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LICENCIATURA EMCIÊNCIAS BIOLÓGICAS

BIOLOGIA CELULAR

Semestre 3

Prof. Maurício P. Gouvinhas

UNIVERSIDADE METROPOLITANA DE SANTOS

BIOLOGIA CELULAR�UNIMES VIRTUAL

L782c LOBO, Maurício Nunes Curso de Pedagogia: Atividades Curriculares Acadêmicas Adicionais (por) Prof. Maurício Nunes Lobo. Semestre 2. Santos: UNIMES VIRTUAL. UNIMES. 2006. 22p.

1. Pedagogia 2. Atividades Curriculares Acadêmicas Adicionais. CDD 371

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AULA INAUGURAL

Olá!

A disciplina de Biologia Celular tem a finalidade de apresentar a estrutura e o funcionamento da unidade básica dos seres vivos, ou seja, a célula. É a partir do entendimento da célula que inícia a sua “jornada” pelo mara-vilhoso mundo da Biologia. Entender a “célula” é o primeiro passo para a compreensão das demais áreas de atuação do biólogo.

Durante o semestre, vamos estudar os conceitos básicos das células e seus componentes; a composição e as funções das membranas biológicas e dos elementos subcelulares; estabelecer os meios de comunicação ce-lular; analisar os aspectos morfológicos do núcleo e dos ácidos nucléicos e, também, o ciclo celular e tipos de divisão.

Ao final da disciplina, você será capaz de relacionar os conteúdos aborda-dos na solução de problemas em diferentes áreas de atuação profissional.

Seja bem vindo!

Prof. Maurício Gouvinhas


Índice

Unidade I - Microscopias, Técnicas e Biomembranas ....................................... 11

Aula: 01 – Microscopia de Luz ................................................................................... 12Aula: 02 – Microscopia Eletrônica e Confocal ........................................................... 15Aula: 03 – Cultura de Células ..................................................................................... 18Aula: 04 – PCR e Eletroforese .................................................................................... 20Aula: 05 – Estrutura das Membranas Biológicas ........................................................ 22Aula: 06 – Funções das Biomembranas ..................................................................... 25Aula: 07 – Transportes Através das Membranas ....................................................... 27Aula: 08 – Colocando em Prática ............................................................................... 30Resumo - Unidade I .................................................................................................... 32

Unidade II - Especializações das Biomembranas ............................................... 35Aula:09 – Endocitose e Exocitose .............................................................................. 36Aula:10 – Domínios de Membrana ............................................................................. 38Aula:11 – AMP-Cíclico ............................................................................................... 40Aula:12 – Meios de Comunicação das Células ........................................................... 42Aula:13 – Citoesqueleto ............................................................................................. 44Aula:14 – Junções Intercelulares ............................................................................... 48Resumo - Unidade II ................................................................................................... 51

Unidade III - Elementos Subcelulares – As Organelas ....................................... 53Aula: 15 – Retículo Endoplasmático ........................................................................... 54Aula: 16 – Complexo Golgiense.................................................................................. 57Aula: 17 – Lisossomas ............................................................................................... 59Aula: 18 – Mitocôndrias ............................................................................................. 62Aula: 19 – Estudo da Organização Geral da Célula ..................................................... 64Aula: 20 – Tipos Celulares .......................................................................................... 69Resumo - Unidade III .................................................................................................. 72

Unidade IV - Núcleo Celular ............................................................................... 75Aula: 21 – Núcleo ....................................................................................................... 76Aula: 22 – Material Genético ...................................................................................... 79Aula: 23 – Replicação, Transcrição e Tradução .......................................................... 82Aula: 24 – Ciclo Celular .............................................................................................. 86Aula: 25 – Mitose ....................................................................................................... 89Aula: 26 – Meiose ...................................................................................................... 93

BIOLOGIA CELULAR10UNIMES VIRTUAL

Aula: 27 – Aberrações Cromossômicas ..................................................................... 96Aula: 28 – Cariótipo.................................................................................................... 99Resumo - Unidade IV ................................................................................................ 102

Unidade V - Matriz Extracelular ....................................................................... 105Aula: 29 – Matriz Extracelular .................................................................................. 106Aula: 30 – Biologia do Câncer ................................................................................. 110Aula: 31 – Neoplasias Benignas e Malignas ............................................................ 113Aula: 32 – Sistemas de Controle .............................................................................. 117Resumo - Unidade V ................................................................................................. 120

BIOLOGIA CELULAR 11UNIMES VIRTUAL

Unidade IMicroscopias, Técnicas e Biomembranas

ObjetivosIntrodução às técnicas de estudo mais atuais das células; microscopia de luz e eletrônica, componentes dos microscópios e suas funções.Apresentar a forma, composição e funções das membranas biológicas, bem como relacionar os tipos de transporte feitos através das membranas.

Plano de Estudo Esta unidade conta com as seguintes aulas:

Aula: 01 – Microscopia de LuzAula: 02 – Microscopia Eletrônica e ConfocalAula: 03 – Cultura de CélulasAula: 0� – PCR e EletroforeseAula: 0� – Estrutura das Membranas BiológicasAula: 0� – Funções das BiomembranasAula: 0� – Transportes Através das MembranasAula: 0� – Colocando em Prática


Aula: 01

Temática: O Microscópio de Luz

Olá! Hoje vamos estudar quais as partes e como funciona a principal ferramenta que os Biólogos utilizam para o estudo das células, o microscópio.

Hoje existem vários tipos de microscopias utilizadas para os mais varia-dos fins. Mas, sem dúvida, o instrumento mais utilizado é o microscópio de luz. Alguns autores usam o termo microscópio óptico, mas todos são ópticos e, o que os diferencia é o tipo de luz empregada para a geração das imagens. Podemos citar como exemplo: o microscópio que utiliza elétrons para gerar a imagem desejada é chamado de microscópio eletrônico (ME). Mesmo assim, o ME não deixa de possuir um sistema óptico; então, ele também é um microscópio óptico. Entenderam? Os microscópios, de um modo geral, apresentam duas partes principais: um sistema mecânico e um sistema de lentes.

Lentes Oculares = Dependendo do número de lentes oculares presentes os microscópios podem ser: monoculares, possuem apenas uma lente; binoculares, possuem duas lentes, sendo os mais comuns hoje em dia e trioculares, possuem duas lentes oculares e mais uma abertura de encai-xe para uma câmera (fotográfica ou de vídeo). Outro detalhe importante é


que as lentes oculares têm um poder de aumento, ou seja, elas sozinhas aumentam o objeto a ser estudado. Normalmente as oculares têm um aumento de 10x, mas esse número pode variar.

Canhão = é a estrutura mecânica que dá suporte as lentes oculares. O canhão é uma estrutura móvel que permite ao observador regular as lentes oculares de acordo com a distância interpupilar.

Revolver = é uma estrutura mecânica, móvel que dá suporte as lentes objetivas. O revólver gira tanto em sentido horário quanto anti-horário.

Lentes Objetivas = as objetivas formam um conjunto de 4 lentes. Cada lente sozinha tem um poder de aumento específico. A primeira lente é de-nominada de panorâmica ou de menor aumento. É identificada com uma tarja vermelha e aumenta o objeto em 5x seu tamanho normal. A segunda lente é chamada de médio aumento e tem o aumento de 10x. É identifica-da com uma tarja amarela. A terceira objetiva aumenta o objeto em 40x. É chamada de maior aumento e é identificada com uma tarja azul. A última objetiva é identificada com uma tarja branca. Possui o maior aumento de todos, 100x, sendo chamada de objetiva de imersão. O aumento total do objeto a ser visualizado é feito através da multiplicação do aumento das lentes oculares e objetivas. Assim, temos:

• Objetiva panorâmica = 10 x 5 = 50 vezes o tamanho original;

• Objetiva de médio aumento = 10 x 10 = 100 vezes o tamanho original;

• Objetiva de maior aumento = 10 x 40 = 400 vezes o tamanho original;

• Objetiva de imersão = 10 x 100 = 1000 vezes o tamanho original.

Mesa ou Platina e Presilha = a mesa é a estrutura destinada a suportar a lâmina com o material a ser observado. A lâmina fica presa à mesa atra-vés de uma estrutura denominada presilha.

Condensador e Diafragma = Condensador é uma estrutura localizada abaixo da mesa. Sua função é concentrar os raios de luz que saem do canhão de luz, localizado na base do microscópio. A importância do con-densador é que sem ele, perderíamos qualidade na imagem, pois os raios de luz se dissipariam e só uma quantidade pequena seria distribuída pelas lentes internas do microscópio (prismas) chegando aos nossos olhos. O Diafragma é uma pequena lingüeta localizada à frente do condensador. Sua função é controlar a intensidade de luz que incide sobre a lâmina.

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Charriot = é um conjunto de parafusos encontrado na lateral do micros-cópio. Sua função é movimentar a mesa para os lados e movimentar a presilha para frente e para traz. O resultado é que podemos observar o material por inteiro sem ter que mover a lâmina manualmente, como se fazia antigamente.

Parafuso Macrométrico = é a peça mecânica destinada a dar o primeiro foco ou o foco grosseiro. Sua função é subir e descer a mesa. ATENÇÃO! O parafuso macrométrico só é utilizado com a objetiva de menor aumen-to. Se você for utilizá-lo com as outras objetivas irá quebrar a lâmina ao meio! Então cuidado! Nunca se esqueça!

Parafuso Micrométrico = é usado em conjunto com o macrométrico. Possui a mesma função, subindo e descendo a mesa, só que de maneira bem lenta (quase imperceptível). É usado com as outras três objetivas para ajustar o foco.

Pode até parecer confuso ou difícil o manuseio do micros-cópio, mas na realidade não é, claro que a prática faz a per-feição e, dependendo do tipo de material que se deseja ob-

servar há uma variação na intensidade de luz que deve ser ajustada. Com o tempo o microscópio se torna o grande amigo do biólogo e, com certeza vai se tornar o seu também!

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Aula: 02

Temática: Microscopia Eletrônica e Confocal

Olá! Em continuação a nossa aula sobre microscopia, hoje vamos abordar dois tipos de microscopias mais “potentes”. A microscopia eletrônica e a microscopia a laser ou confo-

cal. Vamos lá!

O microscópio eletrônico foi elaborado por volta de 1940, suas primeiras utilizações foram na área de engenharia, mas logo foi adaptado para a utilização dentro das áreas biológicas.

Enquanto o microscópio convencional de luz permite um aumento de até 1000x, o microscópio eletrônico permite aumentar o tamanho original da peça em até 01 milhão de vezes! Essa magnitude permite aos pesquisado-res estudar detalhes que na microscopia de luz é impossível detalhar.

Existem dois tipos de microscopia eletrônica: microscopia eletrônica de transmissão ou MET e a microscopia eletrônica de varredura ou MEV.

Microscopia Eletrônica de Transmissão

O microscópio eletrônico é bem maior do que o de luz e o MET precisa de uma sala “especial” e cuidados também! A sala tem que ser refrigera-da, pois altas temperaturas interferem no microscópio, então, no máximo duas pessoas podem ficar na sala enquanto o microscópio está em fun-cionamento.

O MET é um grande tubo cilíndrico preso a uma mesa (em termos gerais). Dentro do tubo passa um corrente de elétrons, liberada da parte mais su-perior, denominada canhão eletrônico. Os elétrons são agitados por uma bobina elétrica para ganharem alta velocidade e, então, são “disparados” ao longo do tubo, atingindo a peça localizada em uma parte mais mediana do cilindro. Ao atingirem a peça os elétrons a atravessam continuando seu caminho através de lentes (objetiva, intermediária e projetora), para atingir, por fim, uma placa fluorescente.

Na microscopia eletrônica nós trabalhamos com fotos e não com lâminas! Isto é devido ao fato de que os elétrons que bombardeiam a peça acabam


por destruí-la, então, todo ME tem uma câmera fotográfica acoplada, para o registro das imagens.

Figura 01- Fotomicrografia eletrônica de transmissão da lâmina basal (asterís-co). Cabeça de seta evidenciando tropocolágeno. (AMENTA, S.P., et al., 2005. J. Histochem & Cytochem., 53(2):165-76. Disponível em: http://www.jhc.org)

Figura 02 – Fotomicrografia eletrônica de trans-missão mostrando duas mitocôndrias. (JOHN, G. B., et al., 2005. Mol. Biol Cell, 1�: 1543-1554. Disponível em: http://www.molbiolcell.org)

Microscopia Eletrônica de Varredura

A MEV é bem mais “simples” do que a de transmissão. O MEV possui um cilindro menor e pode ocupar qualquer sala sem necessitar de cuidados específicos. A diferença entre as microscopias eletrônicas é que aqui, va-mos obter uma imagem tridimensional do material; a peça é tratada com sais de ouro e os elétrons ao invés de atravessar o material se combinam com os sais de ouro gerando uma imagem tridimensional (basicamente é um grande scanner).

Figura 03 – Fotomicrografia eletrônica de var-redura evidenciando mitocôndrias. (imagem cortesia do Prof. Dr. Livre-Docente Manuel de Jesus Simões. Departamento de Histologia e Biologia Estrutural, Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina)

http://www.jhc.org

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Microscopia Confocal

A microscopia confocal utiliza raios laser para gerar a imagem de uma amostra. Um dos grandes problemas na microscopia é a sobreposição de imagens quando se tem um corte espesso. A sobreposição interfere na qualidade, pois pontos diferentes da peça ficam desfocados. Mas com a MC a imagem coletada por um detector passa por um obstáculo com um pequeno orifício, permitindo, assim, coletar um plano focalizado enquanto outros planos são bloqueados.

Figura 04 – Fotomicrografia confocal eviden-ciando fibroblastos (em vermelho citoplasma e em verde núcleo). (LANGEVIN, H. M., et al.; 2005. Am. J. Physiol Cell Physiol., 2��: C747-C756. Disponível em: http://www.ajp-cell.physiology.org

Podemos concluir que técnicas avançadas na área da mi-croscopia possibilitaram e possibilitam, cada vez mais, a compreensão dos mecanismos que fazem a célula funcio-

nar. Para maiores detalhes destas técnicas e de outras, consulte as fontes na indicação e qualquer dúvida, não deixe de nos perguntar.

http://www.ajpcell.physiology.org

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Aula: 03

Temática: Cultura de Células

Olá alunos! Nesta aula iremos abordar um tema de grande importância na prática da biologia celular. A técnica de cul-tura permite estudar o comportamento das células fora do

organismo, ou seja, in vitro.

Diferente das outras técnicas onde a célula é morta, a cultura permite o acompanhamento da célula viva. É uma técnica difícil de ser conduzida, pois necessita de aparelhos especiais e um local, totalmente, esterilizado. As técnicas de esterilização são tão importantes que a menor contamina-ção pode por em risco meses de pesquisas.

Para se manterem vivas, as células devem ser colocadas em recipientes apropriados, de vidro ou plástico, denominados placas ou garrafas de cul-tura. Para cada tipo de célula existe um meio nutritivo específico e o tempo em que às células se mantêm vivas in vitro também varia.

A figura da esquerda é uma placa de vidro (Placa de Petri) e a direita garrafas de plástico para cultura. (imagens disponíveis em: http://www.ciencor.com.br)

Tipos de Culturas

Cultura Primária

Logo após serem retiradas do organismo os fragmentos de tecidos são colocadas nos recipientes apropriados contento meio de cultura (conjunto de proteínas necessárias a sobrevivência das células). Os fragmentos são observados 3x por semana para determinar à troca do meio de cultura e, por volta do 15ª dia às células começam a se soltar do tecido e aderem ao fundo do recipiente.

