Prof Ms Leonardo E Ferreira Foz do Iguau

Profº Ms. Leonardo E. Ferreira Foz do Iguaçu, 03 de Junho, 2018. Biologia Celular Níveis de organização e Modelos celulares; Funções básicas.

Componentes da Célula A Célula – Unidade básica do organismo vivo. Membrana Plasmática Orgânulos Núcleo

Membrana Celular Todas as células – Modelo do Mosaico Fluido.

Membrana Plasmática • Bicamada lipídica. • 7, 5 a 10 nm (não visíveis ao Microscópio Óptico) • Constituída por dois folhetos: interno e externo (constituídos por fosfolipídios, colesterol, e glicoproteínas). • Glicoproteínas representam 50% do peso: - Proteínas integrais (transmembrana) e - Proteínas periféricas.

Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) I) Difusão Simples (+ -) Para ocorrer difusão simples ü A membrana deve ser permeável ao soluto ü Deve haver diferença na concentração do soluto dentro e fora da célula.

Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) II) Difusão Facilitada (+ -) o Passagem de soluto através das proteínas integrais (permeases), já que não conseguem atravessar a membrana celular. o As proteínas facilitam a entrada e a saída de solutos. Tipos de proteínas integrais ü Canais iônicos: permite a passagem de íons e somente abrem após estímulo. ü Proteínas carreadoras (permeases) transportam aminoácidos, glicose, monossacarídeos, etc.

Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) III) Osmose (- +) o Passagem de água (solvente) através da membrana de uma região hipotônica (pouco concentrada) para outra região hipertônica (muito concentrada). Célula Túrgida Célula Plasmolisada

Transporte através da membrana b) Ativo (Há gasto de energia) Ocorre contra um gradiente de concentração e, por isso, a célula gastará energia para transportar a substância desejada. ( - +) I) Bomba de Sódio e Potássio q [K+] é maior dentro da célula. – [Na+] é maior fora da célula. q Poderíamos esperar que por difusão, as concentrações se igualassem. q Isso não ocorre porque a célula gasta energia para bombear sódio e potássio em sentido contrário ao da difusão. 3 Na+ são enviados para fora da célula 2 K+ são enviados para dentro da célula O interior da célula torna-se negativo devido ao déficit de cargas positivas no interior da célula

Transporte através da membrana b) Ativo (Há gasto de energia) o Ocorre contra um gradiente de concentração e, por isso, a célula gastará energia para transportar a substância desejada. ( - +) II) Endocitose o É o englobamento de partículas e microrganismos para o meio intracelular. o Existem dois tipos: fagocitose e pinocitose. Fagocitose: É o englobamento de partículas sólidas por meio de expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes. Após o englobamento forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo.

Transporte através da membrana b) Ativo (Há gasto de energia) II) Endocitose Fagocitose: Funções da fagocitose Alimentação: Amebas Defesa: Glóbulos brancos

Transporte através da membrana b) Ativo (Há gasto de energia) II) Endocitose Pinocitose: É o englobamento de partículas líquidas as quais tocam a membrana e provocam sua invaginação, formando bolsas que contém o material englobado denominado pinossomo.

Transporte através da membrana b) Ativo (Há gasto de energia) III) Exocitose (clasmocitose) o Eliminação de substâncias a partir de bolsas citoplasmáticas. o As bolsas contendo o material a ser eliminado aproximam-se da membrana e fundem-se a ela, expelindo seu conteúdo. o As células por exocitose podem eliminar restos metabólicos ou secretar produtos úteis ao organismo.

Orgânulos do Citoplasma Citosol ou Hialoplasma. Água + Proteínas + Inclusões Ciclose

Orgânulos do Citoplasma Citoesqueleto Movimentos e sustentação. Microfilamentos de actina Microtubulos Filamentos intermediários

Organelas Citoplasmáticas Centríolos § § § Ocorrência: células eucariotas (Animais e alguns vegetais) Cada célula possui 1 par de centríolos, dispostos perpendicularmente. Constituição: microtúbulos protéicos sem membrana lipoprotéica 9 Trincas de Microtúbulos (unidas por proteínas adesivas) Funções a) Formam cílios e flagelos. b) Participam da divisão celular: fixam as fibras do fuso. Capacidade de autoduplicação

Ribossomos Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Rugoso

Organelas Citoplasmáticas Retículo Endoplasmático Funções do Retículo Endoplasmático Liso Funções do Retículo Endoplasmático Rugoso Armazenamento de substâncias Distribuição e Transporte de substâncias Neutralização de substâncias tóxicas (Fígado) Síntese de lipídios Síntese de proteínas para exportação Síntese de enzimas digestivas

