosaico fluído. A estrutura trilaminar das membranas plasmáticas foi chamada de membrana unitária ou unidade de membrana. sendo chamadas de fosfolipoprotéicas. Os lipídios das membranas São moléculas longas com uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofóbica. A troca de fosfolipídios entre as duas faces da bicamada é pouco comum e para ocorrer depende da ação de uma enzima chamada flipase. 22 . com moléculas protéicas associadas. fosfatidilserina. e são 80% lipídicas. A membrana é assimétrica (não possui a mesma composição de lipídios comparando-se os lados externo e interno). que vão formar uma camada externa de açúcares chamada de glicocálice (ou glicocálix). e o fosfatidilinositol. fosfatidiletanolamina. e este deslocamento só ocorre entre proteínas de uma mesma camada. Quando há predominância da fosfatidilserina (fosfolipídio mais carregado) na face interna da membrana. as membranas mitocondriais têm maior proporção de proteínas que lipídios porque são metabolicamente muito ativas. A relação entre estes componentes da membrana varia de acordo com o tipo de estrutura ou células. Este modelo é válido para todas as membranas celulares. em geral a membrana externa é rica em fosfatidilcolina e a interna em fosfatidilserina ou fosfatidiletanolamina (fosfolipídios de membrana). variam bastante de uma célula para outra de acordo com a função. atividades como reconhecimento e capacidade catalítica (enzimática) estão diretamente relacionadas com proteínas de membrana. A membrana plasmática é uma estrutura trilaminar. fluídas e contínuas. entretanto. formada por uma camada hidrofóbica mediana (localizada no centro da membrana) e duas camadas hidrofílicas (polares) uma em contato com o meio extracelular e outra com o citoplasma das células. As proteínas transmembranares podem passar sua cadeia polipeptídica uma única vez pela membrana. São as chamadas proteínas transmembranares. Os grupamentos A. elas interagem apenas com a cabeça polar dos fosfolipídios ou com a parte das proteínas integrais. e estão muitas vezes relacionadas com os processos de transdução de sinais entre o lado externo das membranas e o lado interno. Estas moléculas podem ser marcadores de superfície celular. possuem uma galactose. Algumas das proteínas integrais podem ultrapassar de um lado ao outro das membranas. Existem 2 tipos de MHC. o processo de mitose cessa (neste caso o contato com células do mesmo tipo inibiria o crescimento celular). AB e O estão relacionados à presença de diferentes carboidratos presentes nas proteínas (glicoproteínas) transmembranares dos eritrócitos. Elas são obtidas puras com facilidade. B. sendo chamadas de proteínas transmembranares de passagem única ou unipasso. A capacidade imunogênica das células é conferida por moléculas glicoprotéicas. continuam proliferando. e a parte que fica para o lado externo das membranas é a parte hidrofílica da molécula protéica. proteínas transportadoras. neste caso as proteínas estão inseridas na bicamada lipídica da membrana. No caso de células cancerosas. Tipos de associação das proteínas aos lipídios da membrana plasmática: As proteínas de membrana podem estar associadas à bicamada lipídica constituinte das membranas de duas formas: Proteínas integrais ou intrínsecas. as pessoas do tipo B. receptores hormonais. Os grupos M-N estão relacionados à parte glicídica da proteína glicoforina. O sangue do tipo A contém N-acetilgalactosamina. A maioria das proteínas das membranas são integrais como por exemplo as enzimas. A função de Reconhecimento celular As células são dotadas de especificidade. Elas têm capacidade de inibição por contato. o MHC I que é o complexo da maioria das células do organismo e o MHC II encontrado principalmente nos leucócitos. que as permitem se reconhecerem e estabelecerem relações entre os tipos celulares afins. que possuem uma região associada a carboidratos voltada para o lado externo da membrana. ou várias vezes. 23 . as do tipo AB possuem galactose e N-acetilgalactosamina na mesma posição. E estão em contato com a cabeça polar e cauda apolar dos fosfolipídios. podendo ter extremidades no lado interno e no lado externo destas. já as pessoas do tipo O não possuem estes carboidratos na superfície de eritócitos. e se amontoando desordenadamente. Estas proteínas são presas aos lipídios por interações hidrofóbicas. estas moléculas formam o chamado complexo principal de histocompatibilidade (MHC). são retiradas facilmente das membranas (por aumento da concentração de sais do meio). as células crescem isoladamente e quando atingem um determinado grau de contato entre elas. como por exemplo as glicoproteínas de reconhecimento dos eritrócitos (hemácias) que estão relacionadas aos diferentes grupos sangüineos. isto é. Glicoproteínas e glicolipídios: São proteínas ou lipídios associados a membranas. as proteínas responsáveis pelo reconhecimento sangüíneo M-N. elas perdem a inibição por contato e mesmo depois de se encontrarem. Proteínas periféricas ou extrínsecas. sendo chamadas de proteínas transmembranares de passagem múltipla ou multipasso. Estes complexos são diferentes para cada indivíduo, sendo semelhantes somente no caso de gêmeos univitelinos. Mecansimos de Transporte através da membrana O transporte através da membrana pode ocorrer de duas maneiras, diretamente através dos fosfolipídios de membrana ou ser mediado por proteínas. Existem dois mecanismos de passagem através da membrana mediados por proteínas: o transporte ativo e a difusão facilitada. Difusão passiva é a passagem de substâncias através da membrana (entre os fosfolipídios de membrana), a favor de um gradiente de concentração (as moléculas do soluto tendem a ficar na mesma concentração em ambos os lados da membrana, do meio mais concentrado para o meio menos concentrado). Este é um processo que ocorre sem gasto de energia para a célula. Difusão facilitada é um tipo de difusão passiva, só que mediada por proteínas que formam canais nas membranas. Ocorre sem gasto de energia para as células, e é mais rápida e controlada que a difusão passiva. Este processo é específico para um tipo de molécula, por exemplo a D-glicose, que passa facilmente enquanto a L-glicose não. As proteínas relacionadas com este transporte são capazes de reconhecer a molécula a ser transportada. A velocidade de entrada nas células não é diretamente dependente da concentração da molécula. A entrada da substância na célula vai ser gradativa e pode chegar a um ponto de saturação que bloqueia a entrada desta, mesmo existindo ainda um gradiente de concentração. Este tipo de transporte está relacionado com a ligação da substância a ser transportada, com uma proteína transportadora, que facilita a entrada da molécula na célula. O Transporte ativo ocorre contra um gradiente de concentração e leva a um gasto de energia celular. Este gradiente pode ser químico ou elétrico, como o transporte de sódio pelas células, onde o sódio que está em menor concentração dentro da célula indo para o meio externo de maior concentração deste íon. Este tipo de transporte é mediado por proteínas. 24 Direção do transporte ativo através da membrana mediado por proteínas: O Co-transporte é o transporte de 2 substâncias ao mesmo tempo através da membrana e pode ser de dois tipos: simporte, neste tipo de transporte duas moléculas diferentes são transportadas na mesma direção. Como exemplo temos a entrada de glicose nas células epiteliais do intestino, que é acoplada à entrada de sódio. A molécula de glicose entra na célula juntamente com um íon sódio, estes íons entram a favor de um gradiente de concentração e auxiliam a entrada de glicose nas células. Outro tipo de co-transporte é o antiporte, onde as duas moléculas são transportadas ao mesmo tempo, sendo que em direções opostas, ou seja, uma molécula entra na célula e a outra sai . Como no caso da bomba de sódio e potássio, onde o sódio sai da célula e o potássio entra. Uniporte, no caso deste tipo de transporte, apenas uma molécula entra ou sai da célula em uma única direção, como por exemplo no caso dos transportadores de glicose. Transporte de moléculas grandes para interior das células ocorre por endocitose: O processo de endocitose envolve modificações da membrana que permitem o englobamento de moléculas pelas células. Existem dois tipos de endocitose: A Fagocitose que envolve a emissão de pseudópodes, isto é, a membrana plasmática sofre envaginação. A partícula a ser fagocitada, em geral é sólida, e se liga a receptores específicos que vão acionar o movimento celular para englobá-la. No organismo humano este processo depende de reconhecimento. Nos animais existem células especializadas em fagocitose, as células fagocitárias, que reconhecem corpos estranhos ou microrganismos invasores, englobando-os e destruindo-os (macrófagos e neutrófilos). Nos protozoários este processo está envolvido com a obtenção de alimentos. A molécula fagocitada é envolvida por uma membrana no citoplasma da célula fagocitária. Este vacúolo é chamado de fagossoma. Este fagossoma vai se fundir aos lisossomos para a digestão do material fagocitado, formando o fagolisossomo que depois do conteúdo digerido irá se unir à membrana para que haja a excreção celular ou clamocitose (mecanismo de exocitose). 