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Subcultura

A subcultura consiste em subcultivar as células primárias em outras pla-cas/garrafas de cultura. Este procedimento é importante para se manter um estoque de células em cultivo para procedimentos posteriores. Os la-boratórios também podem ter um banco de células em culturas e, frequen-temente, fornecem amostras de células para outros laboratórios.

Figura 01 – Cultura de células. (YANG, Z. et al., 2005. J Biol Chem, 2�0(1):654-59. Disponível em: http://www.jbc.org)

Podemos concluir que a técnica de cultura de células (ani-mais ou vegetais) é ferramenta importante na pesquisa tan-to básica quanto clínica, pois permite o estudo da célula in

vitro, diminuindo a necessidade da utilização de modelos experimentais vivos. Não deixe de nos enviar suas dúvidas e sugestões.

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Aula: 0�

Temática: PCR e Eletroforese

Nessa aula, vamos estudar sobre duas técnicas muito uti-lizadas na Biologia para a análise do material genético. As técnicas de PCR e ELETROFORESE.

A técnica denominada PCR (Reação em cadeia da Polimerase) consiste em fazer cópias da molécula de DNA, com a finalidade de amplificar frag-mentos de DNA em grande quantidade.

Primeiro é retirada uma amostra de células de um tecido. A amostra é co-locada em um tubo de ensaio contendo um tipo de “detergente” e o DNA é separado das células. Então o tubo de ensaio é colocado em um aparelho denominado termociclador, o qual através de alterações na temperatura permite que a molécula de DNA se duplique. Após um período de 2 horas teremos 1 milhão de cópias de DNA. A segunda etapa é realizada pela técnica de eletroforese, que consistem em colocar o material (DNA) dentro de um gel em uma cuba de vidro, tampá-la e deixar uma corrente elétrica passar pelo gel. A cuba de eletroforese tem dois pólos, um negativo e outro positivo; e sendo o DNA um composto orgânico, é formado por par-tículas carregadas negativamente e por outras carregadas positivamente. Quando a corrente elétrica passa pelo gel contendo o DNA, as partículas são forçadas para as extremidades da cuba.

Este processo de migração é chamado de corrida eletroforética e as par-tículas são atraídas de acordo com sua carga elétrica: (-) com (+) e vice-versa. Após um período de 2 horas, o gel é retirado para análise, veja o exemplo a seguir.

Figura 01 – Imagem do termociclador do labo-ratório de Histologia e Biologia Estrutural. De-partamento de Morfologia. Universidade Fede-ral de São Paulo. Escola Paulista de Medicina. Cortesia do Prof. Dr. Livre-Docente Manuel de Jesus Simões.


Figura 02 – Cuba de Eletroforese. Disponível em: http://www.ciencor.com.br

A figura acima representa o resultado da corrida eletroforética. Para determinar uma determinada proteína temos que analisar o padrão de bandas escuras que migram ao longo do gel (JOHN, G. B., et al., 2005. Mol. Biol Cell, 1�: 1543-1554. Disponível em: http://www.molbiolcell.org).

Podemos concluir que a análise do DNA é indispensável para entendermos mais sobre a evolução dos organismos, fazendo através de técnicas moleculares, comparações en-

tre amostras de DNA de diferentes espécies.

Não deixe de participar em nosso ambiente virtual de aprendizagem. Até lá!



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Aula: 0�

Temática: Estrutura das Membranas Biológicas

Antes de iniciarmos nosso estudo sobre a estrutura das membranas biológicas ou biomembranas, é interessante ressaltar que já se conhecia sua existência muito antes de

conseguirmos visualizá-la pela primeira vez. Sua observação só foi pos-sível através da confecção de um tipo de microscópio mais avançado, o microscópio eletrônico, por volta de 1945.

Mas como os pesquisadores da época conseguiram descobrir a existência do que hoje nós conhecemos como membrana celular ou plasmática? Para entender esse fato histórico, vamos recriar os experimentos que foram feitos.

Primeiro vamos precisar de um frasco com água. Em seguida, vamos dividir o frasco ao meio, com papel celofane, por exem-plo, criando dois compartimentos isolados (A e B). Agora va-mos adicionar concentrações iguais de sal de cozinha (NaCl).

Em um segundo teste, vamos adicionar no compartimento A mais NaCl. O que observamos em seguida é que as moléculas de NaCl se deslocam para o lado B, equilibrando os compar-timentos.

Esse simples experimento permitiu aos estudiosos entender o que acon-tecia com a célula em seu microambiente. Uma estrutura permitia a pas-sagem do NaCl, mas não da água, motivo pelo qual a membrana seria chamada de semipermeável.

As membranas celulares são compostas por: fosfolipídeos, proteínas e glicoproteínas. Embora as células tenham estrutura e funções em co-mum, existem diferenças específicas mediadas por seus componentes. A seguir, iremos discutir cada componente em separado.

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Fosfolipídeos – Os principais componentes das membranas

O principal componente lipídico das membranas é o fosfolipídeo. Formam uma dupla camada constituída por dois componentes: uma cabeça hidrofí-lica (hidros ¬–¬ água; filia – atração por) e uma cauda hidrofóbica (hidros – água; fobia – medo de). Na biologia todo componente que apresenta as propriedades de hidrofilia e hidrofobia ao mesmo tempo recebe o nome de molécula anfipática.

Representação esquemática dos fosfolipídios. As biomembranas são formadas por uma du-pla camada de fosfolipídio. Onde, (A) molé-cula de fosfato (hidrofílica) e (B) molécula de lipídio (hidrofóbica).

Proteínas de Membrana

As proteínas estão inseridas na dupla camada de fosfolipídeo e podem ser classificadas em duas categorias: (a) proteínas integrais e (b) proteínas periféricas.

Proteínas Integrais – também conhecidas como proteínas intrínsecas, apresentam uma ou mais porções inseridas na dupla camada. Interagem com a parte hidrofílica do fosfolipídeo e, geralmente atravessam toda a membrana.

Proteínas Periféricas – Denominadas de proteínas extrínsecas, se ligam à membrana através da porção hidrofílica ou indiretamente com as proteí-nas integrais.

Representação esquemática das proteínas de membranas: (A) e (B) proteínas integrais; (C) e (D) proteínas periféricas.

A

B

A

B

C

D


Glicoproteínas

São proteínas conjugadas, ou seja, uma parte de sua estrutura molecular é feita de açúcar e outra de proteína. Aparecem apenas na superfície ex-tracelular das biomembranas e podem estar associadas aos fosfolipídios quanto às proteínas integrais.

Concluindo, esse esquema de membrana é válido para to-das as membranas biológicas, não só na membrana celular, mas nas membranas das organelas, das bactérias, etc. Esta

representação universal ficou conhecida como mosaico fluído da mem-brana.

Envie suas dúvidas e comentários!


Aula: 0�

Temática: Funções das Biomembranas

Hoje, nossa aula vai abordar as funções das biomembranas. Leia com atenção!

Após a sua visualização e com os avanços nos métodos de estudo, pu-demos definir quais as funções das biomembranas. Aliás, as membranas biológicas desempenham atividades importantes para a manutenção do equilíbrio fisiológico das células:

• Dão forma às células – nosso corpo é formado por trilhões de células, cada tecido tem uma forma diferente; o resultado dessa soma interfere na forma do órgão, a qual depende da função e posição anatômica. Pode parecer confuso, mas de maneira geral, a forma de uma célula, de um ór-gão, está intimamente relacionada com sua função. Este é um dos mais importantes conceitos que você deve ter em mente sempre!

• Separam o meio interno do externo – as nossas células possuem dois compartimentos: o interno; onde estão às organelas e todas as ativida-des químicas que são responsáveis pelo funcionamento celular e o meio externo; um grande compartimento que circunda as células em cada teci-do. Aqui existe um outro conceito importante: todas as nossas células, para sobreviver, têm que interagir entre si e ao mesmo tempo com o meio externo, que chamamos de matriz extracelular. Sem essa interação a célula não tem como obter informações nem nutrientes necessários a sua sobrevivência.

• Protegem o material genético - muitas pessoas dão uma grande impor-tância para o núcleo da célula, mas o que é o núcleo? É uma membrana que envolve e protege o DNA (material genético). Vamos fazer uma analo-gia: Qual é a importância de você ter um cofre se não tem dinheiro dentro dele. Mas não fiquem assustados, não estou dizendo que a membrana que envolve o DNA não tem importância, de fato, ter uma membrana protegen-do o material genético foi um dos maiores passos na evolução das células que permitiu nossa existência.

• Reconhecem agentes estranhos e/ou moléculas – todos nós já ouvimos falar no sexto sentido das mulheres, certo! As células também têm um sexto sentido, que as avisam de perigos eminentes (células estranhas, bactérias, toxinas, etc.). Mas esse sentido especial é realizado por uma


substância presente na superfície da membrana denominada glicocálice ou glicocálix. O glicocálice nada mais é do que as glicoproteínas de su-perfície lembram da aula passada!! Quando uma pessoa sofre um trans-plante de órgão e este é rejeitado, foi porque o glicocálice não reconheceu as células do novo órgão como sendo parte de seu próprio organismo, en-tão o sistema imunológico da pessoa é avisado para destruir o novo órgão. Pode até parecer cruel demais, mas é um sistema de defesa perfeito!

• Troca de substâncias entre o meio interno e externo – como já foi dito as células interagem entre si e com a matriz. Para poder realizar esta in-teração substâncias químicas têm que, a todo momento, entrar e sair da célula. Quem permite essa troca de informação é a membrana, mas nós vamos discutir como isso é possível na próxima aula.

Hoje vimos, de modo geral, algumas das funções principais das membranas biológicas. À medida que você for se apro-fundando em seu estudo dentro das Ciências Biológicas, irá

descobrir que a membrana celular é uma das peças-chave do funciona-mento celular e por que não dizer, do organismo!

Participe e tire suas dúvidas!


Aula: 0�

Temática: Transportes Através da Membrana

Na última aula nós deixamos no ar uma função das biomem-branas. E nesta aula, iremos estudar, como a membrana con-segue permitir a entrada ou saída de substâncias da célula.

A membrana é uma barreira semipermeável entre o meio extracelular e o citoplasma. Sua propriedade de permeabilidade assegura que substâncias essenciais entrem facilmente na célula e que produtos do metabolismo saiam da célula. Essa capacidade de permitir a passagem de substâncias é denominada transporte através da membrana. Existem dois tipos bási-cos de transportes (1) transporte passivo e (2) transporte ativo.

Antes de começarmos a detalhar os meios de transporte, devemos en-tender que a célula, para conseguir realizar determinadas funções, tem que gastar energia. É igual a um carro que precisa de combustível para funcionar. De modo semelhante, a célula tem seu próprio combustível, um composto químico chamado ATP (Adenosina Tri-Fosfato). Quando a mo-lécula de ATP é quebrada, a reação química proveniente libera energia na forma de calor que permite a célula realizar suas tarefas.

Transporte Passivo

Transporte passivo é aquele que ocorre sem gasto de energia, ou seja, a célula não gasta moléculas de ATP para permitir a passagem de substân-cias pela membrana. Existem dois tipos de transporte passivo:

a) Difusão Simples – as substâncias a serem transportadas passam di-retamente pela bicamada de fosfolipídios. Para que ocorra o transporte, a substância em questão deve ter afinidade com lipídio. Exemplo:

A testosterona ( ) é um hormônio sexual derivado do colesterol. Portan-to, é uma substância que se atravessa facilmente a membrana.


b) Difusão Facilitada – outro mecanismo de transporte sem gasto de energia, onde a substância a ser transportada, passa livremente através das proteínas integrais. Nesse caso, a substância tem afinidade com água e não com lipídio. Exemplo:

Alguns aminoácidos ( ) não têm afinidade com a molécula de gordura. Sendo assim, as proteínas de membrana alteram sua forma molecular, permitindo a passagem desses aminoácidos.

Transporte Ativo - o transporte ativo recebe este nome, pois para que o transporte ocorra, a célula necessita quebrar ATP. Neste tipo de transporte as moléculas são transportadas contra um gradiente de concentração ou elétrico. Exemplo:

No esquema acima, a células para conseguir transportar a glicose ( ) para o citosol, precisa hidrolisar (i.e. quebrar) a molécula de ATP (reação feita através da enzima ATP-ase) em ADP + P. Com a liberação do fosfato (P) a célula gera energia (na forma de calor) suficiente para mudar a forma molecular da proteína de membrana, permitindo, assim, o transporte da glicose.

ATP – ase

ATP ADP + P


Agora, consulte os livros indicados na bibliografia e procure a definição dos seguintes mecanismos de transporte:

• Uniporte;• Contra-transporte;• Simporte.

Pesquise bastante, e não deixe de participar do nosso am-biente virtual de aprendizagem.


Aula: 0�

Temática: Colocando em Prática

Olá turma! Vamos ver se vocês são capazes de identificar as partes que compõem o microscópio de luz!


Responda as questões abaixo como se pede.

IDENTIFIQUE AS ESTRUTURAS DO MICROSCÓPIO :

Estrutura Nº. Nome da Estrutura123��10

1) QUAL É A PARTE PRINCIPAL DOS MICROSCÓPIOS? JUSTIFIQUE.

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Indicações de Leitura

HORIUCHI, K.; NAITO, I.; NAKANO, K.; NAKATANI, S.; NISHIDA, K.; TAGU-CHI, T.; OHTSUKA, A. Three-dimensional ultrastructure of the brush border glycocalyx in the mouse small intestine: a high resolution scanning elec-tron microscopy study. Arch. Histol. Cytol. ��(1):51-56. 2005. Disponível em: http://www.pubmed.com

LODISH, H – Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro. Revinter. 4ª ed., 2002.

SURPILI, M. L.; MÜLLER-RÖBER, B. & WILLMITZER, L. - A yeast-based mo-del system for cloning secreted and membrane proteins. Ann. Braz. Acd. Cien. ��(4):599-608. 2002. Disponível em http://www.scielo.br/aabc


Resumo - Unidade I

O estudo da Biologia Celular começa com a compreensão da estrutura e funções das membranas biológicas ou celulares. Tendo sua estrutura universal e funções como transporte de

substâncias torna a membrana um dos componentes mais importantes e estudados dentro das ciências biológicas. As biomembranas também de-sempenham papel crucial para o funcionamento da célula como um todo, servindo de receptores para os diversos estímulos provenientes do meio externo.

Referências Bibliográficas

BOLSOVER, S. R. Biologia Celular. Rio de Janeiro. Ed. Guanabara & Koo-gan. 2ªed. 2005.

CARVALHO, H. F. & RECCO-PIMENTEL, S. H. A célula 2001. São Paulo. Ed. Manole. 2001.

DE ROBERTIS, E. M. F. Base da Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro. Ed. Guanabara & Koogan. 3ª ed. 2001.

JUNQUEIRA, L. C. & CARNEIRO, J. Histologia Básica. Rio de Janeiro. Ed. Guanabara & Koogan. 10ª ed. 2004.

Glossário

• Aminoácidos – menor parte constituinte das proteínas. Existem 20 ti-pos de aminoácidos (aa) derivados da digestão das proteínas.

• Anfipática – qualquer molécula que seja hidrofóbica e hidrofílica ao mesmo tempo.

• ATP – abreviação do termo Adenosina Tri-Fosfato. Molécula produzida pelas mitocôndrias que dá energia para a célula realizar suas tarefas diá-rias.


• DNA – abreviação do termo Ácido Desoxirribonucléico. Material genéti-co encontrado nos seres vivos.

• Enzima – uma forma especial de proteína que tem a função de catali-zador químico, ou seja, tem a propriedade de quebrar ligações químicas entre moléculas.