Organelas Citoplasmáticas Complexo de Golgi § Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) § Grupo de cisternas achatadas, formadas por membrana lipoprotéica, empilhadas umas sobre as outras. Obs. : O Complexo de Golgi recebe vesículas contendo proteínas produzidas no RER para serem modificadas, empacotadas em vesículas e utilizadas na própria célula ou exportadas. Vesículas Membranas Complexo de Golgi Cisternas

Organelas Citoplasmáticas Complexo de Golgi § Funções: a) Empacotamento e transporte de substâncias. b) Formação e liberação de vesículas repletas de substâncias que estavam armazenadas no interior das cavidades. c) Formação de lisossomos primários (vesículas liberadas contendo enzimas digestivas). d) Formação dos peroxissomos (vesículas que contém enzima catalase). e) Formação da lamela média das células vegetais. f) Formação do acrossomo dos espermatozóides.

Organelas Citoplasmáticas Lisossomo § Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) § São bolsas membranosas produzidas pelo complexo de Golgi que contêm enzimas digestivas. o Autofagia Função: Digestão intracelular o Heterofagia o Autólise a) Autofagia: É a digestão das próprias organelas citoplasmáticas o Renovação das organelas o Em caso de falta de alimento para a célula b) Heterofagia: É a digestão de substâncias que entram na célula o O lisossomo primário funde-se ao fagossomo ou pinossomo o Forma-se lisossomo secundário ou vacúolo digestivo o Ocorre a digestão dos componentes úteis para a célula e clasmocitose (exocitose) dos resíduos.

Organelas Citoplasmáticas Lisossomo c) Autólise: É a autodestruição celular que ocorre devido ao rompimento da membrana lipoprotéica dos lisossomos com a liberação das enzimas digestivas. o Apoptose: morte celular programada ü Desaparecimento da cauda do girino ü Eliminação das membranas interdigitais do feto. o Silicose: morte celular devido a ação da sílica (Si. O 2) ü Muito comum em trabalhadores de minas que apresentam problemas respiratórios ainda muito cedo devido a destruição dos alvéolos pulmonares.

Organelas Citoplasmáticas Peroxissomos Detoxificação celular: Enzimas do grupo das catalases convertem peroxido de hidrogênio em água e oxigênio, reduzindo o nível de toxicidade celular. H 2 O 2 H 2 O + O 2

Fagossomo

1) Conceito: Os Ácidos Nucléicos são macromoléculas, formadas por seqüências de nucleotídeos, especializadas no armazenamento, na transmissão e no uso da informação genética. Existem dois tipos de Ácidos Nucléicos: a) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) b) RNA (Ácido Ribonucléico) 2) Composição Química Os Ácidos Nucléicos são compostos por monômeros chamados nucleotídeos. Estrutura de um nucleotídeo: 1 Fosfato 1 Pentose 1 Base Nitrogenada Nucleotídeo

2) Composição Química Os Ácidos Nucléicos unem-se uns aos outros através de ligações fosfodiéster formando cadeias contendo milhares de nucleotídeos. Fosfato Ligações Fosfodiéster

3) Bases Nitrogenadas 3. 1) Tipos: Existem 5 tipos de bases nitrogenadas. Podemos verificar que: Timina (T) está presente somente no DNA E Uracila somente no RNA São bases do DNA Adenina Timina Guanina Citosina São bases do RNA Adenina Uracila Guanina Citosina

3) Bases Nitrogenadas 3. 2) Classificação: As Bases Nitrogenadas podem ser classificadas quanto ao número de anéis. Bases Pirimídicas Contém apenas 1 anel na estrutura molecular Bases Púricas Contém 2 anéis na estrutura molecular

3) Bases Nitrogenadas 3. 3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. No No. RNA DNA Guanina Adenina Comosempre não possui se seliga Timina, aa. Citosina Timina Adeninae se vice-versa liga a Uracila Adenina Guanina Citosina Timina Formação de 3 2 ligações de Hidrogênio

3) Bases Nitrogenadas 3. 3) Pareamento de Bases Nitrogenadas O Pareamento das Bases Nitrogenadas se dá por meio de Ligações de Hidrogênio. RNA Como não possui Timina Adenina ligará sempre com Uracila E vice-versa

4) Pentoses dos Ácidos Nucléicos RNA DNA No RNA a pentose presente é a Ribose No DNA a Pentose presente é a Desoxirribose

5) RNA (Ácido Ribonucléico) Características: 1. Local de Produção: Núcleo da Célula (Transcrição) 2. Estrutura: 1 Fita (fita simples) 3. Nucleotídeo contendo: a) Ribose b) Bases Nitrogenadas: Uracila, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato 4. Tipos de RNA: a) RNAm (Mensageiro) b) RNAt (Transportador) c) RNAr (Ribossômico) RNA RNATransportador Ribossômico mensageiro Participa Transporta Leva o código da constituição Aminoácidos genético dos doaté DNA Ribossomos. o local parada o São citoplasma síntese armazenados deonde proteínas ocorrerá no núcleo na Traduação. a (nucléolo). Tradução.