25 A Pinocitose é o englobamento de lipídios e, moléculas líquidas em geral. Ela ocorre por uma invaginação da membrana e pode ser uma pinocitose não-seletiva onde são englobadas todas as partículas de soluto ao redor de uma região da membrana, independente do reconhecimento celular. A pinocitose na maioria dos casos é seletiva e ocorre em etapas. Primeiro ocorre a ligação da molécula a um receptor celular, depois o afundamento da membrana, e então, a formação de uma vesícula que vai para o citoplasma celular. Esta vesícula pinocítica é recoberta com proteína chamada clatrina (uma proteína do citoesqueleto) que auxilia na formação da vesícula e sua movimentação no citoplasma. Estas vesículas são chamadas de vesículas cobertas. Esta cobertura está relacionada com o transporte destas vesículas para dentro das células por meio de interações com outras proteínas do citoesqueleto. Mecanismos de adesão celular As células num organismo estão organizadas em tecidos e órgãos, e as células de uma forma geral estão dispostas sobre uma camada de proteínas secretadas pelas células deste tecido, onde o conjunto destas proteínas é chamado de matriz extracelular, cujo sua composição química forma uma espécie de leito ou assoalho onde as células podem interagir umas com as outras ou com estas proteínas de matriz, através de interações do tipo célula-matriz (quando a célula interage com proteínas de matriz) ou interações do tipo célula-célula (quando uma célula interage com outra célula) Os mecanismos de adesão celular são divididos em dois grandes grupos: os mecanismos de adesão não juncionais e os mecanismos de adesão juncionais. Os mecanismos não juncionais são mediados por proteínas de membrana, sendo considerados mecanismos de adesão relativamente fracos, enquanto que os mecanismos de adesão 26 colágeno e laminina).juncionais são mediados por especializações de membrana (modificações de membrana). Estas proteínas são dependentes de cálcio. Hemidesmossomos – corresponde a metade de um desmossomo. Outra diferença em relação aos desmossomos é que em vez de uma caderina em sua estrutura. As proteínas integrinas também podem participar de mecanismos de adesão juncionais tais como: hemidesmossomos e contato focal. criando o aparecimento de potenciais elétricos. Estas proteínas são dependentes do cálcio. Os mecanismos de adesão celular do tipo juncional são considerados mecanismos de adesão relativamente fortes e são mediados por especializações da membrana plasmática tais como: Juncões de oclusão – são mecanismos de adesão do tipo célula-célula realizadas por proteínas transmembranares de adesão. Realizam um mecanismos de interação do tipo célula-célula. condensação do citoplasma das 2 células realizado por proteínas citoplasmáticas conhecidas como desmoplaquinas. Os mecanismos do tipo célula-célula podem ser mediados pelas seguintes proteínas: CAM (Cell Adhesion Molecules) – Estas proteínas são integrantes da superfamília da imunoglobulinas. Neste tipo de mecanismos de adesão forma-se uma espécie de cinto de adesão contínuo entre células vizinhas. Complexo juncional – é um mecanismo de adesão celular do tipo célula-célula presente em epitélios próximos a extremidade celular livre. Caderinas – Esta proteínas além de participarem dos mecanismos de adesão não juncionais. que são glicoproteínas possuidoras de carboidratos voltados para o meio extra-celular com finalidade de interagirem com proteínas da matriz extracelular (principalmente fibronectina. com finalidade de migrarem para os tecidos e realizarem reações inflamatórias. Os mecanismos não juncionais do tipo célula-matriz podem ser mediados por proteínas integrinas e proteoglicanos. é encontrada uma proteína integrina (glicoproteína). e é composto por juncões de oclusão. devido a diferenças de concentração de íons nas faces de células vizinhas em tecidos epiteliais. 27 . Um exemplo clássico são os leucócitos. Os mecanismos de adesão não juncionais podem ser de dois tipos: célula-célula e célula-matriz. em que ocorre a conexão do córtex de actina (filamento do citoesqueleto) entre células vizinhas através de proteínas caderinas. A junção das 2 metades do citoesqueleto é realizada por proteínas caderinas (desmogleínas ou democolinas). que veda total ou quase totalmente a passagem de íons entre células vizinhas. Estas proteínas são dependentes de cálcio para realizarem interação. através da obstrução dos poros de membrana. Selectinas – São proteínas ligadoras de carboidratos em interações do tipo célula- célula. e atuam em mecanismo de adesão juncional do tipo célula-matriz. é considerado uma estrutura de adesão e vedação entre células vizinhas. são independentes do cálcio e são específicas de órgãos e tecidos. cujo sua estrutura é formada pelo espessamento de membrana de células vizinhas (formando uma placa arredondada). que apresentam selectinas em suas membranas para ligarem-se a carboidratos encontrados na superfície de células que compõem a estrutura de um vaso sangüíneo. sendo considerados mecanismos de adesão relativamente fortes. Junção aderente – é um mecanismo de adesão juncional do tipo célula-célula. portanto. que formam uma espécie de cordão no ápice de células epiteliais. e fixação de proteínas do citoesqueleto (filamentos intermediários). juncões aderentes e desmossomos. Desmossomos – são mecanismos de adesão do tipo célula-célula realizadas por modificações de membrana. também podem participar dos mecanismos juncionais tais como: desmossomos e junção aderente. formadores de uma espécie de tubo proteico que atravessa a estrutura da membrana de células animais vizinhas num tecido. que formam um aumento de superfície de contato entre células animais vizinhas numa estrutura tecidual. aminoácidos e nucleotídeos). 28 . que permite a troca de substâncias citoplasmáticas de pequena estrutura molecular (íons. que se associa a fibras de actina. formadas por 6 sub-unidades proteicas denominadas conexons. Outras modificações de membrana (Obs: não relacionadas com mecanismos adesão celular) Junção comunicante ou junções em hiato ou nexons ou gap-junctions – são estruturas proteicas. que aumentam a capacidade de absorção de substâncias neste tipo celular.é um mecanismo de adesão celular do tipo célula-matriz onde a membrana está associada aos componentes da matriz extracelular através de proteína transmembranar da família das integrinas. que por sua vez se liga a vinculina. Contato focal . Interdigitações – são modificações de membrana citoplasmática. Microvilosidades – são expansões digitiformes comumente encontrada em membrana citoplasmática de células intestinais. que apresentam a forma de um tubo de comunicação citoplasmática e permitem a troca de substâncias de alto peso molecular entre células vegetais vizinhas num tecido. No domínio citoplasmático da integrina se liga a talina. Plasmodesmos – são modificações de membrana citoplasmática de células vegetais. adenosina difosfato + fosfato inorgânico + energia. compatível com a vida. a glicólise anaeróbica. O ATP possui 2 ligações ricas em energia. Todas estas funções dependem de gastos de energia para ocorrer. C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + calor (em calorias). o ATP e os compostos carreadores de íons (NAD +. principalmente as hexoses. Existem 2 mecanismos de obtenção de energia. que se ocorresse em uma célula diretamente esta queimaria. No citoplasma esta energia é acumulada na forma de glicogênio e triglicerídios (gorduras neutras) e de metabólicos ricos em energia como o ATP. por isto a célula quebra a molécula de glicose progressivamente armazenando a energia obtida num composto intermediário chamado de ATP (adenosina-trifosfato). são energias diretamente disponíveis para os processos metabólicos das células. A reação é ATPADP + Pi. As células são ricas em ATPase que é a enzima capaz de quebrar a ligação de fosfato do ATP e liberar sua energia armazenada. condução de impulsos e secreção. A glicose e os ácidos graxos são energia não diretamente disponível para a célula. A degradação da glicose libera 690 kcal/mol de energia. Os compostos energéticos mais empregados são os carboidratos. e o glicogênio dos animais. tais como a multiplicação. Os compostos orgânicos que fornecem energia para os seres vivos são produzidos a partir da conversão da energia solar em química. a quebra de cada uma delas libera 10 kcal/mol. A combustão de uma molécula de glicose até CO2 e H2O libera tanta energia. sensibilidade. O processo de degradação de glicose celular é brando. isto é. FAD+). cujo principal exemplo é a glicose. que ocorre na ausência de oxigênio e é uma degradação parcial da glicose e fosforilação 29 . movimentação. MÓDULO TEÓRICO 4 – MITOCÔNDRIAS E METABOLISMO CELULAR As células possuem funções comuns a todos os organismos. A energia celular é obtida a partir da ruptura de ligações de alta energia armazenada em compostos orgânicos. O processo de oxidação gradual de moléculas de energia nas células é chamado de respiração celular. Uma molécula-grama de glicose fornece 38 moléculas-grama de ATP e uma molécula-grama de ácido graxo (o ácido palmítico com 16 carbonos) fornece 126 moléculas-grama de ATP. A união de várias glicoses forma o amido. energia bem disponível. que é a principal fonte de armazenamento de energia das células vegetais. durante a fotossíntese. ocorre no citoplasma de todas as células e é a primeira etapa da degradação da glicose. que inclui o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória e depende da presença da mitocôndria para ocorrer. 30 . GLICÓLISE É o processo de degradação anaeróbica da glicose. Este processo depende de várias enzimas (10) e leva a formação de ácido pirúvico (ou piruvato) e ATP.oxidativa. A fosforilação oxidativa leva a glicose até CO 2 e H2O. sendo que cada molécula de glicose forma 2 Acetil-CoA. que ocorre na matriz mitocondrial onde ocorre a transformação do piruvato em acetil CoA. Glicose2 piruvato + 2 NADH + 2 ATP2 Etanol + CO2 Fermentação alcoólica Glicolise álcool desidrogenase Glicose2 piruvato + 2 NADH + 2 ATP2 ácido lático Fermentação lática Glicolise lactato desidrogenase Em ambos os processos a energia do NADH formado é utilizada para a formação do etanol ou do ácido lático.A glicose tem a formação de 4 moléculas de ATP. A segunda etapa é o ciclo de Krebs. Este complexo gera acetato que vai ser ligado a CoA. Além do ATP são produzidas duas moléculas de NADH e duas de piruvato. 2 de FADH2 e 4 CO2. e este método dependeu do aparecimento do oxigênio. a fermentação tem como produto final o etanol.2% do total da energia armazenada. em relação ao potencial energético da glicose. mas consome duas em sua etapa inicial. No caso do levedo de cerveja. Células mais evoluídas têm um método mais eficiente de degradação da glicose. 6 moléculas de NADH. Este processo tem três etapas: A primeira etapa é a produção de acetil-CoA. o piruvato pode ser transformado por ação de uma enzima chamada lactato desidrogenase. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO O aparecimento da fosforilação oxidativa dependeu do aparecimento de oxigênio na atmosfera. Esta metabólito é o primeiro do ciclo de Krebs. 