• Hidrofílica – qualquer molécula que “goste” de água (filia = ter atração por).

• Hidrofóbica – qualquer molécula que tem “medo” de água (fobia = medo de).

• Matriz extracelular – meio externo as células. É composto por uma série de componentes protéicos que contribuem para o funcionamento das células.

• NaCl – símbolo químico do composto cloreto de sódio (Na = sódio; Cl = cloro), conhecido também como sal de cozinha.

• Tecido – conjunto de células com morfologia semelhante e que desem-penham, bascamente, a mesma função.


Exercício de auto-avaliação I

1) As membranas biológicas são compostas por uma:

Dupla camada de proteínasDupla camada de glicoproteínasDupla camada de fosfolipídeoDupla camada de glicolipídeos

2) São funções das biomembranas, exceto:

Dar forma as célulasProteger o material genéticoReconhecer moléculas estranhasTransporte de gases

3) A capacidade que a membrana possui de permitir a passagem de substâncias é deno-minado de:

TransporteBarreira seletivaMetabolismo celularDomínio de membrana

�) O transporte através da membrana que ocorre com gasto de energia é conhecido como:

EndocitoseTransporte ativoTransporte passivoFagocitose

�) Glicoproteínas são exemplos de:

Lipídeos conjugadosÁcidos nucléicosProteínas conjugadasDNA

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)


Unidade IIEspecializações das Biomembranas

Objetivos

Determinar os mecanismos que as células utilizam para se comunicar umas com as outras, mantendo o equilíbrio funcional dos tecidos.

Plano de EstudoEsta unidade conta com as seguintes aulas:

Aula: 0� – Endocitose e ExocitoseAula: 10 – Domínios de MembranaAula: 11 – AMP-CíclicoAula: 12 – Meios de Comunicação das CélulasAula: 13 – CitoesqueletoAula: 1� – Junções Intercelulares


Aula: 0�

Temática: Endocitose e Exocitose

Olá amigos! Na aula passada, estudamos os principais meios de transporte usados pelas células. Nesta aula, va-mos complementar nosso estudo sobre os meios de trans-

porte abordando dois métodos gerais para o transporte de substâncias.

Exocitose

A exocitose é o mecanismo pelo qual a célula elimina algum produto de dentro dela. Essa substância pode ser um hormônio, uma proteína ou um “lixo” celular, ou seja, substâncias não úteis advindas do metabolismo ce-lular. Veja abaixo um exemplo de exocitose de uma proteína.

Endocitose

A endocitose se refere ao processo de internalização de substância para a célula. Pode ser classificada em geral ou específica e, um outro sistema de classificação é baseado no tipo da substância a ser internalizada. Para substâncias grandes ou sólidas damos o nome de fagocitose e para subs-tâncias pequenas ou líquidas chamamos de pinocitose.

M

A proteína é liberada para o meio exterior e a vesícula é incorporada na membrana plasmática

No ponto de contato entre as membranas ocore uma fusão

Ocorre a fusão entre a membrana da vesícula e a membrana plasmática

A proteína é embalada em uma vesícula de transporte

1

2

3

4


Endocitose Geral

A célula pode “pegar” substâncias do meio externo para o interno. Este mecanismo de internalização é realizado quando a célula pretende absor-ver várias moléculas, diferentes ou não, do meio externo. Genericamente podemos fazer uma analogia dizendo que a endocitose é uma exocitose ao contrário.

Endocitose Específica

Quando a célula necessita absorver um determinado tipo de partícula do meio externo, a endocitose específica ou seletiva é a via preferencial. Veja o exemplo abaixo:

Podemos concluir que independente da substância e/ou di-reção de transporte de uma substância, a membrana celular é peça fundamental para a manutenção do funcionamento

da célula.

Membrana plasmática1

Local de ligação da subs-tância e invaginação da membrana

2

Separação da membrana para formação da vesícula

3

Revestimento da vesícula com a proteína clatrina

Os filamentos de actina transportam a vesícula para um local específico no citoplasma

4


Aula: 10

Temática: Domínios de Membrana

Vamos abordar na aula de hoje, uma função especial das membranas biológicas para a manutenção do equilíbrio ce-lular.

Um conceito que vocês devem sempre ter em mente, é que as células estão em comunicação constante umas com as outras, e com o meio externo, para manter o equilíbrio funcional delas mesmas e do organismo numa forma em geral. Para isso acontecer, sinais químicos chegam a todo o momento na célula e para responder ao estímulo, este tem que interagir com a membrana celular.

A membrana possui proteínas especiais denominadas de receptores de membrana. Os receptores têm a função de receber um estímulo químico para que a célula possa responder ao mesmo. Para cada estímulo existe um receptor específico. Algumas drogas podem interagir com o mesmo receptor, neste caso, são chamadas de competidores.

Vamos ver alguns exemplos:

No exemplo acima, o estímulo é o hormônio denominado adrenalina, pro-duzido na glândula supra-renal. O receptor de membrana recebe um nome de acordo com o tipo de estímulo (neste caso o hormônio), então, deno-minamos o receptor de adrenérgico. Quando a adrenalina se liga no seu receptor adrenérgico à célula responde de acordo. Se fosse a membrana de uma célula muscular cardíaca, a resposta seria um aumento na força de contração muscular.

Meio externo

Meio interno

adrenalina

Receptor de membrana


Neste segundo exemplo, temos a ação de duas substâncias químicas competindo pelo mesmo receptor. Quando uma pessoa passa por um pro-cedimento cirúrgico, como o anestésico consegue bloquear o estímulo da dor? Ou então, quando temos uma dor de cabeça e tomamos um analgé-sico, como este consegue inibir a dor? A resposta para estas perguntas está na membrana!

Os estímulos de dor ativam um sistema especial e bem complexo deno-minado de nocicepção. A nocicepção pode ser definida como sendo um sistema sensorial responsável pela experiência da dor. Um sistema com-plexo de neurônios libera uma substância que, em contato com o receptor (neste caso denominado de nociceptores) provoca a sensação da dor. A substância em questão é conhecida como substância P.

Para bloquear a sensação da dor, o anestésico ou o analgésico, tem que se ligar aos nociceptores, não deixando, assim, a substância P estimular a célula. Por este motivo, dizemos que a substância P e o anestésico/analgé-sico, são competidores. Outro exemplo de competidores naturais é o álco-ol e a acetilcolina, um mensageiro químico que faz os músculos estriados esqueléticos se contraírem. Por isso uma pessoa que bebe além da conta tem seus reflexos retardados, pois ao invés da acetilcolina se encaixar nos receptores (colinérgicos), a molécula de álcool se encaixa primeiro, deixando o estímulo para a contração fraco.

Podemos concluir que a membrana celular é, sem dúvida, peça chave para a célula responder aos estímulos do meio externo, possibilitando a interação entre os diversos tipos

de células do organismo. Até a próxima aula!

Meio externo

Meio interno

Substância P

Receptor de membrana

anestésico

BIOLOGIA CELULAR�0UNIMES VIRTUAL

Aula: 11

Temática: AMP-Cíclico

Olá turma! Hoje vamos descrever um processo especial que ocorre a partir da membrana celular. Estas reações permi-tem a célula responder a estímulos pequenos, e com isso

garantir com que a célula estimulada possa realizar suas funções.

Sistema AMP-c

Também conhecido como sistema de segundo mensageiro, utiliza um sis-tema de reação química em cascata através de um composto químico denominado Adenosina Mono Fosfato ou AMP. O AMP é derivado da quebra do ATP, sendo retirado destas duas moléculas de fosfato, formando assim, o monofosfato de adenosina.

Um exemplo clássico da utilização do sistema de segundo mensageiro é quando a célula é estimulada a absorver glico-se. Vejamos como ocorre:

A figura 01 mostra o detalhe da membrana celular da célula hepática. A célula hepática tem a capacidade de armazenar grandes quantidades de glicose. O estímulo para que isso acontece vem através de um hormônio produzido e liberado pelo pâncreas, a insulina. Para gerar o sistema de segundo mensageiro a insulina deve se ligar a seu receptor (receptor insu-línico) de membrana.

glicoseinsulina

Figura 1

Repositor insulínico

BIOLOGIA CELULAR �1UNIMES VIRTUAL

A figura 02 mostra o momento de ligação entre a insulina e seu receptor. A reação resultante produz uma proteína na face citoplasmática da mem-brana denominada adenilciclase (estrela azul).

Logo após que a adenilciclase é produzida ela migra para o interior do citoplasma onde, então, tem início uma cascata de reações químicas que, ao final, fazem com que a célula abra uma porta de entrada na membrana para a glicose ser internalizada.

Podemos concluir que o sistema de AMP-c é de grande uti-lidade para a célula, pois mesmo em concentrações peque-nas de insulina, o estimulo final é amplificado, permitindo

que assim, a célula absorva glicose. E vale lembrar também que sem in-sulina a célula não pode fazer o mecanismo da cascata, então a insulina continua sendo a chave principal para a internalização da glicose. Participe de espaço interativo e esclareça suas dúvidas!

Figura 2

ATP – ase

ATP AMP+2P


Aula: 12

Temática: Meios de Comunicação das Células

Em nossa aula abordaremos um assunto extremamente im-portante para o funcionamento das células. Ao contrário do que a maioria das pessoas pensam, todas as nossas células

estão em constante contato umas com as outras para garantir um ambien-te funcional perfeito.

A maior parte das atividades básicas que as células realizam, tais como: diferenciação, multiplicação, secreção, contração, movimentação e até mesmo a morte, depende de um estímulo, proveniente de outras células. Dependendo do estímulo a célula responde realizando uma tarefa em par-ticular.

O ato de estimular as células através da membrana é chamado de indução e, é realizada por substâncias denominadas indutoras. O indutor atua so-bre uma célula-alvo (que recebe o estímulo) através de um receptor (nor-malmente uma proteína de membrana). Fazendo uma analogia, o receptor funciona como uma fechadura e o indutor como a chave; sendo assim, cada receptor é específico para um indutor diferente.

Existem dois tipos básicos de indução:

a) indução local, feita através de três mecanismos: parácrina, autócrina e contato direto;

b) indução à distância ou neuroendócrina.

Comunicação Local – Parácrina

O termo parácrina deriva do grego pará = contigüidade e crina = secre-ção. Neste tipo de comunicação a substância indutora é produzida por uma célula que está próxima à célula-alvo.

Célulaindutora

indutor

Célula - alvo


Comunicação Local – Autócrina

Na comunicação autócrina (gr. auto = a si próprio) além da substância indutora atingir a célula-alvo, a própria célula que produziu a substância indutora é estimulada também.

Comunicação Local – Contato Direto

Como o nome já diz, para que haja o estímulo, a célula indutora encosta no receptor da célula-alvo com a substância indutora. Este tipo de comunica-ção é a mais simples e mais antiga forma de comunicação celular.

Comunicação Neuroendócrina

Sem dúvida este é um tipo especial de comunicação celular e só foi possí-vel com a evolução do sistema nervoso. Nós possuímos alguns neurônios (células nervosas) que têm a função de produzir hormônios. Estes neurô-nios são chamados de células neuroendócrinas e atuam num complexo sistema de controle das funções do organismo a longas distâncias.

Neste caso, a substância indutora é liberada dentro da corrente sanguínea e é levada com o sangue até a célula-alvo.

Agora é a sua vez...

Procure na bibliografia, dois tipos de induções especiais que as células utilizam: através do AMP-cíclico e através da proteína G.

Célulaindutora

indutor

Célula - alvo

Auto - indução

BIOLOGIA CELULAR��UNIMES VIRTUAL

Aula: 13

Temática: Citoesqueleto

Dando continuidade a nossa unidade, veremos a seguir as estruturas que dão estrutura às células, contribuindo, assim, para seu funcionamento.

Como já foi dito na unidade I, a membrana dá forma às células, mas ela não realiza essa função sozinha; para tal, a célula necessita de filamentos e armações para adquirir uma forma específica.

Nossas células possuem uma armação (formada por proteínas) espalhada pelo citoplasma a qual recebeu o nome de citoesqueleto. Fazendo uma analogia, o citoesqueleto seria as varetas que mantêm seu guarda-chuva aberto. Em nosso caso, o citoesqueleto dá forma à célula.

Mas esta é apenas uma das funções em comum do citoesqueleto. Os componentes protéicos do citoesqueleto podem ser divididos em três gru-pos: (a) microfilamentos ou filamentos de actina, (b) filamentos interme-diários e (c) Microtúbulos ou filamentos grossos. Além desses grupos de proteínas, temos um outro conjunto denominado de proteínas acessórias que dão assistências ao citoesqueleto.

Embora estejam presentes em todas as células de eucariotos, a quanti-dade e distribuição dos componentes do citoesqueleto diferem de célula para célula.

Microfilamentos

Também conhecidos como filamentos finos ou filamentos de actina, são estruturas compostas por uma proteína chamada actina, a qual foi iden-tificada pela primeira vez nas células musculares, mas que está presente em todas as células.

Possuem diâmetro de 7 a 9nm, são bem flexíveis, contráteis, associam-se em feixes e raramente são encontrados isoladamente. A actina é um po-límero (estrutura formada pela associação de várias moléculas) podendo ser formado em qualquer parte do citoplasma.

BIOLOGIA CELULAR ��UNIMES VIRTUAL

São funções dos microfilamentos: • Forma das células;

• Formação do cinturão de adesão (será discutido na próxima aula);

• Transporte de organelas;

• Movimentação de células;

• Participa da citocinese (será discutido na unidade IV);

• Participam da contração muscular.

Filamentos Intermediários

O diâmetro dos filamentos intermediários varia de 9 a 10 nm. A composi-ção química, distribuição e morfologia dos filamentos intermediários são amplas, por isso, são agrupados em seis classes:

1) laminofilamentos

2) filamentos de queratina

3) filamentos de vimentina,

4) filamentos e desmina,

5) filamentos gliais

6) neurofilamentos.

Todos os filamentos intermediários apresentam a mesma organização es-trutural, são polímeros cujos monômeros são proteínas que apresentam uma estrutura fibrosa, o que os diferencia dos filamentos grossos e dos microfilamentos, que possuem estrutura globular.

Funções dos Filamentos Intermediários

• Formam redes que conectam a membrana plasmática com o envoltório nuclear;

• Contribuem para a manutenção da forma celular;

• Estabelecem as posições das organelas no citosol;

• Função mecânica, por isso, são mais desenvolvidos nas células sujeitas às grandes tensões.


Laminofilamentos – apoiada na superfície interna do núcleo, existe uma fina malha de filamentos intermediários. É responsável pela forma e resis-tência do envoltório nuclear.

Filamentos de queratina – encontram-se nas células epiteliais, particular-mente na epiderme e seus derivados, nas glândulas e nas mucosas. Está associada a junções intercelulares com as quais formam emaranhados filamentosos unindo as células epiteliais, o que confere a estas grande parte de sua resistência à tração.

Filamentos de vimentina – localizam-se nas células de origem mesodér-mica, nos fibroblastos, células endoteliais, células sanguíneas, etc.

Filamentos de desmina – são encontradas nas células musculares estria-das ou não-estriadas.

Filamentos gliais – encontram-se nos astrócitos e nos oligodendrócitos do sistema nervoso periférico.

Neurofilamentos – são os principais filamentos estruturais dos neurônios. No axônio formam um emaranhado conferindo a este muita resistência.

Filamentos Grossos ou Microtúbulos

São filamentos presentes em quase todas as células de eucariotos, medem cerca de 22 a 24 nm de diâmetro. Caracterizam-se pelo seu aspecto tubu-lar e por serem notavelmente retilíneos e uniformes. São compostos por unidades protéicas chamadas tubulinas. De acordo com sua localização são classificados em: citoplasmáticos, mitóticos, ciliares e centriolares.