5) RNA (Ácido Ribonucléico) Os tipos de RNA e suas funções RNA Transportador (RNAt) Carreador de aminoácidos Forma de um trevo RNA Mensageiro (RNAm) Transcreve o código genético e o leva para o citoplasma. RNA Ribossômico (RNAr) Parte constituinte dos Ribossomos

6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) Forma Estrutural

6) DNA (Ácido Desoxirribonucléico) Características: 1. Estrutura: 2 Fitas unidas pelas bases nitrogenadas em forma de α hélice 2. Nucleotídeo contendo: a) Desoxirribose b) Bases Nitrogenadas: Timina, Adenina, Guanina e Citosina c) Fosfato 3. Relação das Bases a) A/T = 1 b) G/C = 1 4. Quantidade a) Maior no núcleo/nucleóide (cromatina ou cromossomo) b) Menor no citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos)

Principais diferenças entre RNA e DNA Estrutura da Molécula RNA DNA Fita Simples Fita Dupla Bases Púricas Bases Pirimídic as Adenina Uracila Guanina Citosina Adenina Timina Guanina Citosina Pentose Função na célula Ribose Síntese de Proteínas (RNAm e RNAt) e formação de ribossomos(RNAr) Armazenamento e Desoxirri transmissão de bose informação genética

1) A Estrutura do DNA Elucidada em 1953 por Watson e Crick o Modelo Helicoidal – Dupla Hélice

Replicação do DNA 2) Propriedades da Duplicação a) O DNA é a única molécula capaz de sofrer auto-duplicação. b) A duplicação do DNA ocorre sempre quando uma célula vai se dividir. c) Ocorre durante a fase S da intérfase. d) É do tipo semiconservativa, pois cada molécula nova apresenta uma das fitas vinda da molécula original e outra fita recém sintetizada.

Replicação do DNA 3) A Replicação A replicação do DNA ocorre em duas etapas: a) Separação das bases nitrogenadas. b) Inserção e pareamento de novos nucleotídeos em cada fita pela DNA polimerase. A Enzima DNA polimerase capta nucleotídeos e os unem, conforme o pareamento: A-T / G-C Para este processo ocorrer é necessário energia! De onde será que vem essa energia? Os. Essa nucleotídos energia liberada que chegam é então carragam utilizada consigo pela 3 grupos Enzimafosfatos. DNA polimerase Quando opara nucleotídeo unir um é inserido nucleotídeo na fita há liberação ao outro. de energia Ener

Replicação do DNA 3. 1) Origem de Replicação Por ser muito extenso o DNA é aberto em locais específicos chamados Origens de replicação. As origens de replicação formam “bolhas de replicação” que avançam para os dois lados simultâneamente. Por isso a replicação do DNA é dita Bidirecional Semiconservativa A medida que vão avançando elas vão se encontrando até duplicar o DNA inteiro.

Replicação do DNA 3. 2) Início da Replicação 1. A enzima DNA polimerase não é capaz de iniciar uma fita a partir do nada. 2. As DNA’s polimerase necessitam de uma fita inicializadora auxiliar (primer) 3. Uma enzima chamada primase confecciona o primer para que a DNA polimerase possa iniciar a duplicação do DNA.

Replicação do DNA 3. 3) Sentido de Alongamento do DNA: 5’ 3’ • • A DNA polimerase percorre o DNA sempre no sentido 5’ 3’ Dessa maneira o DNA novo só pode crescer neste sentido 5’ 3’ Etapas da duplicação 2) 3) 4)ANa 1) Só fita Na medida que de frente ocima DNA que vai éapresenta achamada ahelicase enzima fita uma vaihelicase líder abrindo orientação poisabrindo ase dupla anti-paralela encontra hélice a dupla na a orientação hélice. DNA entrepolimerase correta as duas (5’ fitas. vai 3’) sintetizando a fita líder 6) 8)7) AIsso No fita Dessa final de maneira, baixo do processo: é chamada a fita Os 5) significa que se a fita primers de retardada fita retardada, da fita éna sintetizada retardada pois nesse de são líder está orientação removidos trechos caso (5’ aem DNA etrechos os polimerase fragmentos a partir correta 3’) a outra não de alonga deprimers DNAesta unidos formando fita no pela sentido DNA vários está. fragmentos contrário polimerase. à helicase. de DNA.