2 NADH e 2 CO2 ao passar por esta etapa. As enzimas envolvidas no processo de fosforilação oxidativa são capazes de metabolizar o piruvato à CO2 e água. como nas bactérias láticas. O aproveitamento energético desta via é baixo. a ácido lático. A glicose libera apenas 5. ou ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos e ocorre também na matriz mitocondrial. com alto rendimento em obtenção de energia. portanto ocorre uma produção real de 2 ATP. Esta etapa é realizada pelas enzimas do complexo piruvato desidrogenase. Nesta etapa o acetil-CoA formado vai se condensar com o oxaloacetato (ou ácido oxaloacético) formando o ácido cítrico. O NADH e o FADH2 (reduzidos) formados no ciclo de Krebs a partir de uma molécula de glicose vão então para a cadeia transportadora de elétrons. O produto final do complexo piruvato desidrogenase é acetil-CoA. Nas células musculares e em alguns microrganismos. onde será formada a maioria do ATP celular. Este processo ocorre na mitocôndria e cada etapa tem seu lugar específico na mitocôndria para ocorrer. Fermentação alcoólica e fermentação lática A fermentação é um processo que ocorre quando as células não têm oxigênio disponível ou não possuem mitocôndrias. a levedura Saccharomyces cerevisae. Ocorre então uma série de reações enzimáticas mediadas por desidrogenases que vão formar 2 GTP (que podem se transformar em ATP). o piruvato é convertido a 2 moléculas de etanol + 2 CO2. NADH e CO2. 31 . formando o acetil-CoA que vai entrar no ciclo de Krebs. 32 . redutase. a NADH. Cadeia respiratória é um processo onde um conjunto de enzimas e citocromos –B. o QH2-citocromo c. então uma máquina geradora de energia muito eficiente. Este O2 se combina com os prótons com o auxílio da citocromo oxidase e vai formar água. mediam a passagem de prótons entre a matriz mitocondrial e o espaço intermembranar.redutase e Citocromo c oxidase. No processo de transporte de elétrons na cadeia respiratória estão envolvidos três tipos de complexos enzimáticos. o consumo de oxigênio está relacionado com a formação de ATP. O retorno destes prótons para a matriz mitocondrial é feita através da enzima ATPase e durante este processo é feita a síntese de ATP numa reação ADP + Pi ATP. Cerca de 50% da energia da glicose fica na forma de moléculas energéticas (ATP e NADH). A mitocôndria é. permitindo o acúmulo destes prótons no espaço intermembranar. A A3. Na mitocôndria. Na cadeia respiratória ocorre o consumo de O2 durante as reações de oxi- redução. C1.Q. 33 . outra metade libera calor para manter temperatura do corpo. C. que se localizam na membrana interna da mitocôndria. sendo então chamado de fosforilação oxidativa. aminoácidos. A membrana externa é bem permeável. Sua posição vai depender do citoesqueleto e também de locais onde a célula possa precisar de mais energia disponível. bactérias aeróbicas.5 a 10m de comprimento e sua forma e posição não são fixas. o que consiste num forte indício da origem das mitocôndrias. as porinas. As células que precisam de maior consumo de energia possuem maior número de mitocôndrias. MITOCÔNDRIAS As mitocôndrias são organelas com tamanho variando de 0. células musculares. Entre as duas membranas existe um espaço chamado de espaço intermembranar. é que a interna é rica em 34 . sendo seu interior chamado de matriz mitocondrial. Provavelmente as mitocôndrias têm origem a partir de células primitivas. A diferença de composição química entre a membrana interna e membrana externa da mitocôndria. Estrutura da mitocôndria A mitocôndria é formada por duas membranas. Sua membrana interna apresenta composição química similar a membrana de bactérias. ácidos graxos. A membrana interna é rica em enzimas e também é capaz de modular a entrada e saída de moléculas na matriz mitocondrial.5 a 1m de diâmetro e de 0. e é capaz de controlar a entrada e saída de moléculas como o ADP. passando a viver dentro destas células num processo chamado de endossimbiose. com proteínas intercaladas. que serve de reservatório de íons e tem grande importância no processo de fosforilação oxidativa. por exemplo as. capazes de produzir energia e que foram incorporadas às células eucarióticas. ATP. uma externa e uma interna. Pode-se estabelecer uma relação entre o peso do tecido e a massa mitocondrial e se fazer uma correlação deste fator com a demanda de energia deste tecido. Ela é rica em colesterol. e outras substâncias metabolizadas na mitocôndria. citocromo oxidase. a presença deste fosfolipídio está relacionada com a passagem de íons por esta membrana. mas tem sua maquinaria de obtenção e metabolismo de energia acoplada a membrana das células. contribuindo pouco para a definição do genótipo da mitocôndria. 35 . sendo este mais um forte indício de sua origem. Ela possui ainda as enzimas do complexo piruvato desidrogenase.cardiolipina (um fosfolipídio com 4 ácidos graxos). já que possui bases nitrogenadas diferentes daquelas encontradas no núcleo. A membrana interna possui mais de 60 proteínas. já que o óvulo humano possui milhares de moléculas de DNA mitocondrial. Ela possui uma série de invaginações em forma de prateleiras. Associados à superfície da membrana interna (voltada para a matriz mitocondrial) observa-se os corpúsculos elementares que são estruturas protéicas com cerca de 10nm de diâmetro. tais como. e são chamadas de cristas mitocondriais. existindo várias cópias por mitocôndria. citocromo bc1. A maioria das proteínas mitocondriais é sintetizada no citoplasma celular. Os procariontes não possuem mitocôndria. que aumentam sua superfície. os corpúsculos elementares e proteínas do sistema de transporte ativo para a matriz mitocondrial. não contém todas as informações necessárias para a produção de uma mitocôndria totalmente ativa. A matriz mitocondrial pode possuir grânulos elétrons-densos que contém cálcio (sem ainda função muito definida). que auxiliam no acoplamento do transporte de prótons que culmina com a síntese de ATP. mas incompleto. Seu código genético é diferente do universal. Foi observado que as mitocôndrias quando colocadas isoladas em meio ideal são capazes de se duplicarem “in vitro”. além de DNA e ribossomos. proteínas da cadeia respiratória. possuindo 37 genes codificantes de ATP-sintetase. isto é. migrando depois para a mitocôndria. enquanto o espermatozóide possui apenas centenas delas. O genoma das mitocôndrias é pequeno. as enzimas responsáveis pela oxidação dos ácidos graxos e de aminoácidos. as enzimas do ciclo de Krebs. com atividade de ATP sintetase. As mitocôndrias são consideradas unidades auto-reprodutivas. O DNA das mitocôndrias tem origem essencialmente materna. O DNA mitocondrial se arranja em anéis de cadeia dupla. GENOMA MITOCONDRIAL As mitocôndrias possuem genoma próprio. ENDOMEMBRANAS.MÓDULO TEÓRICO 5 . SECREÇÃO E DIGESTÃO CELULAR 36 . 37 . isolando-o do resto do citoplasma. Ele é escasso e pouco denso em células não diferenciadas ou embrionárias e bem desenvolvido em células onde a síntese protéica é bem ativa. O RER é um dos principais responsáveis pela síntese protéica das células. o retículo endoplasmático liso (REL) e rugoso (RER). O retículo endoplasmático: Esta estrutura está intimamente associada ao envoltório nuclear e varia de forma e tamanho dependendo do tipo e função celular. Direcionamento da síntese protéica para o RER 38 . Todas elas são envoltas de uma membrana fosfolipídica e cada uma delas tem uma função específica nas células. O envoltório nuclear é interrompido por poros nucleares que são complexos protéicos inseridos na membrana do envoltório. que dão aspecto rugoso a esta estrutura quando observada em microscópio eletrônico. As endomembranas da célula são: a membrana nuclear. esta região basófila é identificada como sendo um sítio de síntese protéica. as riboforinas I e II. O sistema de endomembranas está envolvido em processos como: segregação. associação de sistemas enzimáticos. Estas outras organelas celulares têm origem da membrana plasmática e também podem ser derivadas umas das outras. O envoltório nuclear ou membrana nuclear ou carioteca: Esta estrutura originou-se de invaginações da membrana plasmática e envolveu o DNA das células. síntese protéica e modificação de proteínas. formando no citoplasma regiões basófilas. Os ribossomos estão unidos ao RE pela subunidade maior (60S). estando envolvida na biossíntese de proteínas encontradas em membranas celulares. o retículo endoplasmático rugoso e o retículo endoplasmático liso. O retículo endoplasmático está dividido em dois tipos. a partir de interações eletrostásticas. O retículo endoplasmático rugoso contém uma série de ribossomos em sua superfície. chamadas de ergastoplasma. complexo de Golgi e também os lisossomos. que controlam a entrada e saída de substâncias do núcleo. O envoltório nuclear é formado de uma membrana dupla com uma face em contato com a cromatina e a outra com o citoplasma. Esta interação depende da ação de duas proteínas. diferenças de pH no citoplasma. Os ribossomos são ricos em RNA. peroxissomos e glioxissomos. manutenção de gradientes iônicos. Além do peptídeo sinal. Estes microssomos podem ser diferenciados pela presença ou não de ribossomos associados (as densidades são diferentes e eles têm um coeficiente de precipitação diferente). O citocromo P-450 está presente no REL de células hepáticas e é utilizado para detoxificar ou inativar substâncias. 