Funções dos Microtúbulos

• Fazem o transporte de organelas e macromoléculas;

• Contribuem para a forma celular;

• Movimentam os cromossomos durante a divisão celular (microtúbulos mitóticos);

• Formam os cílios e flagelos responsáveis pela movimentação celular (microtúbulos ciliares);

• Formam os centríolos.


Proteínas Acessórias ao Citoesqueleto

• Proteínas Reguladoras – controlam os processos de alongamento e re-dução dos filamentos do citoesqueleto;

• Proteínas de Associação – conectam os filamentos do citoesqueleto entre si, ou com outros componentes das células;

• Proteínas Motoras – servem para transporte de organelas ou macromo-léculas de um ponto a outro do citosol.

Gostou da aula? Então envie suas dúvidas e comentários!


Aula: 1�

Temática: Junções Intercelulares

Olá... Em nossa aula, discutiremos as estruturas que man-têm as células unidas formando um bloco de sustentação. Essas importantes junções estão presentes principalmente

no tecido epitelial.

Nosso organismo é formado por níveis de organização, da mesma forma que você teve que cursar o ensino infantil, fundamental, médio para chegar até o ensino superior, nossas células se organizam em diferentes grupos para formar nosso organismo.

Quando as células se agrupam formam tecidos, que se agrupam formando os órgãos, que se agrupam formando os sistemas, que, finalmente, se agrupam formando o organismo. Um tipo especial de tecido é o epitelial, que apresenta células bem próximas umas das outras com a finalidade de proteção física contra agentes externos. Mas a questão agora não é dis-cutir sobre tecidos, mesmo porque vocês terão uma disciplina para isso. O importante é saber que as junções são encontradas em células que estão bem próximas umas das outras e, só se mantêm desse jeito devido às junções intercelulares.

As membranas de algumas células se modificam para mantê-las unidas, atuar como barreiras, facilitar a troca de substâncias e permitir a comuni-cação intercelular. Os complexos juncionais são formados pelos seguintes componentes: junção de oclusão, junção de adesão, desmossoma, hemi-desmossoma e junção comunicante.

Junção de Oclusão – também conhecida como zônula ocludens, é o com-ponente mais comum. As membranas das células adjacentes se fundem, com a resultante obstrução do espaço intercelular. Pode ser observada uma condensação do citoplasma em ambos os lados. A função desta jun-ção é formar uma barreira protetora, e selecionar substâncias do meio externo.

Junção de Adesão – ou também chamada de zônula adherens, caracteri-za-se pela justaposição das membranas adjacentes, mas estas não estão fundidas por completo e sim separadas por um espaço preenchido por material glicoprotéico (açúcar + proteína), o qual age como uma cola.


Desmossoma e hemidesmossoma – estão espalhados pela membrana de forma descontínua. O lado citoplasmático da membrana está forma-do por um acúmulo de filamentos do citoesqueleto. Os desmossomas se localizam na parte lateral da membrana enquanto os hemidesmossomas (metade de um desmossoma; hemi = metade) são encontrados na base da célula.

Junção Comunicante – recebem também o nome de junção GAP ou néxon, assemelha-se a junção de oclusão, mas tem a forma hexagonal e a membrana contém poros (buracos) que permite a passagem de substân-cias de uma célula para outra. Normalmente, encontramos as junções do tipo GAP nas células musculares cardíacas, que neste tecido, servem para distribuir a corrente elétrica que faz com que o coração possa bater.

A seta representa o desmossoma unindo duas células. Cada barra está de um lado da membrana de cada célula

A seta representa o hemides-mossoma. (A) é o meio extra-celular e em (B) temos a parte basal da célula.

Podemos concluir, ressaltado que a importância das junções intercelulares reside no fato de que são estruturas respon-sáveis pela resistência à tração protegendo o tecido contra

abrasões. Faça um teste! Puxe sua pele o máximo que puder. Você conse-guiu arrancar um pedaço da sua pele? Não! Bom, isso é porque centenas de células estão conectadas umas nas outras e ao mesmo tempo ancora-


das em tecidos mais profundos, não deixando assim, o tecido arrebentar. Até a próxima aula!


IVANOV, A. I.; McCALL, I. C.; BABBIN, B.; SAMARIN, S. N.; NUSRAT, A.; PARKOS, A. A. Microtubules regulate disassembly of epithelial apical junctions. BMC Cell Biol. �:12-31, 2006. Disponível em http://www.bio-medcentral.com/1471-2121/7/12

MÜNTER, S.; ENNINGA, J.; VAZQUEZ-MARTINEZ, R.; DELBARRE, E.; DI-VID-WATINE, B.; NEHRBASS, U.; SHORTE, S. L. – Actin polymerization at the cytoplasmic face of eukaryotic nuclei. BMC Cell Biol. �:23-36, 2006. Disponível em: http://www.biomedcentral.com/1471-2121/7/23


http://www.biomedcentral.com/1471-2121/7/12




Resumo - Unidade II

As células estão em constante comunicação umas com as outras a fim de realizarem suas funções básicas. O ato de trocarem estímulos químicos permite as células sua sobre-

vivência dentro do seu microambiente. Para proporcionar uma estrutura coesa ao tecido, as células, em particular as do tecido epitelial, muscu-lares, apresentam especializações de membrana, responsáveis por uma serie de funções tanto estruturais quanto motoras. A manutenção destas estruturas é fundamental para a fisiologia celular.





JUNQUEIRA, L. C. & CARNEIRO, J. Histologia Básica. Rio de Janeiro. Ed. Guanabara & Koogan. 10ª ed. 2004.

Glossário

• AMP-cíclico – composto químico proveniente da quebra do ATP, cuja função é potencializar um estímulo químico.

• Centríolo – organela presente em par na célula. Responsável pela movi-mentação dos cromossomos durante a divisão celular.

• Citoesqueleto – conjunto de filamentos protéicos que desempenham funções estruturais nas células.

• Cromossomos – filamento de DNA totalmente enrolado sobre ele mesmo.


Exercício de auto-avaliação II

1) São exemplos de comunicação local:

Parácrina, autócrina e indutorasContato direto, autócrina e parácrinaIndutoras, contato direto e autócrinaAutócrina, neuroendócrina e parácrina

2) São funções do citoesqueleto, exceto:

Dar forma às célulasTransporte de organelasFunção mecânicareconhecimento de moléculas

3) “Possuem diâmetro de 7 a 9nm, flexíveis, contráteis e associam-se e feixes”, são ca-racterísticas que qual componente do citoesqueleto?

Filamentos intermediáriosFilamentos de queratinaFilamentos finosFilamentos de vimentina

�) Qual das junções abaixo só é encontrada na membrana basal da célula?

Junção de oclusão Junções de adesãoMácula adherensHemidesmossoma

�) Permitir a passagem de substâncias de uma célula para outra é função de qual junção intercelular?

DesmossomaJunção comunicanteHemidesmossomaJunção de Adesão

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)


Unidade IIIElementos Subcelulares – As Organelas

Objetivos

Reconhecer a estrutura e funções dos elementos subcelulares e relacionar sua importância para a homeostase celular.

Plano de EnsinoEsta unidade conta com as seguintes aulas:

Aula: 1� – Retículo EndoplasmáticoAula: 1� – Complexo GolgienseAula: 1� – LisossomasAula: 1� – MitocôndriasAula: 1� – Estudo da Organização Geral da CélulaAula: 20 – Tipos Celulares


Aula: 1�

Temática: Retículo Endoplasmático - RE

Nesta unidade, vamos dar início a partir desta aula ao es-tudo das organelas ou elementos subcelulares. A primeira organela que estudaremos é o Retículo Endoplasmático.

Existem dois tipos de Retículo Endoplasmático, cada um desempenhando funções específicas dentro da célula, mas uma função é comum a essas organelas: o transporte de substâncias ao longo do citoplasma. São clas-sificados em: (a) Retículo Endoplasmático Granular (REG) e (2) Retículo Endoplasmático Agranular (REA).

Retículo Endoplasmático Granular - REG

O REG é um conjunto de tubos ocos encontrados no citoplasma, estando em associação com a membrana plasmática e com o REA.

De acordo com estudos sobre a evolução das células, as primeiras que surgiram no planeta, por serem muito simples (chamadas de procariotas), apresentavam seu material genético desprotegido dentro do citoplasma. Isso representava um perigo constante, pois qualquer agressão que estas células sofressem poderia danificar o material genético.

Um importante passo para evolução das células foi o surgimento de uma organela que por processo de invaginação foi aos poucos cercando o ma-terial genético, isolando-o do citoplasma e protegendo-o de agressões. Esta organela foi o retículo endoplasmático granular, mas devido ao fato de uma parte deste ser destinada a proteção do material genético, foi criada uma nomenclatura específica, sendo chamado de núcleo. Portanto, o nú-cleo das células nada mais é do que um REG que tem a função principal de envolver o material genético. Mas abordaremos a função do núcleo mais adiante.

O REG recebe este nome devido à presença de pequenos grânulos aderi-dos em sua membrana chamados de ribossomos. O REG tem a função de síntese de proteínas destinadas à exportação, ou seja, proteínas que não vão ser utilizadas pela célula que a produz, mas por outras células.


Retículo Endoplasmático Agranular - REA

O REA também é um conjunto de tubos ocos, espelhados pelo citoplasma, com a diferença de ser um tubo liso, não apresentando os ribossomos em sua superfície externa. Realiza dois tipos de funções distintas: síntese de lipídeos e a desintoxicação de substâncias.

A síntese de lipídeos é destinada à formação de hormônios que possuem como matéria-prima a molécula de colesterol. Por exemplo: os hormônios sexuais são classificados como sendo hormônios esteróides. Quando você absorve o colesterol proveniente da digestão das gorduras, este é direcio-nado para células que terão como função montar os hormônios sexuais; no homem esta célula é chamada de Leydig e na mulher existem duas células a folicular e a da teca interna. Todas estas células possuem um citoplasma repleto de REA.

Assim conseguem produzir testosterona (hormônio masculino) e estro-gênios e progestágenos (hormônios femininos). Em relação à segunda função, compostos químicos tóxicos não podem circular pelo sangue ou serem mandados direto ao rim para serem filtrados. Então, antes que isso aconteça nas células hepáticas, ricas em REA, acontece a desintoxicação, que nada mais é do que a transformação de substâncias agressivas em compostos menos agressivos. Podemos citar o exemplo da amônia um composto altamente tóxico produzida no final da digestão. No REA a amô-nia é quebrada em uréia e ácido úrico que são eliminadas do organismo pela urina. O ácido úrico também é excretado pelo suor.

Fotomicrografia Eletrônica de um plasmócito evidenciando a grande quan-tidade de REG no citoplasma (seta) e N (núcleo).


Fotomicrografia Eletrônica da célula de Leydig de camundongo evidencian-do a grande quantidade de REA (setas), M (mitocôndrias) e N (núcleo).

Podemos concluir que dependendo da função da célula te-remos uma quantidade maior de REG ou REA. Mas de um modo geral encontraremos com mais freqüência nas células

o REG em comparação ao REA, pois este realiza funções mais específicas. O que achou da aula? Nos envie suas dúvidas e sugestões!


Aula: 1�

Temática: Complexo Golgiense - CG

Daremos continuidade à exploração dos elementos subcelu-lares. O assunto desta aula será o Complexo Golgiense, orga-nela que está associada ao REG em uma de suas funções.

O Complexo Golgiense recebeu este nome em homenagem a seu desco-bridor, um grande pesquisador de seu tempo e ganhador do Prêmio Nobel de Medicina em 1906, o Italiano Camillo Golgi. Golgi evidenciou esta orga-nela muito antes de ser realmente observada pela primeira vez através da microscopia eletrônica.

O Complexo Golgiense é um conjunto de sáculos ocos e achatados, re-vestidos por membrana, com no mínimo 3 e no máximo 9 sáculos. Sua localização no citoplasma é, geralmente, próxima ao núcleo. Ao redor do complexo podem ser vistas vesículas denominadas de transporte. O CG realiza três funções básicas: a) modificação das proteínas; b) produção de lisossomas e c) produção do acrossoma.

a) Modificação das Proteínas

Uma das funções mais importantes do complexo Golgiense é na modifica-ção da estrutura das proteínas. Dependendo da necessidade do organismo podemos ter a produção de dois tipos especiais de proteínas: as glicopro-teínas e as lipoproteínas. A primeira é o complexo protéico mais açúcar e a segunda é o complexo protéico mais gordura. O primeiro estágio é a montagem da proteína no REG, logo após a proteína é lançada no CG que vai adicionando a estrutura da proteína outras substâncias.

b) Lisossomas

Os lisossomas são vesículas de transporte modificadas para função de digestão celular (ver adiante). Têm, normalmente, forma esférica e são constituídas por enzimas digestivas. São encontrados em células de defe-sa do organismo.

c) Acrossoma

O acrossoma é um tipo especial de lisossoma. Tem a mesma função de di-gestão celular, porém é encontrado somente nas células sexuais masculi-


nas (os espermatozóides). O acrossoma ajuda no processo de fecundação, quando os espermatozóides têm que destruir as camadas protetoras que circundam o ovócito. O acrossoma possui forma parecida a um capuz e se encontra a cima do núcleo.

O Complexo Golgiense apresenta duas faces ou duas extremidades. Uma extremidade é mais convexa e está voltada para o núcleo da célula e, é denominada face cis; é por esta face que as proteínas a serem modificadas entram no CG. A segunda face, denominada face trans é mais côncava e é o local de saída da proteína, a qual depois de modificada, deixa o interior do CG embalada em uma vesícula de transporte.

Podemos concluir que dependendo da função que a célula exercer, o CG pode estar mais ou menos desenvolvido, ou seja, estará em maior número e apresentará mais sáculos

nas células com produção de proteínas conjugadas como é o exemplo das células produtoras de muco na traquéia. O muco é uma glicoproteína que lubrifica a parede interna da traquéia.

Participe do espaço interativo e esclareça suas dúvidas e comentários.


Aula: 1�

Temática: Lisossomas

Olá amigos! Continuando nossa aula sobre elementos sub-celulares, abordaremos hoje uma importante organela que está presente nas células de defesa do nosso organismo.

Vamos lá!

Como visto na aula anterior, os lisossomas são organelas derivadas do Complexo Golgiense, possuem forma esférica e podem ser divididos em dois tipos: a) lisossomas primários e b) lisossomas secundários. Os li-sossomas possuem três funções básicas: digestão intracelular, digestão extracelular e autofagia.

Os lisossomas são classificados em primário ou secundário de acordo com sua ação, ou seja, primários são aqueles que ainda não foram utili-zados pelas células; possuem conteúdo distribuído de forma homogênea, geralmente de coloração escura. Os lisossomas secundários, por outro lado, já foram utilizados pelas células, possuindo material heterogêneo, geralmente, de coloração mais clara.

Digestão Intracelular

Algumas células de defesa do organismo, como por exemplo, os macrófa-gos, possuem vários lisossomas em seu citoplasma. Quando uma bactéria penetra no organismo, o sistema de defesa é ativado, mandando para o local da infecção a primeira linha de defesa, que são os macrófagos e os neutrófilos.

Após as células de defesa internalizar as bactérias em um processo deno-minado de fagocitose, estas são mandadas para o citoplasma da célula revestidas por uma parte da membrana da própria célula; uma vez dentro da célula, a bactéria que está revestida por membrana é chamada de fa-gossoma.

Os lisossomas, agora, aproximam-se do fagossoma e despejam suas enzi-mas dentro do fagossoma, no intuito de destruir as bactérias.