1) Visão Geral A síntese de proteínas contém duas etapas: 1) Transcrição (núcleo) DNA RNA 2) Tradução (citoplasma) Formação do Polipeptídio Em resumo: A Síntese de Proteínas consiste em unir aminoácidos de acordo com a seqüência de códons presentes no RNAm

Transcrição do RNA 2) Transcrição a) Um fragmento de DNA (gene) é utilizado como molde para confeccionar moléculas de RNA b) Gene: É um trecho do DNA que pode ser transcrito em RNAm (mensageiro) • RNAt (transportador) • RNAr (ribossômico) Ge • ne c) Os RNA’s formados podem ser de três tipos:

Transcrição do RNA 2) Transcrição AComo O RNA promotor apresenta liga Sempre A RNA Quem apolimerase RNA polimerase antes realiza polimerase dease cada só uma ao promotor sequência de abre bases aade gene pode transcrição consegue existe transcrever identificar um do e. DNA trechos éos que dupla a RNA hélice polimerase do DNA enzima DNA chamado que genes? ? ? RNAsejam Polimerase promotor. genes! iniciareconhece. o processo de transcrição!!!

Transcrição do RNA 3) Transcrição em Procariotos a) b) c) d) Em procariotos (bactérias) um promotor controla a transcrição de mais de um gene. O sistema 1 promotor vários genes é chamado de Operon. O RNAm de um procarioto carrega consigo a informação de mais de um gene. Dessa maneira a tradução do RNAm de procariotos irá produzir mais de uma proteína diferente. RNA Procariótico seqüência não codificante Seqüência α P Seqüência β Seqüência γ 5’ 3’ Proteína α Proteína β Proteína γ RNA Eucariótico P Seqüência Codificante 5’ 3’ Proteína

Transcrição do RNA 4) Transcrição em Eucariotos (Exons e Íntrons) a) Os genes de Eucariotos não são contínuos b) Existem fragmentos denominados Exons e fragmentos denominados Íntrons c) Os Éxons são funcionais e codificam proteínas; porém os Íntrons não codificam. Na OEnzimas RNA transcrição mensageiro tanto que oso Dessa Este processo maneira denominadas de somente retirada Ligases Éxons possui irão quanto Éxons realizar eos Íntrons união ééos Nucleases dos RNAm Íntrons contendo retiram recebe Éxons todos oa nome chamado desão todos transcritos. Éxons Íntros que vai deixando para deos a. Primário. segunda no RNAm formando um RNAm etapa somente Splicing da Síntes os Éxons de Secundário Proteínas, a Tradução no citoplasma da célula.

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução É o processo no qual as seqüências de nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro direciona a incorporação de aminoácidos em uma proteína. a) b) c) d) É a Segunda Etapa da Síntese de proteínas e ocorre no citoplasma O RNA mensageiro após ser transcrito sai do núcleo e migra para o citoplasma O RNA mensageiro é utilizado como molde para a produção de proteínas Participantes da Tradução: RNA mensageiro, RNA transportador, Ribossomos e Aminoácidos. RNA transportador Metionina Prolina RNA mensageiro Códon Serina Aminoácidos Ribossomo Anticódon

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução ADessa Cada Na Lembre-se Tradução AOs Tradução Tabela 3 códigos maneira Bases ocorre de docada (triplet) do que Código cada Gene nas CÓDON existem CÓDON do organelas Genético dogene DNA (3 Códons do bases do são RNAm nos celulares DNA de do Início chamadas possui RNAm) transcrito informa (AUG) recebe 3 codifica Ribossomos. bases equal o. Códons em nome aminoácido CÓDONS nitrogenadas umde Aminoácido. Estes Código. Parada depossuem será RNA que (UAA), 2 subunidades, complementa incorporado 1 CÓDON (UAG) mensageiro. na as seu =proteína quais 1 respectivo e. AMINOÁCIDO. (UGA) se unem dependendo CÓDIGO. quando o do Ribossomos códon presente se ligano ao. RNAm. Código

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução Códon de parada (UAA)

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução Resumo

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução no R. E. R

Tradução do RNA a Proteína 5) Tradução Destino dos polipeptídios transcritos

6) O Código Genético O código genético consiste em trincas de nucleotídeos (códons) Como existem 4 bases de RNA (A, U, G, C), existem ao todo 64 códons. Porém, como vimos, um códon (AUG) é o de inicio e três são se parada (UAA), (UAG) e (UGA). Podemos dizer também Dizemos Então, Existem que apenas mais o Genétigo Código de 20 um é Porém, o há Código que o Código Genético aminoácidos códon para épois Degenerado diferentes certos não é Ambíguo: um único universal, os códons para aminoácidos. Redundante. 60 códons. códon não especifica mais têm ou o mesmo significado doem quequase um aminoácido. todos os organismo do planeta.

7) Mutações no DNA podem acarretar problemas Apesar do código genético ser degenerado, mutações podem levar a mudanças na seqüência de aminoácidos de uma proteína e por conseqüência ao mal funcionamento desta.

Mutações

Bem vindos ao mundo da Tenham um ótimo dia !!!