39 . As vesículas do REL podem também participar do processo de detoxificação quando. pode-se obter uma fração celular que contém as vesículas do retículo endoplasmático. A síntese protéica. As proteínas produzidas nos ribossomos livres são direcionadas para 4 lugares nas células: mitocôndrias. Elas também estão envolvidas no transporte de substâncias no interior das células (a partir da circulação das vesículas). por exemplo. Eles não possuem ribossomos associados e contém proteínas produzidas no RER. Este peptídeo de sinalização é composto de 20 a 30 aminoácidos. contêm um códon de sinalização que codifica para um peptídeo sinal. fosfolipídios e colesterol. e tem como função o reconhecimento das proteínas a serem sintetizadas no RER. A síntese protéica recomeça com a proteína sendo sintetizada para dentro do lúmen do RER. As proteínas a serem produzidas no RER. sempre se inicia a partir da ligação do RNAm com um ribossomo livre que inicia a leitura deste e a formação da proteína. Após esta síntese o peptídeo sinal é retirado por uma enzima do RER chamada de sinal peptidase. podem ser secretadas ou vão para os lisossomos. nestas células algumas vesículas do REL contém enzimas como a glicose-6- fosfatase que auxiliam na degradação do glicogênio. no interior das células e para fora das células. Microssomos: A partir de processos da lise celular e centrifugação diferencial. Existe grande quantidade de REL em células ricas em glicogênio (ex: fígado). estes microssomos hepáticos contém cerca de 50% do RNA celular. que se acopla ao peptídeo sinal e paralisa a síntese protéica. íons. grandes quantidades de drogas são administradas a um animal. Foi observado que os microssomos contém enzimas de síntese de triglicerídios. há um aumento de produção de enzimas detoxificantes e observa-se uma hipertrofia do REL. Já as proteínas produzidas no RER vão para a membrana plasmática. este sistema pode transportar partículas. As proteínas podem ser produzidas em dois locais da célula: nos ribossomos livres do citoplasma e no RER pelos seus ribossomos associados. que são chamadas de microssomos. Os microssomos constituem cerca de 15 a 20% da massa total da célula hepática. cloroplastos. como o observado no retículo sarcoplasmático (nas fibras musculares). O retículo liso está diretamente relacionado com a síntese de lipídios das células. de qualquer proteína. Esta proteína leva o ribossomo e o RNAm para a membrana do RER. levando proteínas do RER para outros lugares das células. Funções do REL O retículo endoplasmático liso é formado por vesículas que provém da evaginação do RER. existe uma proteína no citoplasma chamada de proteína de reconhecimento do sinal (PRS). As vesículas do REL podem estar relacionadas com a manutenção de gradientes iônicos intracelulares. onde armazenam cálcio. que fica localizado logo após o códon de inicialização (AUG). A primeira seqüência peptídica formada é uma chamada de peptídeo sinal. Após este reconhecimento a proteína reconhecedora de sinal é liberada e volta para o citoplasma. núcleo ou peroxissomos. 40 . Cada uma das pilhas possui uma face cis e uma trans. A face cis (face pré-golgiana). côncava. que é convexa e está localizada próxima ao envoltório nuclear ou ao REL e a face de maturação ou face trans (pós-golgiana). Estas proteínas são enzimas chamadas de glicosiltransferases. então. e participa ativamente do transporte de substâncias que são produzidas no RER e liberadas ou não para fora da célula. Este tipo de arranjo espacial é chamado de eixo cis-trans. O aparelho de Golgi teria. que são grupos de sistemas discóides empilhadas e achatadas. Ele possui também uma série de vesículas menores que chegam aos dictiossomos pela face cis e de vesículas maiores que saem do complexo por sua face trans. um grupo de túbulos ou vesículas menores e os vacúolos maiores. como funções principais mediar o trânsito entre as proteínas sintetizadas no RER e ser o sítio de modificação destas durante este transporte. Existem também proteínas relacionadas com a sulfatação dos glicosaminoglicanos dos proteoglicanos e com a fosfatação de proteínas. com um espaço entre elas de cerca de 20 a 30 nm. No aparelho de Golgi existem proteínas características que estão relacionadas com a transferência de oligossacarídios às proteínas para a formação de glicoproteínas. As cisternas do complexo se dispõe em pilhas paralelas.O complexo de Golgi O aparelho (ou complexo) de Golgi está localizado entre o REL e a membrana plasmática. até sua secreção da célula. O complexo de Golgi é constituído por três elementos: sáculos ou cisternas achatados (golgiossomos ou dictiossomos). que são preenchidos por uma substância amorfa e agranular. Ele é formado de unidades chamadas de dictiossomos (ou golgiossomos). que libera as vesículas secretórias grandes. ou pode ser feita de modo descontínuo. 41 . incorporação nos compartimentos intracelulares (lisossomos) ou aderirem ou serem incorporadas as membranas plasmáticas. A produção e secreção de proteínas pelas células podem ser feitas de modo contínuo. O destino final das proteínas sintetizadas no RER e modificadas no aparelho de Golgi pode ser: para o exterior das células.Controles de secreção celular Os processos de secreção celular estão intimamente ligados com as atividades do RE e do aparelho de Golgi. o produto é secretado logo após sua produção. onde os grânulos com o material produzido pela célula são armazenados em seu citoplasma. Cada lisossomo é envolvido por uma unidade de membrana. a fim de manter o pH dos lisossomos ideal para a atividade enzimática. A sua constituição enzimática é variável e vai depender da especialidade da célula. que pode formar vesículas de transporte do REL. Os lisossomos existem em todas as células eucariontes. As proteínas sintetizadas no RER passam por várias etapas desde sua produção até sua secreção pela célula: ribossômica. entram nos elementos de transição nos limites entre o RER e o aparelho de Golgi. Em células de vida longa se acumulam no citoplasma. as proteases e as glicosidases. de transporte. Lisossomos Os lisossomos são vesículas localizadas no citoplasma que contém enzimas digestivas. a lipase. Transporte destas proteínas do RE para o aparelho de Golgi As proteínas a serem secretadas se difundem pelo RER. Estes corpos residuais podem ou não ser exocitados pelas células. Acúmulo intracelular e exocitose Ocorre o acúmulo dos produtos de secreção nos chamados grânulos secretores. Esta liberação de grânulo pela célula é chamada de exocitose e requer energia. chamadas de hidrolases ácidas. a fosfolipase. cisternal. Após a exocitose a membrana das vesículas secretoras é prontamente recuperada por um processo de reciclagem. Estas vesículas se fundem com as cisternas maiores do aparelho de Golgi. pH em torno de 5. para se processar. Ribossômica e cisternal Ocorre a síntese pelos ribossomos no RER. Na membrana dos lisossomos existe uma proteína que bombeia prótons (H+) para seu interior. Funções dos lisossomos: As principais funções dos lisossomos são a autofagia e a digestão intracelular. Neste processo são formados os vacúolos autofágicos ou autofagossomas. que serão liberados quando de um estímulo externo (ação de um hormônio ou neurotransmissor). acúmulo intracelular e exocitose. 42 . situadas na face de maturação ou face cis. neste caso a exocitose está correlacionada com o processo de endocitose. na forma de ATP. ou de organelas das células como as mitocôndrias pelas enzimas do lisossomo. As principais enzimas dos lisossomos são a DNAse. Este processo é importante para a remoção de organelas de vida curta (menor que a da célula) e está também relacionado com a renovação celular no processo de morte celular programada ou apoptose. No caso proteínas a serem secretadas atravessam a membrana e crescem para a luz do RER. Neste processo a membrana volta para a região do aparelho de Golgi (no caso de membranas recobertas com clatrina) ou podem ser internalizadas e transferidas para os lisossomos. A autofagia é a degradação de parte do citoplasma. Em células que não se duplicam estes corpos residuais se acumulam e formam os grânulos de lipofuscina. Os lisossomos com restos de material hidrolisado são chamados de corpos residuais. a RNAse. Alguns defeitos genéticos podem levar a um acúmulo de corpos residuais (lisossomos sem glicosidase por exemplo) nas células. a d-aminoácido oxidase. Estas vesículas contêm. que quebra o peróxido de hidrogênio (água oxigenada). tais como a urato-oxidase. Peroxissomos: Os peroxissomos são vesículas formadas a partir do REL. proteínas que foram produzidas nos ribossomos livres das células. que contêm enzimas do tipo oxidases. onde as vesículas contendo partículas endocitadas (fagocitadas ou pinocitadas) se associam aos lisossomos para terem seu conteúdo digerido. Os lisossomos podem se unir à membrana plasmática e liberar seu conteúdo para o meio externo. Eles contêm uma série de enzimas chamadas de oxidases. além de proteínas produzidas no RER. que pode ser também chamado de clasmocitose. onde os vegetais metabolizam lipídios para formar açúcares. mas são exclusivos das células vegetais. Glioxissomos: São vesículas com a mesma origem dos peroxissomos. Os lisossomos participam também do processo de digestão intracelular. num processo chamado de exocitose. formada pela oxidação das moléculas pelas enzimas dos peroxissomos em água mais oxigênio. Estas vesículas estão também envolvidas no processo de detoxificação das células e no metabolismo de lipídios. Este ciclo não ocorre nas células animais. Estas vesículas participam do ciclo do glioxilato. Sua principal enzima componente é a peroxidase ou catalase. 