Digestão Extracelular

Para poder explicar o processo de digestão extracelular vamos dar o se-guinte exemplo: Quando uma pessoa procura um dentista para usar um


aparelho ortodôntico. Você já se perguntou como funciona? Mas não vale responder que é para ajustar a dentição ou para diminuir um espaço entre os dentes. A pergunta é: você conhece como ocorre o mecanismo biológi-co que permite o aparelho ortodôntico diminuir o espaço entre os dentes? Não! Ora, então vamos aprender.....

A maior alegria dos ortodontistas é apertar o aparelho na boca do pacien-te! Mas qual a razão desta tortura? Quando o dentista aperta o aparelho, ele provoca uma força de tração. Esta força estimula uma célula do teci-do ósseo denominada osteoclasto. O dente fica preso em uma estrutura óssea na maxila inferior chamada de alvéolo. Para que o dente consiga se mover, conforme a direção da tração, o osteoclasto tem que quebrar a matriz extracelular, que no tecido ósseo é dura e constituída por cristais de hidroxiapatita.

Para quebrar os cristais de hidroxiapatita, os lisossomas presentes no osteoclasto liberam suas enzimas em cima da matriz óssea tornando-a maleável. Como a ação dos lisossomas está sendo feita fora da célula, denominamos de digestão extracelular. Agora com o osso “mole”, a força de tração consegue empurrar o dente para sua posição correta.

Autofagia

A autofagia é um mecanismo de reciclagem dentro das células. A palavra deriva do grego autos = a si próprio e fagia = comer. Então, traduzindo, temos um processo de “comer partes da própria célula”.

Quando temos organelas velhas, a célula tem que substituir por outras no-vas, por que estas já não realizam suas funções de forma adequada. Mas o que fazer com a organela antiga? O lisossoma, nestes casos, engloba a organela e a destrói com suas enzimas, fazendo uma reciclagem dentro da célula.

Fotomicrografia Eletrônica de um eosinófilo. Os grânulos escuros de for-mato mais arredondado são os lisossomas.


Concluímos que os lisossomas são elementos importantes para a defesa do organismo, pois com suas enzimas, conse-guem quebrar quase qualquer substância orgânica conhe-

cida. Cada lisossoma pode apresentar mais de 100 tipos diferentes de enzimas.

Vamos lá! Argumente em nosso espaço interativo!


Aula: 1�

Temática: Mitocôndria

Hoje vamos estudar uma das mais importantes organelas. Sua função faz com que as células consigam produzir ener-gia necessária para realizar suas atividades diárias...

A mitocôndria apresenta a mais controversa história em relação a sua origem. De acordo com as teorias existentes a mitocôndria teria sido a milhões de anos, uma bactéria de vida livre que teria sido fagocitada por uma célula primitiva. Só que, ao invés de ser destruída houve uma relação de simbiose, ou seja, de ajuda mútua entre a bactéria e a célula, na qual resultou com a evolução a organela conhecida como mitocôndria.

Essa é a teoria mais aceita pelo fato de que a mitocôndria possui dupla membrana (quando uma substância é fagocitada, ela é internalizada reves-tida por um pedaço da membrana da célula) e possui seu próprio DNA, que é totalmente diferente do DNA nuclear.

Existem dois tipos morfológicos de mitocôndrias: uma é mais alongada e a outra mais arredondada. A primeira é mais amplamente distribuída do que a segunda, pois esta apresenta função mais específica. Abaixo veja um esquema representando a mitocôndria:

A função básica da mitocôndria é a produção de energia na forma de ATP.


Produção de ATP

O ATP (Adenosina Tri-Fosfato) é uma molécula produzida através do ciclo de Krebs (também chamado de ciclo do ácido cítrico), que ocorre em sua primeira etapa dentro da matriz mitocôndrica e em uma etapa posterior na membrana interna. O ATP funciona como “combustível” para célula; a maioria das reações químicas ocorre devido à quebra do ATP. Esta reação de quebra é mediada por uma enzima denominada de ATP-ase, a qual separa uma molécula de fosfato do grupo, originando ADP+Pi (adenosina di-fosfato + fosfato inorgânico). Quando esta reação acontece é liberada energia sob forma de calor para que a célula reaja a um determinado es-tímulo.

A matéria-prima usada para a produção de ATP é a glicose derivada dos carboidratos ingeridos. Outra forma de produção de ATP é quando utiliza-mos aminoácidos (derivados das proteínas) e ácidos graxos (derivados das gorduras), este processo é conhecido como gliconeogênese e é rea-lizado na ausência dos carboidratos.

O DNA Mitocondrial (DNA-mt)

O DNA-mt é totalmente diferente do DNA nuclear, possui dupla hélice circular, com número variado de moléculas por mitocôndria. A herança mitocondrial é estritamente materna, ou seja, somente as mitocôndrias existentes nos ovócitos são passadas paras os descendentes. O DNA-mt codifica proteínas necessárias à produção de ATP, RNA ribossômicos e transportadores.

Com o acúmulo de radicais livres as mitocôndrias vão perdendo suas fun-ções, o que resulta na diminuição da produção de ATP. Em conseqüência a falta de ATP nas células, temos o envelhecimento do tecido. A fala de energia para as células pode acarretar em outras doenças, principalmente de sistema nervoso, coração, músculos e rins.

Como pudemos ver, a mitocôndria realiza uma função de extrema importância não só para a fisiologia celular, mas também para o bom funcionamento do corpo humano.

Não esqueça de tirar suas dúvidas em nosso espaço interativo.


Aula: 1�

Temática: Estudo da Organização Geral da Célula ao Microscópio Eletrônico de Transmissão

Procure na Internet ou em livros de Biologia Celular fotos de células e tente seguir os passos abaixo para identificação das organelas.

1) Identifique a(s) célula(s) ou parte(s) de célula(s) presente(s) na mi-crografia.

2) Identifique o(s) núcleo(s)

• Se estiverem presentes na micrografia (plano de corte)

• Representam um ponto de partida e,

• Uma referência no que diz respeito ao tamanho das outras organelas.

3) Identifique a membrana plasmática

• Siga seu percurso, definindo, portanto, seus limites celulares

• Preste atenção ao plano de corte

• Planos oblíquos fazem com que se tenha maior dificuldade na sua visu-alização

4) Identifique as organelas

• Inicialmente – Mitocôndrias

Posteriormente:

• Realize o exame detalhado do RE e de outras organelas

• Observe as proporções relativas das outras organelas

• Explore os aspectos que podem ser deduzidos sobre sua função celular


A) Explorando a Membrana Plasmática

• Interface dinâmica entre o meio interno da célula e os diversos ambien-tes externos

Note:

• Células adjacentes

• Espaços intercelulares

• Pólos apicais e basais

• Adesão célula - célula ou célula - outras estruturas do meio intercelular

• Ocorrência de vesículas de endocitose e/ou exocitose

B) Explorando o Núcleo

• Maior organela da célula

Note:

• Nucleoplasma = matriz ou conteúdo nuclear

• Envoltório nuclear = sistema de membranas que envolvem o núcleo

C) Explorando o Citoplasma

Note:

• Grande variedade de organelas.

Retículo Endoplasmático (RE)

• Amplo sistema de membranas formado por túbulos, sáculos e cisternas achatadas, distribuído por todo o citoplasma.


Complexo Golgiense

• Sistema de estruturas membranosas saculares (3-7), que se encontra com maior freqüência próximo ao núcleo.

Mitocôndrias

• Organelas que possuem dupla unidade de membrana. Uma externa lisa e outra interna pregueada na forma de estruturas em prateleiras ou digiti-forme.

Vesículas Citoplasmáticas

• Além das principais organelas, existem no citoplasma uma variedade de estruturas envolvidas por membranas.

• Lisossomos

• Peroxissomos

Grânulos Citoplasmáticos

• Grânulos de secreção exócrina

• Grânulos de neuro – secreção e hormônios

• Grânulos de melanina

• Outros pigmentos citoplasmáticos

IMPORTANTE

• Os sistemas membranosos têm o papel biofísico de isolar compartimentos.

• Compartimentos envolvidos por membrana se constituem em ambiente bioquímico específico.

• As membranas incorporam sistemas enzimáticos, e são, elas mesmas, locais onde se processam reações bioquímicas específicas.


Citosol

• Meio fluído no qual estão distribuídas as organelas e também onde ocor-re boa parte do metabolismo intermediário da célula.

Note:

• A trama de microfilamentos e microtúbulos = citoesqueleto

• Suporte estrutural para a célula e suas organelas

• Suporte dinâmico para a movimentação celular e intracelular

Obs.:

• Os elementos do citoesqueleto são visíveis individualmente em micros-cópios com grande poder de resolução, com o emprego de preparações adequadas e aumentos médios ou grandes.

D) O Núcleo

Componentes do Nucleoplasma

• DNA = ± 20% da massa total

• RNA = menor componente (m-RNA, r-RNA e r-RNA)

Aspectos ultra-estruturais do Núcleo Interfásico

• Possui cromossomos parcial ou totalmente desespiralizado

• A cromatina apresenta áreas elétron-densas e elétron-lucentes

• Áreas elétron-densas = heterocromatina

• Grumos distribuídos pela periferia do núcleo e irregularmente pelo cito-plasma

• No sexo feminino corresponde a um dos cromossomos X, quiescente e equivalente ao cromossomo Y do sexo masculino

• Áreas elétron-lucentes = eurocromatina

• Parte do DNA que está sendo transcrito em RNA


Nucléolo

• sítio de síntese de RNA e organização das sub-unidades dos ribosso-mos (r-RNA / ribonucleoproteínas)

• áreas elétron-lucentes = local da transcrição DNA r-RNA

• áreas elétron-densas = local de organização das sub-unidades

• numerosos = células que sintetizam proteínas ativamente

• pouco/ausentes = células quiescentes/indiferenciadas

Envoltório Nuclear

• Porção especializada do RE que envolve o núcleo

• Duas unidades de membranas separadas pelo espaço perinuclear, con-tínuo com o lúmem do RE

• A unidade externa é pontilhada por ribossomos

• A unidade interna se apóia na trama de filamentos intermediários de lâmina

• A trama formada pela lâmina, cromatina e nucléolo correspondem ao citoesqueleto nuclear

Poros Nucleares

• Estrutura que permite o transito de metabólicos, macromoléculas, e sub-unidades dos ribossomos, entre o núcleo e o citoplasma

• Local onde as unidades de membrana do envoltório nuclear se mostram contínuas

Se você estiver com alguma dúvida, não deixe de nos per-guntar.


Aula: 20

Temática: Identificação de Tipos Celulares

Olá turma. Veja os exemplos a seguir e então procure na Internet fotos de microscopia eletrônica e tente classificar as células baseando-se em suas organelas. Boa Sorte!

A) Célula que sintetiza proteína e não segrega

• Exemplo = Eritroblasto

• Características = núcleo grande, citoplasma constituído principalmente por polissomas, ausência de REG, lisossomas, microtúbulos e microfila-mentos, poucas mitocôndrias.

B) Célula que sintetiza, segrega e exporta proteínas

• Exemplo = Plasmócito

• Características = o citoplasma apresenta sua maior parte constituída por REG, o complexo golgiense é desenvolvido e não existem habitualmen-te nessas células grânulos de secreção, pois não ocorre o acúmulo de seu produto.

C) Célula que sintetiza proteína que é segregada do citoplasma e se transforma em grânulos separados por membrana

• Exemplo = Eosinófilo

• Características = nucléolo grande, REG presente, complexo golgiense e grânulos de secreção visíveis. Na célula madura, o citoplasma se enche de grânulos e perde o REG e o complexo golgiense.

D) Célula que sintetiza, segrega e acumula proteínas para exportação

• Exemplo = Porção exócrina do pâncreas

• Características = nucléolo bem visível, muito REG, complexo golgiense bem visível, acúmulo de grânulos de secreção em um pólo posterior para exocitose, moderada quantidade de mitocôndrias.


E) Célula que sintetiza hormônios esteróides

• Exemplo = célula de Leydig

• Características = abundância de mitocôndrias e REA, complexo gol-giense pouco desenvolvido, abundante gotículas de lipídeos, freqüentes lisossomas.

F) Célula que transporta informação genética

• Exemplo = Espermatozóide

• Características = cauda longa (flagelo), núcleo na extremidade e muito condensado, presença de acrossoma, mitocôndrias acumuladas no início do flagelo.

G) Célula que transporta íons

• Exemplo = Células dos túbulos contorcidos distais do rim

• Características = grande quantidade de mitocôndrias alongadas dis-postas verticalmente em paliçada, inúmeras invaginações de membrana plasmática no seu pólo basal.

H) Célula que absorve metabólitos

• Exemplo = Enterócitos

• Características = abundância de microvilos na sua membrana apical, mitocôndrias na porção superior do citoplasma.

I) Célula que se contrai produzindo movimentos

• Exemplo = Miócito estriado esquelético

• Características = citoplasma ocupado principalmente por feixes de mi-crofilamentos paralelos, com estriações transversais, vários núcleos por célula situados na periferia, resulta da fusão de várias células musculares embrionárias.

J) Célula na qual ocorre digestão intracelular

• Exemplo = Macrófago

• Características = presença de inúmeros lisossomas no citoplasma, membrana plasmática irregular com imagem de pinocitose.


Indicação de Leitura

LEVINE, B. & YUAN, J. – Autophagy in cell death: an innocent convict?. J. Clin. Invest., 11�(10):2679-2688, 2005. Disponível em: http://www.jci.org

POIRIER, J. Histologia molecular: Texto e atlas. São Paulo. Ed. Santos. 2003.

XU, C.; BAILY-MAITRE, B. & REED, J. C. – Endoplasmic reticulum stress: cell life and death decisions. J. Clin. Invest., 11�(10):2656-2664, 2005. Disponível em: http://www.jci.org


Resumo - Unidade III

Os elementos subcelulares ou organelas desempenham papel de fundamental importância para as funções diárias das células. São estruturas com morfologia diversa e que,

obrigatoriamente, apresentam revestimento por membrana. Os tipos e quantidade das organelas variam de acordo com a função da célula. As células que possuem grandes quantidades de REG e Complexo Golgiense se encontram em atividade de síntese, seja de proteínas ou proteínas con-jugas; uma célula rica em lisossomas desempenha função de defesa do organismo. Cada organela ou um conjunto de organelas determinará qual tipo e função para uma determinada célula.




LODISH, H – Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro. Revinter. 4ª ed., 2002.


Glossário

• Cristais de hidroxiapatita – composto químico presente na matriz ex-tracelular do tecido ósseo responsável por sua rigidez.

• Eosinófilo – célula de defesa do sangue realiza fagocitose de parasitas e participa do processo alérgico.

• Glucagon – hormônio produzido nas ilhotas pancreáticas responsável pela transformação de glicogênio em glicose.


• Hormônios esteróides – substâncias químicas, derivadas da molécula de colesterol, que desempenham funções de controle fisiológico das cé-lulas.

• Ilhotas pancreáticas – conjunto de células que formam a parte endó-crina do pâncreas.

• Insulina – hormônio produzido nas ilhotas pancreáticas responsável pela entrada de glicose nas células.

• Macrófago – célula de defesa do organismo responsável pela fagocito-se de partículas estranhas.

• Neutrófilo – célula de defesa presente no sangue responsável pela fago-citose de partículas estranhas.

• Osteoclasto – célula especial do tecido ósseo, derivada da fusão de vários macrófagos. Realiza a defesa do tecido ósseo através do processo de fagocitose de partículas estranhas.