43 . os microtúbulos. Os principais componentes celulares do citoesqueleto são proteínas que foram agrupadas em 3 grupos. Os microtúbulos 44 . As organelas celulares têm também posição definida no citoplasma de acordo com o tipo celular. MÓDULO TEÓRICO 6 . como o também de organelas no interior das células. Este citoesqueleto teria capacidade de se modificar permitindo os movimentos celulares. sendo esta associação mantida por interações entre as organelas celulares e o citoesqueleto. O citoesqueleto seria a estrutura capaz de desempenhar um papel mecânico de sustentação da forma celular e da posição das suas organelas componentes. Como por exemplo: os neurônios ou células nervosas que possuem longos prolongamentos. CITOESQUELETO E OS MOVIMENTOS CELULARES As células têm formato irregular e são capazes de assumir as mais diversas formas de acordo com a função que desempenham no organismo. emissão de pseudópodos. os microfilamentos e os filamentos intermediários. permitindo não só os movimentos celulares externos. com 2 componentes. em pontos focais correspondentes as regiões dos centrossomas ou centrosferas (lugar onde está contido o centríolo). Os componentes dos cílios e flagelos são muito estáveis. numa região chamada de centrossoma ou centro celular. sendo este um processo coordenado por enzimas e controlado de acordo com as necessidades celulares do momento. que se localiza próximo ao núcleo e ao aparelho de Golgi. Elas estão relacionadas a processos de polimerização mais estáveis ou duradouros dos microtúbulos. Esta proteína é um heterodímero composto de . A extremidade onde estes dímeros são acrescentados é chamada de extremidade positiva e onde eles são retirados por um processo de despolimerização. Esta polimerização é dependente de GTP. Além do controle pelos níveis de cálcio. Proteínas motoras associadas aos microtúbulos: Foram descobertos em diversos tipos celulares. então. Estes motores podem 45 . a polimerização da tubulina pode também ser controlada pelas chamadas proteinas associadas aos microtúbulos ou MAPs (Microtubes Associated Proteins). sem necessidade de uma síntese proteica concomitante. Origem dos microtúbulos As células possuem os centríolos e os corpúsculos basais a partir de onde o processo de polimerização dos microtúbulos parece ser orientado.e -tubulina. Estudos com inibidores do crescimento de microtúbulos demonstram que estes são formados a partir da proximidade do núcleo. Cada célula possui um par de centríolos. a polimerização provocada por estes íons é chamada de resposta rápida e é de curta duração. A polimerização dos dímeros de tubulina é dependente da concentração de íons cálcio no citoplasma da célula. Os microtúbulos estão presentes no citoplasma de todas as células eucariontes. sendo uma molécula retilínea. ou seja. A tubulina é. um dímero de alfa e beta tubulina com tamanho de cerca de 120000 Daltons. O citoplasma da célula contém dímeros de tubulina livres que podem ser acrescentados ao microtúbulo. centro organizador de microtúbulos. que se prendem a uma extremidade dos adaptadores. os do fuso acromático são transientes. proteínas motoras. As MAPs são proteínas de alto peso molecular que interferem na formação de microtúbulos. Estes polipeptídeos são muito semelhantes quimicamente. de comprimento variável. Eles são formados pela proteína tubulina. Os microtúbulos são arranjados a partir de dímeros de tubulina. os adaptadores que se unem à molécula a ser carreada e os componentes motores. e consome energia para se formar. O tamanho dos microtúbulos é controlado por uma polimerização local dos dímeros de tubulina. hidrolizando o GTP a GDP. de extremidade negativa. e estão fortemente unidos entre si. São moléculas com cerca de 25 nm de diâmetro. O centrossoma é um MTOC (Microtubes Organizer Center). e os do citoplasma celular têm vida muito mais curta. Drogas que interferem na formação do microtúbulos A primeira droga utilizada foi a colchicina. as dineínas que vão da extremidade + para a – dos microtúbulos e as cinesinas que movimentam as partículas em direção oposta (. impedindo sua despolimerização.deslizar pelos microtúbulos carregando a partícula ao longo destas estruturas. principalmente os formadores do fuso acromático ou mitótico. A Vincristina e vinblastina. impede a adição de novos dímeros na extremidade positiva. Ela age formando um complexo colchicina- tubulina. não bloqueando a despolimerização fazendo com que o microtúbulo se desintegre. Foram descritas 2 proteínas motoras. são antibióticos derivados de fungos que impedem a formação dos fusos acromáticos e que estão sendo utilizadas como agentes anticâncer. que quando é adicionado ao microtúbulo. este transporte de estruturas é dependente da energia do ATP. estabilizando a formação dos microtúbulos. Ele tem feito contrário da colchicina. A colchicina não atua nos microtúbulos de cílios e flagelos. Esta droga se liga aos dímeros de tubulina e causa o desaparecimento dos chamados microtúbulos menos estáveis. Outra droga utilizada é o Taxol. Esta droga impede apenas a polimerização. ela foi estudada na paralisação da mitose na metáfase. A tubulina livre do citoplasma é toda incorporada nos microtúbulos. O taxol vem sendo empregado no tratamento de tumores malígnos. Movimento de cílios e flagelos 46 . talvez devido a presença das proteínas MAPs neste tipo de microtúbulos.para +). agindo como um agente antimitótico. envoltos por uma membrana plasmática. 47 . Esta diferença fornece o dinamismo necessário para o processo de polimerização e despolimerização da fibra de actina. A concentração de cálcio nas células também interfere na formação e estabilidade das fibras de actina. que se liga ao lado positivo da fibra de actina e impede seu alongamento. provocando o deslizamento de um par em relação ao outro. este processo se dá com gasto de energia na forma de ATP. Os pares periféricos são unidos entre si. compartilhando 3 protofilamentos e o par central não. constituídos por um feixe de microtúbulos dispostos paralelamente. Quando estas cadeias se polimerizam elas formam uma estrutura quaternária fibrosa chamada de Actina F (fibrosa). o ATP é hidrolizado em ADP. Os cílios apresentam o aspecto de pêlos. São diferentes das microvilosidades por serem mais longos e freqüentemente possuírem ramificação.25m de comprimento. As moléculas de actina G estão associadas ou a ATP ou a ADP. são proteínas globosas e estão divididos em 2 grupos: os microfilamentos de actina e os filamentos de miosina. As células ciliadas do tubo respiratório e da tuba uterina estão associadas as células de muco. Os estereocílios são prolongamentos da superfície de células epiteliais. diferentemente dos cílios e flagelos. Cada par destes microtúbulos tem 2 braços de dineína. Já foram descritos 6 tipos de actinas diferentes em vários tipos celulares. não se movimentam e não possuem o mesmo arcabouço de microtúbulos. que tem a mesma constituição dos cílios. O par central está ligado aos periféricos pelos filamentos radiais e é circundado pela bainha central. esta é uma proteína muito conservada ao longo da evolução. Nos seres humanos os flagelos são encontrados apenas nos espermatozóides. Os pares de microtúbulos periféricos vizinhos são ligados por uma proteína chamada nexina. O movimento de cílios e flagelos está relacionado com a ligação dos braços de dineína ao par de microtúbulos vizinhos. A polimerização e despolimerização das fibras de actina também estão relacionadas com as proteínas ligadoras de actina. tendo os cílios a função de transportar este muco. o monômeno de actina com ADP é capaz de dissociar da fibra de actina mais facilmente que com o ATP. Os flagelos. A actina é formada por 2 cadeias de monômenos de proteína actina G (globular). A formação de fibras de actina depende da concentração de monômeros de actina disponíveis e também de estímulos externos. Quando a molécula de actina G-ATP se liga ao filamento de actina. são longos e únicos. Os cílios e flagelos são formados por 9 pares de microtúbulos periféricos dispostos em círculos ao redor de um par central. Estas proteínas são principalmente a timosina e a profilina que se ligam aos monômeros de actina e impedem sua ligação a fibra de actina em formação e a gelosina. uma proteína com função ATPásica (quebra moléculas de ATP). São curtos e em grande número. Os microfilamentos São moléculas com cerca de 5 a 7 nm. com 0. que é responsável pelo movimento de cílios e flagelos. e nos epitélios estão localizados na superfície apical das células. que são filamentos finos com 5-30% das proteínas do citoplasma. Estas proteínas podem ser: filamina. Outras modificações da membrana feitas pela actina são os pseudópodos. A fimbrina que forma feixes de actina. Existem também nas células outros tipos de miosina que não estão envolvidas com o processo de contração muscular. que liga filamentos de actina entre si. dispostas paralelamente. A fibra de miosina encontrada no músculo é formada pela chamada miosina II. apresentando grande diversidade funcional. Esta proteína tem alto peso molecular (500 kd) e é formada por duas cadeias pesadas (200 kd) e quatro cadeias leves 20 kd cada. como as citocalasinas que se ligam ao lado positivo da fibra de actina e impedem seu elongamento e as faloidinas que se ligam fortemente aos filamentos de actina e impedem sua despolimerização. Cada cadeia pesada é formada por uma cabeça globular e uma longa cauda em alfa hélice. e as micorespículas. a principal delas é a miosina I. que também agem como motores moleculares movimentando moléculas ao longo das fibras de actina. 48 . Estas miosinas estão envolvidas em movimentos celulares como o transporte de vesículas e organelas ao longo das fibras de actina e os movimentos celulares como a emissão de pseudópodes. A actina pode interagir com outras proteínas que não a miosina. As duas caudas em alfa-hélices das cadeias pesadas se enroscam e um par de cadeias leves se associam a cabeça globular das cadeias pesadas. ficando as cabeças de miosina voltada para fora das fibras grossas de miosina. as lamelepodias ( extensões largas com aspecto de folhas). encontrada em fibroblastos e células musculares lisas. estas estruturas são sustentadas por um conjunto de fibras de actina. sustentadas por uma rede de actina. a espectrina. mantidas por fibras de actina. que são responsáveis pela fagocitose e pelos movimentos amebóides. que prende a actina na membrana plasmática. que são projeções finas. Existem drogas que interferem na estrutura dos microfilamentos. Microvilosidades: São prolongamentos da membrana plasmática que aumentam a superfície celular. como os das microvilosidades. Estas fibras são unidas entre si por fimbrinas e se associam à membrana plasmática pela miosina I. em eritrócitos (hemácias). As fibras grossas de miosina encontradas no músculo são formadas por associações das caudas de várias miosinas II em paralelo. e estão organizadas em feixes que se inserem nos ossos pelas extremidades. um em cada lado da banda A que são delimitados pela linha Z.Movimentos celulares O mais bem estudado tipo de movimento celular é o processo de contração muscular. que vão formar as chamadas fibras musculares estriadas esqueléticas. possui um sistema altamente diferenciado destinado a promover movimento. Os sarcômeros possuem ainda dois segmentos de banda I. As fibras musculares possuem em seu citoplasma as miofibrilas. sendo considerada o melhor exemplo de movimentação celular. Estas miofibrilas são formadas de sarcômeros que são considerados a unidade de contração muscular. as fibras de actina e as da miosina. A célula muscular estriada. Na vida embrionária. A banda é cortada no meio pela linha M onde estão inseridos os filamentos de miosina. Os sarcômeros quando observados em microscopia apresentam bandas claras ou I (ricas em actina) e bandas escuras ou A (ricas em miosina). Este processo ocorre principalmente pelo deslizamento de 2 tipos de fibrilas. as células musculares se unem formando sincícios multinucleados alongados. Proteínas componentes de sarcômeros: 49 . Cada sarcômero é formado por uma banda A central que possui uma região chamada de zona H. enquanto que na zona H existe apenas miosina. neste caso a actina desliza sobre a miosina. e são delimitados dentro das miofibrilas pelas chamadas estrias Z. Na banda A os filamentos de actina são capazes de sobrepor à miosina. que podem ser proteínas estruturais ou proteínas diretamente envolvidas no processo de contração muscular. 50 . No músculo em repouso a tropomiosina “recebe” a actina impedindo o contato desta com as cabeças da miosina. a troponina I (inibitória da quebra do ATP) e a troponina T (liga a tropomiosina). a miosina. Como se dá o processo de contração muscular No processo de contração muscular a actina interage com a miosina e com auxílio da energia do ATP esta interação modifica a cabeça de miosina e promove a contração muscular (deslizamento das fibras de actina sobre a miosina). como a actina. A titina é outra proteína do sarcômero que se associa a miosina e se extende da linha M até a linha Z. O sarcômero possui também as proteínas envolvidas diretamente na contração muscular. Os sarcômeros são formados por uma série de proteínas. Esta proteína mantém os filamentos de miosina centrados nos sarcômeros. que é formada por um complexo com 3 polipeptídeos: a troponina C (liga cálcio). que se associa a actina e regula a associação das fibras de actina e também seu tamanho. A tropomiosina está associada a troponina. A nebulina é outra proteína estrutural dos sarcômeros. As proteínas estruturais são por exemplo a -actinina que associa as fibras de actina na linha Z. a tropomiosina e a troponina. Este processo promove o deslizamento da miosina sobre a actina. que novamente interage com a actina e volta a sua posição original. que sofre uma mudança de conformação. ocorre então a quebra do ATP. com gasto de energia proveniente da hidrólise do ATP. 51 . Esta ligação dissocia o complexo actina-miosina e promove uma mudança na forma da cabeça da miosina. Quando ocorre estímulo nervoso e conseqüente liberação de acetilcolina. a membrana celular sofre um aumento de permeabilidade que vai estimular a liberação de íons cálcio do retículo endoplasmático liso. Esta ligação com a actina promove a ligação do ATP na cabeça da miosina. fazendo com que a tropomiosina mude sua interação com a actina e libere o sítio de ligação de miosina na actina. Este cálcio se liga a troponina. Esta quebra faz com que o ADP seja liberado da cabeça de miosina. que vão fornecer energia (ATP) para a contração muscular. A miosina age como uma ATPase que utiliza a energia da quebra do ATP para uma mudança conformacional. As miofibrilas das fibras musculares estão em contato estreito com as mitocôndrias. aparecendo principalmente em fibroblastos e em todas as células de origem mesequimal. estrutura que reforça o envoltório nuclear A queratina é encontrada exclusivamente em células epiteliais. Os filamentos intermediários têm função essencialmente estrutural sendo abundantes em células que sofrem atrito. pêlos. astrócitos e células de Schwann Ptn dos neurofilamentos Corpo celular e prolongamentos dos neurônios Laminas A. que fazem com que a camada basal da epiderme se torne mais frágil. Estas proteínas se agregam sem consumo de energia. que são proteínas globulares. se rompendo com facilidade. Enquanto os microtúbulos e microfilamentos são constituídos somente de tubulina e actina. Quando as células são rompidas estes filamentos permanecem intactos. onde a formação dos filamentos de queratina é modificada. células componentes do tecido nervoso. 52 . A vimentina é a proteína formadora de filamentos intermediários mais freqüentemente encontrada. entre os filamentos de miosina e os microfilamentos de actina. Existe uma doença chamada dermatite bolhosa. Diferentes tipos de filamentos intermediários e sua localização Proteína Localização Citoqueratinas (20 tipos) Células epiteliais. Os astrócitos e células de Schwann. formando filamentos frágeis. B e C Lâmina nuclear. chifres) Vimentina Células do mesênquima embrionário Desmina Células musculares lisas e esqueléticas e do miocárdio Ptn ácida fibrilar da glia Células da glia. Eles se predem aos desmossomas. São mais estáveis que microtúbulos e microfilamentos e não são constituídos de monômeros. Filamentos intermediários São proteínas com diâmetro de 8-10 nm. auxiliando na manutenção do contato célula a célula. os filamentos intermediários são compostos de vários tipos diferentes de proteínas fibrosas. que possam se agregar ou desagregar. e suas estruturas (unhas. para formar os seus filamentos intermediários específicos de cada tipo celular. A desmina é encontrada nos filamentos intermediários das células musculares lisas e nas linhas Z das células musculares estriadas esqueléticas e cardíacas. que ficam a nível de espessura. no caso de metástases. Estas moléculas são secretadas nas sinapses nervosas (local de contato das células nervosas). ribossomos. que ao contrário de outras proteínas do citoesqueleto. Elas transmitem sinais em distâncias muito pequenas. proteínas associadas à membrana com alta afinidade pelo ligante. por exemplo. Os filamentos intermediários podem estar relacionados com os microtúbulos. que possuem receptores específicos capazes de identificar os hormônios. ou entre células nervosas e células musculares (placa motora).COMUNICAÇÕES CELULARES A troca de informações entre células e tecidos de organismos multicelulares é feita a partir de moléculas. Em geral as moléculas produzidas pôr um tipo celular vão atuar em células do mesmo tipo. em geral. isto é na própria célula secretora. 53 .apresentam filamentos intermediários formados por GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein) proteína ácida fibrilar da glia. A sinalização autócrina participa do controle da liberação das moléculas pelas células secretoras. já que a célula secretora está distante da célula-alvo. envoltório nuclear e membrana plasmática. microfilamentos. MÓDULO TEÓRICO 7 . Por via parácrina: Neste caso as moléculas atuam nas células vizinhas às células que as produzem. Este tipo de molécula química pode atuar em seu próprio sítio de produção. o reconhecimento destas proteínas a partir de anticorpos específicos tem sido utilizado para se reconhecer. Vão atuar nas células-alvo. não estão no citoplasma e sim no núcleo celular. reforçando a superfície interna do envoltório nuclear. Estes receptores são. Neste caso chamamos de sinalização autócrina. mitocôndrias. para cumprirem sua função de manutenção da forma e estruturas das células. que são chamadas de mensageiros químicos. Estes mensageiros regulam todas as funções dos organismos multicelulares. os hormônios podem estimular ou inibir a liberação de mais hormônios por estas células. Como as proteínas componentes dos filamentos intermediários são específicas para cada tipo celular. Os tipos de sinalização podem ser: Por via hormonal (endócrina): As moléculas secretadas por glândulas endócrinas vão atuar em lugares distantes de seu centro de produção. A velocidade deste tipo de sinalização é muito grande podendo chegar a até 100m/s. em biópsias de tumores a origem das células formadoras destes tumores. formando a lâmina nuclear. A lâmina nuclear é uma estrutura formada por proteínas incluídas no grupo dos filamentos intermediários. Em geral esta sinalização se dá a partir de ligantes (as moléculas sinalizadoras). podendo ser secretadas também nas conexões entre as células nervosas e as musculares. Os mensageiros químicos são chamados de hormônios e são secretados em concentrações muito pequenas pelo nosso organismo. Ao se ligarem às células secretoras. como por exemplo entre células nervosas (sinapse). Por neurotransmissores ou sináptica: Este tipo de sinalização é também chamada de sinalização por neurotransmissores. Este tipo de sinalização depende da circulação sangüínea. que interagem com receptores celulares (local de reconhecimento destes ligantes na superfície celular). Ele se comunica com a hipófise através do pedículo hipofisário (composto de vasos sanguíneos. e os chamados hormônios lipossolúveis e os hidrossolúveis. em geral. quando não existe receptor específico. Outros neurônios da região do hipotálamo constituem a neurohipófise. axônios e neurônios). Estes hormônios vão para a circulação sangüínea até a hipófise e atuam inibindo ou estimulando as células secretoras de hormônios da hipófise. dependem da circulação para sua chegada às célula-alvo (local onde o hormônio vai produzir uma resposta celular). Hormônios lipossolúveis Os hormônios lipossolúveis circulam na corrente sangüínea associados a proteínas plasmáticas transportadoras específicas para cada tipo de hormônio. Funcionamento do sistema hormonal: As células neuroendócrinas do hipotálamo respondem aos estímulos das células nervosas secretando hormônios que são liberados do pedículo hipofisário. Estes hormônios são chamados de hormônios esteróides. As células nervosas que secretam hormônios são chamadas de células neuroendócrinas.Hormônios de sinalização endócrina: Em geral são produzidos por glândulas endócrinas. 