• Plasmócito – célula de defesa do organismo responsável pela produção de anticorpos.

• Procariotas – organismo simples que não possuem envoltório nuclear protegendo o material genético.

• RNA – abreviação do termo Ácido Ribonucléico. É a molécula comple-mentar do DNA.


Exercício de auto-avaliação III

1) Síntese de proteínas e síntese de lipídeos, são funções de quais organelas, respec-tivamente:

REG e Complexo GolgienseComplexo Golgiense e REAREA e REGREG e mitocôndria

2) São funções do Retículo Endoplasmático Agranular, exceto:

DesintoxicaçãoTransporte de moléculasFunção mecânicaSíntese de hormônios esteróides

3) Qual organela abaixo não tem sua origem a partir do Complexo Golgiense?

LisossomasPeroxissomasAcrossomaVesícula de transporte

�) O processo de defesa que as células fazem internalizando agentes estranhos é conhecido como:

Fagossoma LisossomaFagocitoseExocitose

�) Autofagia e digestão intracelular são funções de qual organela?

LisossomaComplexo GolgienseMitocôndriaREG

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)


Unidade IVNúcleo Celular

ObjetivosReconhecer a estrutura do núcleo celular; apresentar a composição e as funções dos ácidos nucléicos e estabelecer as diferenças entre os tipos de divisão celular.

Plano de Ensino

Esta unidade conta com as seguintes aulas:

Aula: 21 – NúcleoAula: 22 – Material GenéticoAula: 23 – Replicação, Transcrição e TraduçãoAula: 2� – Ciclo CelularAula: 2� – MitoseAula: 2� – MeioseAula: 2� – Aberrações CromossômicasAula: 2� – Cariótipo


Aula: 21

Temática: O Núcleo

Olá alunos! A partir desta unidade começaremos a explorar o centro de controle da célula, ou seja, seu núcleo. Uma das mais importantes etapas durante o processo evolutivo que

permitiu, também, a nossa evolução foi a proteção do material genético pelo envoltório nuclear.

Como já visto antes, o núcleo nada mais é do que um tipo de Retículo Endoplasmático, que durante a evolução das primeiras células se especia-lizou em proteger o material genético.

Morfologia do Núcleo

O núcleo é um elemento subcelular. Possui dupla membrana, denominada envoltório nuclear, é uma estrutura descontínua, como um círculo, apre-sentando poros que são pequenos buracos para permitir a entrada ou saí-da de moléculas. Porém, não é qualquer molécula que pode ganhar acesso ao interior do núcleo, por isso, cobrindo o poro nuclear existe uma pequena membrana cuja função é servir de filtro, selecionando, assim, as partículas que adentram a matriz nuclear. Abaixo está representado o núcleo com seus componentes estruturais.


O DNA nuclear está associado a um conjunto de proteínas (será discutido na aula 02), recebendo o nome de cromatina. Existem dois tipos de cro-matina: eucromatina e a heterocromatina. Esta classificação é baseada na atividade de síntese da célula.

Quando a célula possui uma grande atividade de síntese, seu DNA está transcrevendo, ou seja, fazendo cópias para a produção de proteínas. En-tão, dizemos que sua cromatina é eucromática, pois para fazer cópias de sua molécula a dupla hélice do DNA tem que se separar.

A heterocromatina é o inverso, quando a célula não está em grande ati-vidade de síntese. Temos então mais partes da molécula de DNA enrolada do que separada (em processo de cópia). Quando coramos o núcleo, a he-terocromatina poda ser visualizada como pontos escuros (densos) dentro do núcleo. Em resumo, podemos prever se uma célula trabalha muito ou pouco observando apenas seu núcleo.

Veja o esquema abaixo:

Aqui vemos o núcleo da célula bem claro, pois quando a fita de DNA está separada o corante não consegue se fixar a ela, corando o núcleo em um tom claro. EUCROMATINA!

Neste esquema o núcleo está mais escuro, pois a maior parte do DNA está enrolado. Quando co-ramos, o corante se fixa bem na molécula, dei-xando o núcleo em um tom escuro. HETEROCRO-MATINA!

O nucléolo é uma estrutura dentro do núcleo responsável pela produção de RNA-ribossômico, que faz parte da estrutura dos ribossomos, respon-sáveis pela síntese protéica.


É importante lembrar que, salvo algumas exceções, as células do nosso organismo possuem apenas um núcleo por célula e que o núcleo nem sem-pre vai apresentar uma forma arredondada; na verdade, o núcleo tende a acompanhar a forma da célula.

Sem dúvida, um dos mais importantes elementos subcelula-res é o núcleo, não só pelo fato de proteger o material gené-tico e ter permitido a evolução das células, mas pelo fato de

que dentro dele ocorrem processos essenciais para o controle da atividade celular. Em nossa próxima aula abordaremos em detalhes que processos são estes e como o material genético é composto. Até lá!


Aula: 22

Temática: O Material Genético

Olá turma! Hoje veremos em detalhe a composição do ma-terial genético, suas características e funções. Desde sua descrição, em 1953, pelos pesquisadores James Watson

e Francis Crick, o conhecimento sobre a estrutura e a função do DNA e RNA cresceu vertiginosamente. Além disso, os avanços da tecnologia nos permitem entender melhor como erros na estrutura do DNA pode afetar a morfologia e função das células.

Nós temos dois tipos de material genético, protegidos dentro do núcleo das células: o DNA (Ácido Desoxirribonucléico) e o RNA (Ácido Ribonu-cléico). Possuem a função de armazenamento e expressão da informação genética, ou seja, qualquer característica física ou não, está escrita em código, no DNA.

Nossas células possuem um total de 46 moléculas de DNA, com exceção do espermatozóide e ovócito (células sexuais) os quais possuem apenas metade do número de moléculas (23 moléculas). O número de moléculas de DNA é característico de cada espécie e seu conjunto é denominado genoma.

Composição do DNA e RNA

Independente do tipo, o material genético é composto por três substâncias químicas: uma pentose (açúcar com 5 carbonos), que no caso do DNA é denominado desoxirribose e no RNA é ribose; uma molécula de fosfato e uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são divididas em dois gru-pos: as pirimidinas – Citosina (C), Timina (T) e Uracila (U) e as purinas – Adenina (A) e Guanina (G). Na molécula de DNA estão presentes as bases A, T, C e G; enquanto que na molécula de RNA temos a base U ao invés da base T.

Independente da molécula (DNA ou RNA), quando juntamos os três com-postos orgânicos formamos uma nova molécula denominada nucleotídeo. Podemos dizer, então, que uma molécula de DNA ou RNA é uma seqüência aleatória de nucleotídeos.


= molécula de fosfato.

= pentose (desoxirribose ou ribose)

C = base nitrogenada

O esquema ao lado represen-ta a dupla fita da molécula de DNA. Como já foi dito, uma fita de DNA é uma seqüência aleatória de nucleotídeos, mas quando as duas fitas vão se entrelaçar para formar o DNA, existe uma regra bá-sica: a fita só se formará se houver o pareamento (com-binação) entre os nucleotí-deos. A se combina com T (A-T) e C se combina com G (C-G) e vice-versa.

Quando a base nitrogenada é adicionada, para a formação do nucleotídeo, seu nome é alterado. Então, quando lemos adenina ou timina, por exem-plo, nos referimos a base nitrogenada sozinha, separada do fosfato e da pentose.

C

OH

CH2 O

P

CH2 O

P

CH2 O

P

CH2 O

P

A

G

T

C

T

C

A

G

CH2

O

P

CH2

O

P

CH2

O

P

CH2

O

P

OH


Veja a tabela abaixo:

Base Nitrogenada NucleotídeoAdenina AdenosinaTimina Timidina

Citosina CitidinaGuanina Guanosina

Uracila Uridina Uridina

Outros conceitos importantes são os de genes e cromossomos. Todos já ouvimos falar, certo! Mas você sabe o que são? É muito simples. Genes são seqüências específicas de nucleotídeos. Um cromossomo é quando a molécula de DNA se enrola totalmente sobre ela mesma, como uma linha em um novelo, diminuindo seu tamanho e ficando visível quando corada por técnicas especificas. Cromossomo significa corpo que se cora! Mas só podemos evidenciá-los no momento da divisão celular, pois é durante este estágio que atingem seu ponto de condensação máximo.

O DNA está associado a um grupo de proteínas denominadas histonas. O DNA mais as histonas formam o que nós conhecemos como cromatina. O papel das histonas ainda não está muito bem claro, mas pesquisas apon-tam sua participação no processo de replicação do DNA e no aparecimen-to de alguns tipos de neoplasias.

Em relação ao RNA, existem três tipos básicos: RNA mensageiro (RNA-m), RNA transportador (RNA-t) e RNA ribossômico (RNA-r).

RNA-t = corresponde a 10% do total de RNA na célula. Transporta os aminoácidos para a formação das proteínas;

RNA-m = corresponde a 4% do RNA. Contém a informação para a síntese protéica;

RNA-r = corresponde a 85% do RNA. Formam os ribossomos presentes no citoplasma.

Podemos concluir que o DNA é a molécula fundamental para a organização do funcionamento das células. Os termos cro-matina e cromossomos se relacionam ao DNA só que com

morfologias diferentes. Em um futuro, não muito distante, seremos capa-zes de corrigir erros direto na molécula de DNA e, assim, tratar inúmeras doenças genéticas para as quais, atualmente, não existem tratamento.

Qualquer dúvida, entre em contato!


Aula: 23

Temática: Replicação, Transcrição e Tradução

Na aula de hoje, veremos como ocorre a síntese protéica. Na biologia existe uma lei (Dogma Central) que define que a informação genética é perpetuada pela replicação do DNA e

traduzida através de dois processos (transcrição e tradução).

Replicação

O mecanismo de replicação do DNA ocorre dentro do núcleo. É o processo pelo qual o DNA faz uma cópia dele mesmo. O objetivo da duplicação é passar as informações contidas no DNA para as próximas gerações.

Em 1 está representado a dupla hélice de DNA. Para ocorrer à duplica-ção o primeiro passo é a separação das fitas-molde (ou mãe) azul e vermelha. Em 2 temos a enzima helicase que que-bra as ligações (pontes de hidrogênio) entre as fitas-molde.

DNA - Polimerase

O esquema ao lado re-presenta a ação de ou-tra enzima, denominada DNA-polimerase, que após a separação das fi-tas-molde, constrói uma nova fita complementar para ambas as fitas-mol-de.

A

C

T

G

G

C

T

T

G

A

C

C

G

A

A T1

A

C

T

G

G

C

T

T

G

A

C

C

G

A

A T2

A

C

T

G

G

C

T

T

G

A

C

A3

C

C

T

T

G

A

C

C

G

A

A T


Após a ação da DNA-polimerase cada fita-molde se combina com a sua cadeia complementar formando duas novas moléculas de DNA. Por esse fato, dizemos que a replicação do DNA é semiconservativa.

Transcrição

O processo de transcrição é muito parecido com o de replicação com a diferença de que as informações serão copiadas não para outra molécula de DNA e sim para uma de RNA complementar. A transcrição também ocorre dentro do núcleo celular e tem por finalidade levar as informações do DNA ao citoplasma para a produção de uma determinada proteína. A enzima utilizada para fazer a fita de RNA complementar é denominada de RNA-polimerase.

DNA

RNA-m

É importante lembrar que na molécula de RNA o nucleotídeo timidina é substituído pela uridina. Outro dado importante é que durante o proces-so de transcrição a dupla hélice não se separa por completo; apenas um determinado pedaço é aberto, dependendo da seqüência que se queira copiar.

Tradução

Tradução é a ultima etapa no processo de produção de uma proteína. É realizada no citoplasma ao contrário das etapas anteriores e pode ser feita nos ribossomas livres, caso a proteína seja usada pela própria célula ou no REG, quando a proteína é destinada a exportação, ou seja, será utilizada por outra célula que não aquela que a produziu.

O mecanismo de tradução pode ser definido como sendo a transformação de uma trinca de nucleotídeos, denominada de códon, em um aminoácido (unidade básica de uma proteína). Lembre-se sempre do quadro abaixo:

A T C C G T A

U A G G C A U

01 códon = 03 nucleotídeos

01 nucleotídeo = 01 aminoácido


Para ocorrer à leitura do códon e formação do aminoácido, o RNA-m pre-viamente transcrito deve se encaixar no ribossomo, o qual possui uma forma semelhante a um 8. Veja o exemplo abaixo:

Dentro do ribossomo o códon vai ser lido, e seu aminoácido corresponden-te será formado. No esquema acima o códon UAG corresponde ao ami-noácido tripsina. Dependendo da proteína o RNA-m carregará um núme-ro variável de códons. Após a tradução em aminoácidos, estes se unirão através de ligações químicas, denominadas de ligações peptídicas para, enfim, formar a proteína.

Há um conceito na biologia que diz que o código genético é degenera-do, pois existem vários códons para um mesmo tipo de aminoácido. Por exemplo: os códons CCU, CCC e CCA quando traduzidos correspondem ao aminoácido Prolina. Veja a tabela de conversão abaixo.

1a.base(5’) 2a. base 3a.base (3’)U C A G

U Phe Ser Tir Cis UPhe Ser Tir Cis CLeu Ser Terminação Terminação ALeu Ser Terminação Trip G

C Leu Pro His Arg ULeu Pro His Arg CLeu Pro Glu Arg ALeu Pro Glu Arg G

A Isoleu Treo Asp Ser UIsoleu Treo Asp Ser CIsoleu Treo Lis Arg AMet* Treo Lis Arg G

G Val Ala AcAsp Gli UVal Ala AcAsp Gli CVal Ala AcAsp Gli AVal Ala AcAsp Gli G

* Met é o aminoácido de iniciação e não tem um códon correspondente.

Trip

UAGCAG


Concluindo, vimos na aula de hoje como se comporta a ma-quinária para a produção de proteínas e como nosso material genético se duplica, enviando cópias para manter o equilí-

brio funcional das células. Qualquer dúvida, não deixe de nos perguntar!


Aula: 2�

Temática: Ciclo Celular

Olá alunos!! Em nossa aula de hoje abordaremos os meca-nismos que antecedem a divisão celular propriamente dita, e nas próximas aulas discutiremos as características dos

processos de divisão celular por mitose e meiose.

Todos os eventos que acontecem antes da divisão celular e a própria divi-são da célula em duas fazem parte de um processo chamado ciclo celu-lar. O ciclo celular pode ser dividido em duas etapas: a interfase (período preparatório) e a divisão que pode ser feita por mitose ou meiose, depen-dendo da célula.

O período da interfase é crucial para que a célula consiga se dividir sem transmitir qualquer erro para suas células filhas. É dividida em 3 fases: G1, S e G2.

G1 – É o início da interfase. Seu nome vem do termo em inglês gap que significa intervalo. Então podemos perceber que na interfase existem dois intervalos (G1 e G2). Durante esta fase a célula-mãe irá aumentar em ta-manho para poder formar duas células-filhas com o mesmo tamanho.

É durante esta fase também que a célula duplica suas organelas, para igualmente serem distribuídas para as células-filhas. Outro acontecimento importante é que durante a G1 uma proteína começa a ser produzida, o FPM ou Fator Promotor da Multiplicação. Esta é um conjunto de prote-ínas que possibilitam a célula a avançar uma fase. O FPM é produzido em todas as fases.

Antes de avançar para próxima fase, a célula faz um check-up para verifi-car se o tamanho está adequado, se as organelas estão duplicadas e se o FPM foi produzido na quantidade adequada. Se algo não estiver de acordo, a célula só continuará a interfase depois de solucionar o problema.