54 . Estes receptores transportam os hormônios para o núcleo celular. sendo o principal tipo de hormônios lipossolúveis. Eles podem também ser transportados pela albumina no plasma sangüíneo. A sinalização endócrina possui dois tipos de hormônios. Estes hormônios são. que são específicas para cada tipo de hormônio. derivados do colesterol. Controle do sistema endócrino: O hipotálamo é a região de conexões entre o sistema endócrino e o nervoso. Os hormônios circulam em quantidade muito pequena no organismo e os receptores celulares são muito específicos para estas moléculas em cada tipo celular. Os hormônios produzem uma resposta lenta no organismo. onde estes vão interagir com o DNA da célula alterando o processo de síntese protéica. Eles são capazes de passar pela membrana diretamente e no interior das células vão se ligar a receptores localizados no citoplasma. podendo um mesmo tipo de hormônio atuar de formas diferentes em diferentes tipos celulares. A liberação dos hormônios pelas células depende em geral de um estímulo externo para ocorrer. Os hormônios esteróides ao entrarem nas células-alvo se ligam a receptores intracelulares (citoplasmático) que direcionam estes hormônios para o núcleo das células onde eles vão atuar em locais específicos do DNA. sendo portanto considerados como da super família dos esteróides. o cortisol (um hormônio chamado de glicorticóide e que atua estimulando a síntese de glicose). aumentando a captação de ADP e conseqüente formação de ATP.Os hormônios esteróides derivados do colesterol: Exemplos de hormônios esteróides: o hormônio da vitamina D (1. e (formam um trímero). está armazenado nas vesículas do REL e pode ser liberado para o citoplasma mediante estímulo do receptor. Os hormônios da tireóide podem agir diretamente sobre as mitocôndrias. estes podem ter ação oposta. Existem hormônios considerados esteróides. Esta via promove um aumento dos níveis de AMP cíclico no citoplasma das células. Eles possuem a mesma via de ação dos hormônios esteróides. que não são formados a partir do colesterol. atuar a partir da ativação de diversas proteínas que vão modificar os níveis de cálcio e AMP cíclico intracelulares. O cálcio pode também ter sua captação do meio externa aumentada. a sub-unidade alfa perde sua afinidade pelo GDP e um GTP se liga a ela. Esta ligação modifica a afinidade da sub- 55 . Via do AMP cíclico: Este processo pode ser mediado por uma proteína chamada proteína G (esta proteína recebe esta denominação por estar associada a um GTP (guanidina trifosfato ) ou GDP (guanidina difosfato). O AMPc é formado a partir do ATP. O cálcio. modificando a síntese de determinadas proteínas (aumentando ou diminuindo esta síntese). a sub-unidade alfa contém uma molécula de GDP e está associada as sub-unidades beta e gama. têm ação mais prolongada no organismo e podem ficar dias na circulação sangüínea. Os hormônios hidrossolúveis: Circulam livremente pelo organismo e são reconhecidos por receptores específicos que se localizam na membrana plasmática das células-alvo. que são peptídicos. quando o receptor está desocupado (não ligado a nenhum hormônio). Estes hormônios têm seu sistema de atuação similar ao dos hormônios esteróides. tornando-se ativa. aumentando ou diminuindo a produção dos segundos mensageiros celulares. Exemplo: os hormônios da glândula tireóide a tiroxina (T4) e a triiodotironina (T3). a testosterona. por uma enzima chamada AMPc fosfodiesterase. chamadas de . São os chamados hormônios da tireóide. Via de atuação dos hormônios hidrossolúveis: Os hormônios podem se ligar aos receptores de membrana e modificar a conformação destes. em geral.25 dihidroxicolecalciferol). Podem também. em geral. em geral. O cálcio e o AMPc (adenosina monofosfato cíclico) são os chamados segundos mensageiros celulares. abrindo canais iônicos. por estímulo hormonal. são formadas por 3 cadeias polipeptídicas. a aldosterona (um hormônio mineralcorticóide que atua regulando o balanço de sais e água nas células) e os retinóides. Onde a subunidade alfa pode estar associada a um GDP quando inativa e a um GTP quando ativa. como por exemplo o ácido retinóico. O cálcio e o AMPc vão mediar a resposta celular dos hormônios. Os hormônios lipossolúveis. que atua controlando a proliferação e diferenciação celular. os estrógenos e a progesterona (os hormônios sexuais). As proteínas G. Dependendo do tipo celular e dos receptores que captarem o hormônio. Neste caso. Quando um ligante se liga ao receptor. a chamada adenilato ciclase. Este mensageiro secundário vai ativar a proteína cinase A que vai fosforilar proteínas (adicionar um radical fosfato do ATP) do citoplasma celular modulando sua atividade (aumentando ou diminuindo esta atividade).unidade alfa com as outras duas sub-unidades que vão se separar. Esta enzima está associada à membrana e que vai formar AMP cíclico a partir de ATP. A sub-unidade alfa da proteína G vai se associar a uma enzima. 56 . o hormônio se liga ao receptor e ativa a proteína G que perde a afinidade por GDP e se associa ao GTP. A membrana pré-sináptica é a membrana do axônio secretor e a membrana pós- sináptica a da célula vizinha. a serotonina e a glicina. Via do cálcio: Esta via leva a um aumento dos níveis de cálcio no citoplasma também é mediada pela ação das proteínas G. a adrenalina (epinefrina). Os dentritos são prolongamentos do corpo celular muito curtos e que tem como função aumentar a superfície de contato com neurotransmissores. que pode atingir até um metro de comprimento. cada neurônio possui apenas um. onde são liberados hormônios que vão atuar nas células vizinhas que possuem receptores para estas moléculas. fosforilando diferentes proteínas que podem ser ativadas ou inibidas por este processo. liberando o inositol trifosfato e o Diacilglicerol (DAG). Sinalização por neurotransmissores: As células neuronais são compostas de corpo celular. Da mesma forma que na via do AMPc. Os níveis altos de DAG (diacilglicerol). No caso de células musculares estes encontros são chamados de placas motoras. a acetilcolina é a molécula neurotransmissora. A adrenalina e a noradrenalina podem ser secretadas também pela glândula adrenal sendo distribuídas pelo corpo. a dopamina. que é liberada por exocitose para as células vizinhas. 57 . que fica associado à membrana e mais os níveis altos de cálcio vão ativar as proteínas cinases C. o ácido gama-aminobutíruco (GABA). Os axônios são extensões do corpo celular. No corpo celular estão o núcleo da célula. liberando-o para o citoplasma. No fim do axônio se encontra o terminal axônico. dentritos e axônios. atuando como hormônios endócrinos. As sinapses são o encontro entre os terminais dos axônios de uma célula e as células vizinhas. que vai receber o estímulo da molécula secretada na membrana pré-sináptica. Outros exemplos de moléculas neurotransmissoras são a noradrenalina (nor-epinefrina). Na sinapse neuromuscular. os retículos. o aparelho de Golgi e polirribossomos. A sub-unidade alfa da proteína G se associa a uma enzima de membrana chamada de enzima fosfolipase C que quebra o fosfatidilinositol (um fosfolipídio de membrana) em duas partes. O inositol trifosfato se associa com uma proteína específica do retículo endoplasmático que abre canais de cálcio. e uma parte interna que pode atuar como uma enzima ou está intimamente ligada a uma enzima. Em geral são receptores multitransmembranares (7 passagens pela membrana). Em geral são receptores chamados de tirosinas cinases.Os tipos de receptores Receptores catalíticos: São glicoproteínas de membrana que possuem uma parte externa à membrana. Esta fosforilação altera a atividade de enzimas. que por uma série de reações vão formar AMPc ou aumentar os níveis citoplasmáticos de cálcio e desencadeando uma cascata de fosforilação de tirosinas de proteínas. que funciona como um interruptor e está ligado quando associado ao GDP. modificando a atividade celular. onde se liga ao fator estimulador. Receptores associados às proteínas G: São os receptores mais freqüentemente encontrados. Receptores ligados a canais iônicos: 58 . Eles atuam ligados a uma proteína G (que contém GTP ou GDP). Eles atuam transferindo um fosfato do ATP para a hidroxila da tirosina da proteína a ser ativada. que se localizam no tecido conjuntivo. estes são endocitados e ligados aos lisossomas que vão separar os hormônios dos receptores ou até digerir os receptores. Alguns tipos celulares produzem substâncias que regulam a atividade de células vizinhas. Estas moléculas se ligam aos receptores abrindo e fechando os canais formados pelas proteínas. regulação do ciclo menstrual e várias outras funções. ADH) Pituitária posterior promove reabsorção de água pelos rins Insulina Pâncreas Estimula entrada de glicose e sua utilização Glucagon Pâncreas Estimula produção de glicose pelo fígado Hormônios Aminados 59 . promovendo uma resposta muito rápida a ligação do hormônio ao receptor ou podem estar separados destes enviando sua mensagem para o canal a partir de mensageiros secundários. A mais conhecida é a endocitose (principalmente em hormônios protéicos e fatores de crescimento). Podendo atuar nas próprias células secretoras. neste caso promovendo uma resposta mais lenta. Aumenta pressão sanguínea. Estas moléculas podem regular a flexibilidade dos eritrócitos. secreção do ácido clorídrico no estômago. As prostaglandinas (PG) são exemplos de hormônios de sinalização parácrina lipossolúveis derivados do ácido araquidônico. Neste caso depois da ligação dos hormônios com os receptores. Classes de hormônios e moléculas semelhantes a hormônios Hormônio Órgão Função ou atividade secretor/tecido/célula Hormônios peptídicos Hormônio liberador da tirotrofina hipotálamo Estimula secreção da tirotrofina (TRH) da pituitária menor Corticotrifina (ACTH) Pituitária posterior Estimula síntese de esteróides adrenocorticais no córtex adrenal Vasopressina (hormônio anti. dirético. Controle do número de receptores na membrana plasmática A quantidade de receptores associados à membrana pode ser controlada de várias maneiras. Estão relacionados com várias moléculas neurotransmissoras. Em concentrações altas dos hormônios pode haver uma endocitose dos receptores não ligados a hormônios para diminuir a sensibilidade da célula ao sinal químico. cada uma com um efeito biológico diferente. Comunicação parácrina Ocorre a partir de mediadores de ação local. Estão envolvidos em sinapses rápidas entre células eletricamente excitáveis. Estes receptores podem estar diretamente associados aos canais iônicos. Estas moléculas são produzidas por quase todas as células do organismo. Exemplos de hormônios de comunicação parácrina peptídicos ou derivados de açúcares são a histamina e heparina que atuam principalmente em lesões teciduais. Já foram identificadas 10 tipos diferentes de PG (de A a J). A histamina atua em mecanismos de coagulação sangüínea. O ácido araquidônico é um ácido graxo encontrado associado aos fosfolipídios da membrana plasmática. Os hormônios de sinalização parácrina também podem ser lipossolúveis. Estas moléculas são produzidas e liberadas principalmente por células chamadas de mastócitos. O NÚCLEO E CROMOSSOMOS 60 . baço Constrição dos brônquios envolvido em reação de hipersensibilidade Tromboxanos Plaquetas e outros Regula coagulação do sangue. aumenta a glicose sanguínea Aldosterona Córtex adrenal Regula retenção de sódio e a pressão sangüínea Beta-estradiol Ovário Regula a atividade do aparelho reprodutor feminino Testosterona Testículos Regula a atividade do aparelho reprodutor masculino Progesterona Corpo lúteo. Epinefrina (adrenalina) Medula adrenal Controla respostas ao stress e aumenta o batimento cardíaco Tiroxina (hormônio tireóideo) tireóide Estimula metabolismo em vários órgãos Hormônio esteróides Cortisol Córtex adrenal Limita utilização de glicose. tecidos vasoconstrição. no ovário Regula a atividade nos órgãos reprodutores femininos durante o ciclo menstual Eicosanoides Prostaglandinas A maioria dos tecidos Estimula contração muscular lisa. agregação plaquetária MÓDULO TEÓRICO 8 . febre. resposta inflamatória Leucotrienos Leucócitos. cromatina. Esta estrutura auxilia na manutenção da forma do núcleo e é formada por associação de proteínas do citoesqueleto (filamentos intermediários) chamadas de laminas A. nucleoplasma e nucléolos. sendo capaz de ser transcrito em RNA. Os poros nucleares são compostos de um anel nuclear interno na membrana com uma face nuclear e uma citoplasmática. Associada a face nuclear da membrana está uma estrutura chamada de lâmina nuclear. Nos procariontes a produção do mRNA não está separada da síntese de proteínas. No início da divisão celular esta lâmina se despolimeriza e as lâminas aparecem no citoplasma. O núcleo interfásico é considerado em repouso. sendo traduzido diretamente após sua síntese. O núcleo interfásico está dividido em envoltório. Nos mamíferos o núcleo ocupa cerca de 10% do volume total da célula. que é o período entre duas mitoses e na mitose que é o processo de divisão celular. Este segmento de DNA está relacionado com a síntese protéica. a eucromatina e a heterocromatina. Estes segmentos são considerados a cromatina ativa do núcleo. na interfase. O núcleo pode ser observado em duas fases nas células. As proteínas nucleares são produzidas no citoplasma e são endereçadas para o núcleo por uma seqüência de quatro a oito aminoácidos básicos (principalmente lisina e arginina) que pode ser reconhecida pelo poro e é transportada para o núcleo com gasto de ATP. A membrana nuclear não é contínua. e a face interna ou nuclear está associada a uma estrutura protéica de sustentação chamada lâmina nuclear. esta seqüência de AA não é retirada da proteína após sua inserção no núcleo. A eucromatina é a porção de DNA que se apresenta difusa no núcleo e compõe a maioria do DNA do núcleo. Ela possui este nome porque é capaz de se corar fortemente com corantes acidófilos. Composição do núcleo: O envoltório nuclear (ou carioteca) é uma estrutura composta de fosfolipídios. Estas proteínas teriam como função fixar o DNA no núcleo e já foram encontradas no núcleo da maioria dos eucariontes. não sofre modificações após sua transição. e que podem formar os 61 . A cromatina é o DNA celular associado a proteínas em vários graus de condensação. que são complexos protéicos com cerca de 100nm. B e C. e em geral encontramos apenas um núcleo por célula. A heterocromatina é formada por regiões do DNA que permanecem condensadas durante a interfase e a prófase inicial. ocorrendo duplicação de DNA e alta produção de RNA. Esta estrutura controla a entrada e saída de substâncias para o núcleo. A face externa é chamada de citoplasmática e contém uma série de ribossomos associados. Este transporte é feito por reconhecimento da seqüência de aminoácidos pela proteína importina. um complexo glicoprotéico chamado de “plug” nuclear que está localizado no centro do poro e. e é constituído de 2 membranas. Esta separação permitiu a modificação de mRNAs no núcleo e produção apenas de mRNA maduros. A cromatina está subdividida em dois tipos de acordo com sua condensação. possui alta capacidade metabólica. no entanto. este mRNA. Ela é interrompida pelos chamados poros nucleares. O DNA dos eucariotos encontra-se separado do citoplasma pelo envoltório nuclear. associado ao lado nuclear do anel se encontra a chamada cesta nuclear. Estas cromatinas são seqüências curtas e repetitivas de DNA e podem constituir cerca de 10 a 25% de DNA nuclear total. Todas as células diplóides de um mesmo organismo possuem a mesma quantidade de DNA. E a heterocromatina facultativa que é uma parte de cromatina que num mesmo organismo se apresenta condensada em algumas células e em outras não. Os gametas são haplóides e possuem metade do conteúdo nuclear de DNA que as células somáticas. Estes segmentos de cromatina formam porções inativas dos cromossomas. O cromossoma condensado forma a cromatina sexual que permite a identificação citológica do sexo. Os 46 cromossomas de uma célula humana diplóide tem 174 cm de DNA. já que o DNA destas regiões não pode ser transcrito em RNA. onde um dos cromossomas X é inativado. Todas as proteínas nucleares são sintetizadas no citoplasma e transportadas para o núcleo. que são as responsáveis por sua compactação. como já descrito acima. Histonas 62 . Um exemplo deste tipo de cromatina é a cromatina sexual da fêmea dos mamíferos.cromocêntros ou nucléolos falsos. Existem 2 tipos de heterocromatina: a constitutiva que se apresenta condensada sempre em todos os tipos celulares. Este DNA está associado a proteínas como histonas. Proteínas nucleares: O núcleo tem uma série de proteínas específicas. como o RNA polimerase. sendo que esta condensação ocorre ao acaso. a DNA polimerase e as histonas. Estas regiões tendem a se localizar na região pericentrométrica dos cromossomas. Ela também não é transcrita. Os cromossomos são formados por: Cromátide. forma o centro de nucleossomo que tem cerca de 10 nm. H2B.extremidades dos cromossomos.na metáfase o cromossomo possui duas. Estas proteínas se apresentam numa relação de peso de 1:1 com o DNA. H3 e H4. São regiões de DNA altamente respectivas e se coram fortemente com corantes básicos. Por serem básicas estas proteínas interagem fortemente com o DNA que é ácido. Elas estão unidas na região do cêntrometro e se separam no final da anáfase. Existem 5 tipos de histonas. Cêntrometro ou cinetócoro. H2B. e é o primeiro nível de organização do DNA. O DNA pode ser associado a proteínas básicas chamadas histonas. Telômero. H3 e H4. Esta estrutura compacta o DNA cerca de 7 vezes. Estas histonas se encontram em quantidades semelhantes (equimolares) e a união do DNA com as histonas H2A.região onde os centrômeros se ligam ao fuso mitótico. Quando os cromossomos são formados não ocorre síntese protéica. Existem 4 histonas principais H2A. As histonas não variam muito entre diferentes espécies. Elas têm em sua composição cerca de 10% de aminoácidos básicos como a arginina e lisina. Os cromossomos são estruturas formadas com o DNA super-compactado. A histona H1 não faz parte do nucleossomo e sua associação com o DNA está relacionada com a organização da fibra grossa de DNA e com a fixação do DNA ao nucleossomo. 63 . Estas regiões aparecem nos cromossomas acrocêntricos e formam um pequeno corpo arredondado (satélite) separado do resto do cromossomo por uma constricção secundária. sendo constantes em localização e tamanho. nelas estão presentes os genes que codificam para os RNAs 18S e 28S e que induzem a formação de nucléolos. 64 .Constricções secundárias. Existem as constrições secundárias chamadas organizadores nucleolares.são úteis na identificação dos cromossomos. Um indivíduo contém cerca de 1012 células derivadas de uma única célula. até sua duplicação.5 milhões de células novas por segundo. E a mitose ocorre em torno de 1 hora. e M são relativamente constantes entre as diversas células do organismo. G2 = 3 horas. Este período é seguido de uma fase G2 onde a célula se prepara a divisão celular. As etapas de interfase são: G1. G2 e mitose (M). Em geral o tempo de geração de uma célula de mamífero adulto crescendo em cultura é em torno de 16 horas. G2. Uma vez que a célula 65 . o DNA se condensa e o centrossomo se duplica. são necessárias 2. O processo de regulação do ciclo celular ocorre no período G1 onde a célula opta entre iniciar um novo ciclo ou parar no estágio G0. A duração do ciclo celular varia de acordo com os diferentes tipos celulares. O ciclo celular compreende basicamente duas etapas. Os processos de divisão celular são a mitose e a meiose. S. sendo formadas as chamadas células somáticas. Estágios da Intérfase: O ciclo celular seria então dividido em 4 fases G1. Para se manter o suprimento de células sangüíneas constante. onde ocorre a síntese de DNA. Os tempos de S. Estas fases possuem os seguintes tempos de duração quando a célula cresce em cultura: G1 = 5 horas. A fase G1 vai variar de acordo com o tipo celular. O ponto específico de interrupção da fase G1 onde as células param sua divisão celular é chamado de Go. esta fase é seguida da fase S. onde a célula recém formada cresce até atingir seu tamanho final.O ciclo celular: A capacidade de reprodução de uma célula é uma propriedade fundamental. Intérfase e divisão. S = 7 horas. ficando a célula ao final deste processo com 4n cromossomos. Na mitose uma célula 2n dá origem a duas células 2n com genoma igual ao da célula original. ultrapasse o estágio G1 ela está comprometida para a divisão celular. estimula seu crescimento. 66 . tirando a célula da fase Go. A entrada ou saída de uma célula em Go depende da presença de fatores de crescimento como o FGF (fator de crescimento dos fibroblastos). o HGF (fator de crescimento de hepatócitos). a ligação destes fatores a receptores específicos nas células.