Existe uma “subfase” dentro da G1 conhecida como G0. A G0 é um estado de latência onde a célula não é capaz de se dividir. Algumas células do nosso organismo, depois que foram formadas, permanecem em latência durante toda a sua vida. Podemos citar como exemplo as células muscu-lares e os neurônios. Quando estas células morrem não são substituídas por outras e sim por um tecido de cicatrização, ou seja, é depositada a proteína colágeno em seu lugar.


S – Durante esta fase a célula irá sintetizar (duplicar) seu material genético (lembram da aula passada?). A fase S é uma das mais importantes do ciclo celular. Qualquer erro durante o processo de duplicação poderá causar sérios danos para o organismo. Felizmente a ocorrência de erros durante a duplicação é rara, mas, mesmo assim, podem ocorrer.

G2 – Aqui acontece outro ponto de check-up. Agora a célula verifica se ocorreu algum erro durante a fase S. Caso for constatado um erro durante a duplicação do DNA, a célula tem um aparato para corrigir o problema antes do inicio da divisão propriamente dita.

Mas quando falamos em erro durante a duplicação, o que isso significa? Que tipo de erro pode ocorrer? E, principalmente, como a célula pode cor-rigi-lo?

Veja o exemplo abaixo

O esquema ao lado representa o resultado da duplica-ção do DNA durante a fase S. Os erros mais comuns são os de troca no pareamento dos nucleotídeos (veja o quadro em azul).

A

C

T

G

T

A

A

T

G

A

C

T

C

C

G A

T

G

A

C

T

G

A

C

A

T

T

C

T

G

A

C

T

C

C

A

Enzima de Restrição

Ação da

DNA –Polimerase


Quando a célula detecta um erro, ela ativa uma enzima para retirar o peda-ço do DNA que contém o erro de pareamento; esta enzima é denominada de enzima de restrição ou endonuclease. Existem vários tipos de endonu-cleases, cada tipo reconhece uma seqüência especifica de nucleotídeos. Após a ação da enzima de restrição a molécula de DNA será reconstruída novamente pela DNA-polimerase.

Após o processo de reparo, a célula verifica se ainda contém algum erro. Em caso positivo o processo se repete. Então, mais uma vez é feito um check-up. Se for encontrado um novo erro, a célula para o processo de di-visão e ativa um gene denominado P�3. Todas as nossas células possuem este gene, que é responsável por iniciar um mecanismo de morte celular programada. Isso mesmo! Se a célula não consegue reparar o erro na mo-lécula de DNA, ela comete “suicídio” ao invés de passar o erro para as células-filhas. O mecanismo de morte celular programada é chamado de apoptose. Mas se estiver tudo certo, a célula termina a interfase e inicia o processo de divisão celular.

Podemos concluir que cada detalhe é importante para o bom funcionamento da célula e, aqui, durante o ciclo celular, a célula tem um controle de qualidade muito grande. Nada

pode estar errado, pois as conseqüências podem levar à célula a morte, fazer com que um órgão não funcione adequadamente ou causar alguma mal-formação congênita ou doença genética. Não deixe de interagir em nosso ambiente virtual de aprendizagem!


Aula: 2�

Temática: Mitose

Olá ... na aula de hoje vamos desvendar o mecanismo pelo qual a célula consegue se dividir! Aqui eu deixo uma pergun-ta! Qual é o grande objetivo da divisão celular?

A divisão celular é um mecanismo básico para a sobrevivência da célula, de um órgão, do organismo. É um mecanismo crucial pelo qual todos os seres vivos se reproduzem.

O tempo de duração da mitose varia com o tipo de células, mas é realizado pelas células somáticas (todas que formam seu corpo exceto espermato-zóide e ovócito) e é dividida em 4 fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Durante o período de interfase, mas precisamente na fase G1, uma organe-la importante que foi duplicada será usada durante o processo de mitose (e meiose também). Essa organela é o centríolo e sem ela o processo de divisão não ocorre.

Prófase

O DNA começa a se condensar (se enrolar sobre ele mesmo) formando os cromossomos. O fuso mitótico, que são filamentos protéicos, (micro-túbulos) começa a ser produzidos pelos centríolos, os quais se encontram em pólos opostos na célula. No início o núcleo ainda esta presente, mas à medida que a prófase acontece o núcleo vai se fragmentando e, ao final, já se tornou fragmentos de REG dispersos no citoplasma.


Metáfase

No início da metáfase o núcleo já está completamente fragmentado e os cromossomos já estão condensados, assumindo uma forma de X. Cada braço do cromossomo recebe o nome de cromátide e, o ponto de união deles é denominado centrômero. Os centríolos já produziram os fusos mitóticos que estão engatados nos centrômeros de todos os cromosso-mos. A característica principal desta fase é que os centríolos, através do fuso, congregam todos os cromossomos no meio (aqui chamado de plano equatorial) da célula.

Anáfase

A terceira fase da divisão celular tem por característica separar os cromos-somos, que foram organizados no plano equatorial, para os lados opostos da célula. Então, através do fuso mitótico metade dos cromossomos são puxados para um lado e metade para o lado oposto, deixando o meio li-vre.


Telófase

A última fase da divisão por mitose é caracterizada pela desconexão do fuso mitótico nos cromossomos. O núcleo celular começa a ser reconstru-ído em volta de cada conjunto de cromossomos. Os cromossomos come-çam a se descondensar assumindo a forma de cromatina.

Citocinese

A citocinese não é uma fase da divisão celular. É um processo que ocorre ao final da telófase que faz com a membrana celular se “estrangule” culmi-nando com a separação da célula em duas. A citocinese é feita pelas fibras de actina do citoesqueleto que estão associadas à membrana celular. Ao final deste processo teremos duas células-filhas idênticas à célula mãe original.


Para concluirmos, vocês conseguiram matar a charada? A grande importância da divisão celular é duplicar o material genético, segregá-lo e transferí-lo às células filhas. É um

mecanismo único que permite não só a sobrevivência dos organismos, mas garante a renovação dos tecidos também. Se você estiver com algu-ma dúvida, não deixe de nos perguntar!


Aula: 2�

Temática: Meiose

Na aula passada, nós vimos como acontece o processo de divisão celular por mitose. Hoje vamos aprender um tipo especial de divisão celular, realizada apenas pelas células

sexuais, os espermatozóides e os ovócitos.

Como visto anteriormente, nós temos por célula 46 cromossomos, que podem ser divididos aos pares, então, podemos tanto afirmar que nossas células possuem 46 cromossomos quanto 23 pares de cromossomos.

Qualquer alteração no número total de cromossomos (tanto para mais ou para menos) significa problemas genéticos, que podem se manifestar como uma síndrome ou uma doença. Durante a fecundação, ou seja, a união dos cromossomos paternos com os maternos, se nossas células sexuais possuíssem 46 cromossomos cada, com sua união, não formaría-mos outra célula com 46 cromossomos, certo? 46 + 46 = 92! 92 cromos-somos em um genoma humano são incompatíveis com a vida.

Para evitar este problema, a evolução modificou uma divisão celular já existente (mitose) e fez com que as células sexuais reduzissem seu núme-ro de cromossomos pela metade, ou seja, de 46 para 23 cromossomos. Então quando houvesse a fecundação o número normal do genoma hu-mano seria restaurado (23 + 23 = 46). Mas, depois de vermos como a meiose ocorre, abordaremos as outras importâncias da meiose.

A divisão por meiose é feita em duas etapas conhecidas como meiose I e meiose II. A segunda é idêntica a mitose, então não perderemos tempo para explicar, pois a essa altura vocês já devem ter aprendido!!!! Vamos nos preocupar em explicar a primeira divisão da meiose que é um pouqui-nho diferente....

Todos nós já escutamos quando um bebê nasce as pessoas dizendo que ele tem “os olhos do pai”, “o narizinho da mãe”, etc. Mas você já se per-guntou como as características genéticas podem se misturar? A resposta a essa pergunta está em como a meiose ocorre.

A meiose I é a responsável por reduzir o número de cromossomos pela me-tade suas fases são classificadas como: prófase I (subfases – leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese), metáfase I, anáfase I e


telófase I. O resultado final são duas células com 23 cromossomos cada. Agora cada célula-filha irá passar de novo por um processo de divisão, meiose II, mas o número de cromossomos não será mais reduzido. As fases da meiose II são: prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. O resultado são quatro células com a metade do número de cromossomos.

PRÓFASE I / LEPTÓTENO

O leptóteno é caracterizado pelo início da condensação dos cromossomos, sendo suas cromátides imperceptíveis ainda. Outra característica é a dis-tribuição aleatória das moléculas de DNA dentro do núcleo.

Durante as subfases da prófase I iremos repre-sentar apenas o núcleo da célula, pois é dentro dele que ocorrem as mudanças mais cru-ciais.

PRÓFASE I / ZIGÓTENO

Durante o zigóteno os cromossomos já atingiram um grau de condensação para tornar as cromátides visíveis, mas o processo de condensação só terminará ao final da prófase I. Outra característica que os cromossomos começam a se agrupar aos pares. Cada cromossomo fica ao lado do seu cromossomo homólogo.

Os cromossomos azul e vermelho são homólogos, pois compartilham as mesmas informações genéticas, assim como os cromossomos ver-des e amarelo.


PRÓFASE I / PAQUÍTENO

O paquíteno é a subfase mais importante. Aqui acontece o grande passo evolutivo que permitiu a mistura das informações genéticas. Durante o paquíteno uma parte do braço dos cromossomos homólogos é quebrada e trocados entre si. Este processo de permutação é conhecido como cros-sing-over.

PRÓFASE I / DIPLÓTENO

A fase de diplóteno é caracterizada pela separação do quiasma. O quias-ma (cruzamento) é o ponto de contato formando entre os cromossomos homólogos após a permutação. Durante essa fase os homólogos vão se separando lentamente.

PRÓFASE I / DIACINESE

A última subfase da prófase I se caracteriza pela condensação máxima dos cromossomos.

Podemos concluir que a meiose tem uma importância na mistura de genes que possibilita, junto com a fecundação, uma maior quantidade de opções genéticas para o futuro

organismo, aumentando assim, suas chances de sobrevivência. Até a pró-xima aula!

Quebra dos Braços

Formação do quiasma

Crossing - over


Aula: 2�

Temática: Aberrações Cromossômicas

Olá turma! Para finalizarmos nossa unidade sobre o núcleo das células vamos abordar sobre os principais erros que acomete os cromossomos humanos. Esses erros podem

causar além de sérios problemas de desenvolvimento embrionário até abortos espontâneos. Vamos lá!

Podemos definir as aberrações cromossômicas como sendo erros numéri-cos ou estruturais dos cromossomos. Acometem tanto os cromossomos autossômicos quantos os sexuais.

Aberrações Numéricas

Como já foi visto em aulas anteriores o número de cromossomos que ca-racteriza a espécie humana é igual a 46 (por célula) ou 23 pares. Qualquer alteração para mais ou para menos acarretará em uma aberração conhe-cida como ploidia, quando o número total de cromossomos é afetado e somia, quando apenas um par de cromossomos em particular é afetado.

A síndrome de Down, por exemplo, é caracterizada pela presença de 47 cromossomos. O par que recebe um cromossomo a mais (21). A síndrome de Down é conhecida também como trissomia do 21, devido ao fato de que no par 21 existe um cromossomo a mais (tri) e como o erro só está neste par (somia).

As causas mais comuns de trissomia do 21 acontecem durante um erro na divisão meiótica de um dos genitores. Fatores ambientais e idade avança-da contribuem para o aparecimento da síndrome.

Os erros envolvendo o genoma são mais raros de acontecerem, mas acontecem! Estão freqüentemente relacionados com a fecundação. Por exemplo, quando temos a fecundação de dois espermatozóides no mesmo ovócito produzimos um zigoto onde o número total de cromossomos será de 69, sendo que cada par terá um cromossomo extra. Nestes casos clas-sificamos a aberração como sendo uma triploidia.


Antes de falarmos sobre os erros estruturais, vamos revisar a estrutura de um cromossomo.

Os cromossomos possuem um ponto de constrição denominado centrô-mero. O centrômero tem a função de separar o cromossomo em duas par-tes (ou braços): o braço curto, chamado de p e o braço longo, denominado de q.

Aberrações Estruturais

Erros estruturais, como o nome já diz, afetam a forma dos cromossomos. Existem vários tipos de erros em relação a morfologia, mas vamos citar aqueles mais comuns.

Deleção – quando temos a perda de um ou mais genes em um mesmo cromossomo.

Neste esquema fica claro que o cromos-somo perdeu seu gene a. Um exemplo de deleção é a síndrome de Cri-du-chat ou síndrome do miado de gato, onde temos a deleção de um gene no braço p do cro-mossomo 5.

Braço curto / p

Braço longo / q

Centrômero Obs.: cada quadrado no esquema ao lado representa um gene.

a

b

c

d

e

f

g

b

c

d

e

f

g


Inversão – quando genes em um mesmo cromossomo trocam de posição.

Neste esquema está representado um exemplo de inversão, onde os genes c e d trocaram de posições. As inversões costu-mam estar relacionadas a defeitos isolados do que a síndromes.

Podemos concluir que a mínima alteração na estrutura ou número de cromossomos levará ao aparecimento de doen-ças ou síndromes que, apesar dos avanços na medicina e

genética, são incuráveis no presente momento.

a

b

c

d

e

f

g

b

c

d

e

f

g

a


Aula: 2�

Temática: Faça seu Cariótipo

Olá turma! Hoje vocês vão colocar a mão na massa! Estão prontos para montarem um cariótipo? Siga as instruções abaixo e organize os cromossomos humanos.

Durante a metáfase, devido ao fato da cromatina estar muito condensada, pode-se visualizar bem o número e a forma dos cromossomos. Numa cé-lula somática humana normal encontramos 46 cromossomos: 22 pares de autossomos e um par de cromossomos sexuais (XX ou XY).

A posição do centrômero determina a forma dos cromossomos metafási-cos. Quando o centrômero ocupa posição central ou praticamente central, separando dois braços cromossômicos iguais ou praticamente iguais, o cromossomo é dito metacêntrico. Quando o centrômero não tem posição central, de modo a dividir o cromossomo em dois braços de tamanhos desiguais, ele é denominado submetacêntrico.

Se o centrômero tiver posição sub-terminal ou praticamente terminal, de modo a separar um braço muito curto ou praticamente não detectável, o cromossomo será denominado acrocêntrico. Os cromossomos acrocêntri-cos podem apresentar, no braço curto, regiões que, sob coloração padrão, apresentam-se com forma arredondada e como se estivessem quase des-tacadas do restante dos cromossomos. Tais formações denominam-se satélites e prendem-se às cromátides do braço curto por intermédio de regiões aparentemente estranguladas, denominadas constrições secun-dárias.


Na seqüência: Cromossomos metacêntricos, submetacêntricos e acro-cêntricos.

Os cromossomos humanos foram classificados por ordem decrescente de tamanho em sete grupos:

Grupo A - Cromossomos 1-3. São os 3 pares mais longos: 1 e 3 são meta-cêntricos e 2 é submetacêntrico.

Grupo B - Cromossomos 4-5. São 2 pares de submetacêntricos grandes.

Grupo C - Cromossomos 6-12 e X. São todos os submetacêntricos de tamanho médio.

Grupo D - Cromossomos 13-15. Três pares de acrocêntricos de tamanho médio.

Grupo E - Cromossomos 16-18. 16 é metacêntrico e 17 e 18 são subme-tacêntricos pequenos.

Grupo F - Cromossomos 19-20. Dois pares de metacêntricos muito pe-quenos.

Grupo G - Cromossomos 21-22 e Y. Acrocêntricos muito pequenos.

Baseado nas informações dadas recorte os cromossomos da página anterior e tente organizá-los. Caso estiver tendo dificuldades, siga o modelo abaixo. Mas só em caso de difi-

culdade! Não trapaceie!!!!!!!


Nossa aula de hoje tem por objetivo exercitar a montagem e organização dos cromossomos humanos.

Dica: os cromossomos que não tiver par, são os sexuais. BOA SORTE!


ESKESEN, S. T.; ESKESEN, F. N.; KINGHORN, B.; RUVINSKY, A. – Periodicity of DNA on exons. BMC Molec. Biol., �:12-23, 2004. Disponível em: http://www.biomedcentral.com/1471-2199/5/12

SEROV, O. & SEROVA, I. – Genes and chromosomes: control of develop-ment. Ann. Braz. Acad. Cien., ��(3):529-40, 2004. Disponível em: http://www.scielo.br/aabc

SOLOMON, D. A.; CARDOSO, M. C.; KNUDSEN, E. S. – Dynamic targe-ting of the replication machinery to sites of DNA damage. J. Cell Biol., 1��(4):455-63, 2004. Disponível em: http://www.jcb.org/cgi/doi/10.1083/jcb.200312048



http://www.scielo.br/aabc

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Resumo - Unidade IV

O núcleo é peça central de toda célula. Dentro dele, o material genético faz seus mecanismos de replicação e transcrição, protegido contra agressões do meio externo. A molécula de

DNA é uma dupla fita formada por componentes químicos denominados nucleotídeos. Estes se agrupam de forma randômica para forma a fita de DNA ou RNA, a fita complementar durante o processo de transcrição, cuja função é levar as informações contidas no DNA para o citoplasma. A divi-são celular pode ser feita de duas maneiras, dependendo do tipo de célula envolvida: mitose, para as células somáticas e meiose para as células sexuais. A divisão celular, tanto por mitose quanto meiose, garante as células-filhas às informações genéticas passadas pela célula-mãe.




LEWIS, R. – Genética Humana: Conceitos e Aplicações. Rio de Janeiro. Guanabara & Koogan, 2004.

PIERCE, B. A. – Genética: Um Enfoque Conceitual. Rio de Janeiro. Gua-nabara & Koogan, 2004.

Glossário

• Apoptose – morte programada da célula.

• Códon – trinca de nucleotídeos responsáveis pela formação de um ami-noácido.

• Cromatina – união da fita de DNA com as histonas.


• Enzimas de restrição – também conhecidas como endonucleases, sua função reconhecer seqüências específicas de nucleotídeos e retirá-los da molécula de DNA.

• Eucromatina – porção da fita de DNA que esta transcrevendo, ou seja, produzindo moléculas complementares de RNA.

• Genoma – conjunto dos cromossomos encontrado nas células. O geno-ma é característico em cada espécie.

• Heterocromatina – porção da fita de DNA que não está transcrevendo, ficando, assim, enrolada sobre ela mesma.

• Histonas – conjunto de proteínas associadas ao DNA para formar a estrutura da cromatina.

• Síndrome – conjunto de alterações morfológicas e funcionais presentes num indivíduo.


Exercício de auto-avaliação IV

1) São constituintes morfológicos do núcleo, exceto:

HeterocromatinaPoro nuclearLisossomoNucléolo

2) Quando a célula está em grande atividade de síntese, devemos encontrar dentro de seu núcleo grande quantidade de qual componente abaixo?

CromatinaNucléoloHeterocromatinaEucromatina

3) O número de cromossomos que possui o genoma humano é de:

23 cromossomos23 pares de cromossomos46 pares de cromossomos92 cromossomos

�) O material genético DNA é composto por quais componentes químicos abaixo?

Ribose + fosfato + nucleotídeoRibose + fosfato + base nitrogenadaDesoxirribose + fosfato + nucleotídeoDesoxirribose + fosfato + base nitrogenada

�) Qual das seqüências abaixo corresponde a transcrição da seqüência de DNA “A-T-C-C-G-A-A-T-T-G”?

T-A-G-G-C-U-U-A-A-CU-A-G-G-C-U-U-A-A-CU-A-G-G-G-U-U-A-A-CA-A-G-G-C-U-U-A-A-C

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)


Unidade V Matriz Extracelular

Objetivos

Apresentar os principais componentes da matriz extracelular, como estes intera-gem entre si, suas principais funções e relacionar como o “câncer” consegue de-sestruturar a matriz extracelular durante sua progressão; bem como os sistemas de controle usados pelo organismo na tentativa de bloquear a ação das células cancerígenas.

Plano de EnsinoEsta unidade conta com as seguintes aulas:

Aula: 2� – Matriz ExtracelularAula: 30 – Biologia do Câncer Aula: 31 – Neoplasias Benignas e MalignasAula: 32 – Sistemas de Controle


Aula: 2�

Temática: A Matriz Extracelular

Hoje nosso assunto é sobre a matriz extracelular. A matriz pode ser definida como sendo o meio externo a células ou como o meio ambiente onde as células habitam.

Cada tecido apresenta um grau variado em termos de quantidade e com-ponentes em sua matriz. Essa diferença e, entre outras características, é que nos possibilita diferenciar os vários tecidos presentes no organismo. A matriz extracelular apresenta dois componentes principais: os fibrilares e os não-fibrilares. A seguir vamos detalhar os dois tipos.

a) Componentes Fibrilares

Fazendo parte desta categoria vamos encontras as proteínas que fazem parte da família colágeno e o sistema elástico.

Proteínas da Família Colágeno

A família colágeno é representada por um grupo de proteínas que possuem função estrutural, ou seja, dão resistência e estabilidade aos tecidos. O colágeno é a proteína mais abundante do corpo.

O colágeno é sintetizado por uma célula denominada fibroblasto. Como toda proteína, sua síntese requer o uso de aminoácidos como matéria-prima, em particular três aminoácidos são utilizados para a fabricação dos diferentes tipos de colágenos: lisina, prolina e glicina. Um co-fator é indis-pensável na produção, à vitamina C, sem ela o fibroblasto não consegue absorver os aminoácidos e conseqüentemente não haverá a produção de colágeno.

Uma vez absorvidos, os aminoá-cidos são modificados pelo REG e CG e uma proteína-base é sinteti-zada, o tropocolágeno. Devido ao fato do colágeno ser uma proteína muito grande, não pode ser monta-do dentro da célula, então, o fibro-blasto sintetiza o tropocolágeno e o joga para o meio extracelular.

Vit.C lis.+prol.+glic.

Tropocolágeno


Quando o tropocolágeno cai no meio extra, os diferentes tipos de colágeno começam a ser montados, de acordo com a necessidade de cada tecido. Existem mais de 10 tipos diferentes de colágenos. A classificação é base-ada conforme sua descoberta e localização no organismo. A seguir vamos descrever as quatro moléculas básicas que compõem a família colágeno.

Colágeno tipo IV – formando por moléculas de tropocolágeno. É o coláge-no menos resistente. Pode ser encontrado nas membranas basais tendo como função servir de filtro para moléculas diversas.

Colágeno tipo III – formado pelo conjunto de tropocolágenos, recebendo a denominação de fibrilas de colágeno. Apresentam pouca resistência, mas são mais resistentes do que o colágeno IV. Podem ser encontrados em órgãos moles, tais como: fígado, baço tecido adiposo. São encontra-dos formando redes e têm papel de suporte estrutural para as células. O colágeno do tipo III era classificado anteriormente como sendo uma fibra à parte, as fibras reticulares (devido sua organização em rede – retículo). Atualmente não usamos essa classificação, pois sabemos que se trata de um tipo de colágeno. Mesmo assim, em algumas referências, ainda se pode encontrar a denominação fibra reticular.

Colágeno tipo II – formado pelo conjunto de fibrilas, recebem o nome de fibras de colágeno. São mais resistentes, porém apresentam certo grau de elasticidade. São encontrados, principalmente, na matriz das cartila-gens. Apresentam função estrutural.

Colágeno tipo I – formado pelo conjunto de fibras, recebe o nome de feixe de fibras de colágeno. É o colágeno mais resistente e o menos elástico. Possui papel de resistência a tração. Pode ser encontrado na pele e em locais onde o movimento tem que ser limitado, como por exemplo, nos discos intervertebrais da coluna. Na pele, quando o colágeno do tipo I é esticado além de seu limite, acaba se rompendo formando as famosas “estrias”.

Os outros colágenos seguem o mesmo tipo de classificação, ou seja, tro-pocolágeno ou fibrilas de colágeno ou fibras de colágeno ou feixes de fi-bras de colágeno. Por exemplo: o colágeno tipo V, que pode ser encontrado na pele, no osso, forma feixes de fibras; outro exemplo é o colágeno tipo VII que forma fibrilas de colágeno entre a epiderme e a derme.

Sistema Elástico

O sistema elástico, como o próprio nome já indica, tem a função de dar elasticidade ao tecido. Apresenta como proteína-base a elastina e, de-pendendo da quantidade de elastina presente, podemos ter três tipos de


proteínas: as fibras elaunínicas, oxitalânicas e elásticas maduras.

São formadas igualmente pelos fibroblastos e são ricas em lisina e prolina e não chegam a formar feixes de fibras. Quanto maior a quantidade de elastina presente maior será sua elasticidade, sendo as fibras elaunínicas as menos elásticas e as elásticas maduras as mais elásticas.

As fibras do sistema elástico podem ser encontradas em vários locais, como na pele, nos tendões, nos vasos sanguíneos, na cartilagem, etc.

b) Componentes Não-Fibrilares

Também conhecida como substância fundamental amorfa, denominação esta que não agrada muito os histologistas, inclusive o professor que vos escreve, os componentes não-fibrilares são compostos por uma superfa-mília de proteínas que não possuem uma forma definida (por isso a deno-minação amorfa; a = não, morphos = forma). Seus principais componen-tes são as glicosaminoglicanas e as proteoglicanas.

Glicosaminoglicanas

São moléculas de polissacarídeos formados por dissacarídeos que se re-petem e, por sua vez, são constituídos por um açúcar (normalmente sul-fatado) e um ácido urônio (glicurônico ou idurônico). São classificadas em quatro classes: ácido hialurônico, condroitim e dermatam-sulfato, hepa-ram-sulfato e queratam-sulfato. Suas funções são de formarem interações com os tecidos epitelial e conjuntivo para dar estrutura às células. Abaixo esta representada uma tabela com as principais localizações das glicosa-minoglicanas.

Glicosaminoglicana LocalizaçãoÁcido Hialurônico Cartilagem, derme, líquido sinovial.Queratam-sulfato Cartilagem, córnea, disco intervertebral.Heparam-sulfato Vasos sanguíneos, membrana basal, pulmões.Condroitim-4-sulfato Cartilagem, osso, córnea, vasos sanguíneos.Condroitim-6-sulfato Cartilagem, vasos sanguíneos.Dermatam-sulfato Válvulas cardíacas, vasos sanguíneos, pele.

Proteoglicanas

Quando as glicosaminoglicanas se associam a um núcleo protéico, for-mam uma classe de macromoléculas denominadas de proteoglicanas. Abaixo está representada a estrutura das proteoglicanas.


As proteoglicanas possuem funções como:

• Quando associadas à membrana basal formam filtros moleculares;

• Quando associadas ao colágeno dão resistência mecânica aos tecidos;

• Servem de sítio de ligação para moléculas sinalizadoras;

• Funcionam como uma rede diminuindo a movimentação de microorga-nismos e células metastáticas.

• Podem estar associadas à membrana plasmática desempenhando fun-ção de proteínas de membrana;

Existem vários tipos de proteoglicanas sendo sua classificação de acordo com o tecido em que se encontram. Outra característica é que, dependen-do do tecido onde residem, as proteoglicanas assumem funções específi-cas, além daquelas já mencionadas acima.

Podemos concluir afirmando que, sem dúvida, a interação célula-célula e célula-matriz e de indispensável valia para o equilíbrio fisiológico do organismo. A formação de com-

plexos protéicos possibilita uma especialização evolutiva que colocou os vertebrados superiores em seu lugar no topo da cadeia alimentar.

Gostou da aula? Então, não deixe de interagir em nosso espaço virtual de aprendizagem!

Núcleo protéico

glicosaminoglicanas


Aula: 30

Temática: Biologia do Câncer (Neoplasia)

Olá turma! Hoje veremos um assunto de extrema importân-cia biológica que apresenta alguns mitos que precisam ser esclarecidos. Vamos abordar como ocorre e as característi-

cas principais, de uma das doenças mais antigas e mortais .... o câncer (neoplasia).

“Se quisermos encontrar alguém que nos diga em realidade o que são as neoplasias, não creio que encontraríamos um só homem sobre a Terra capaz de fazê-lo”.

Rudolph Virchow, 1��3

Um dos primeiros mitos que devem ser derrubados sobre o “câncer” é que não existe “câncer”. Confuso? Na realidade não! O termo câncer foi usado pelos primeiros pesquisadores sobre a forma da lesão que eles encontra-ram. Câncer vem do grego carkynos que significa caranguejo. O termo médico/científico correto é neoplasia (neo = novo; plasis = crescimen-to). Portanto, neoplasia é um novo crescimento, e o “câncer” é mesmo um novo crescimento de células.

Uma célula neoplásica é aquela que teve seu material genético (DNA) alte-rado e, a partir dessa alteração ela começa a se dividir de forma “anormal”, se comparada com as células normais do organismo. O termo anormal é de certa forma mal empregado, pois aqui existe outro mito, de que as cé-lulas neoplásicas se dividem sem controle. Na realidade, “elas” têm total controle de tudo!! (vocês entenderam o motivo)

Uma pergunta: Quais as células do organismo que são mais propensas a se tornarem células neoplásicas? A resposta é simples: todas aquelas que conseguem se dividir! Vocês já ouviram dizer que alguém morreu de “cân-cer” no coração? Eu, particularmente, nunca vi. Pode acontecer? Pode! Na biologia não existem regras claras, mas é bem difícil porque as células musculares cardíacas não apresentam a característica de se dividirem. Então, podemos concluir que quanto mais divisão uma célula sofrer, maior a chance dela se tornar uma célula neoplásica! Sim, teoricamente! Como eu disse, não há regras fixas. Existem vários fatores associados. Mas não se aflijam, veremos em detalhes. Toda a célula neoplásica apresenta três características em comum:


• Progressividade – crescimento tecidual excessivo, não-coordenado e contínuo;

• Independência – ausência de resposta aos mecanismos de controle;

• Irreversibilidade – mesmo na ausência dos estímulos de progressão, as células neoplásicas continuam a se dividir.

Nomenclatura das Neoplasias

A nomenclatura se baseia em duas características: origem e comporta-mento das neoplasias.

Origem – as neoplasias podem se originar do tecido epitelial, do mesên-quima ou ter origem embrionária (dos folhetos ectoderma, mesoderma e endoderma).

Comportamento – em relação a este tópico as neoplasias podem ser be-nignas ou malignas.

Para neoplasias benignas nós utilizamos o sufixo –oma, tanto para neopla-sias de origem epitelial e mesenquimal. Exemplos: adenoma de hipófise (adeno = glândula + oma). Temos, então, uma neoplasia benigna da glân-dula hipófise. Leiomioma (leio = liso + mio = músculo + oma). Neste exemplo, temos uma neoplasia benigna de músculo liso.

Quando vamos dar a nomenclatura para as neoplasias malignas o sufixo muda conforme a origem: usamos carcinoma para neoplasias epiteliais e sarcoma para neoplasias mesênquimais. Exemplos: adenocarcinoma de tireóide (adeno = glândula + carcinoma); neoplasia maligna da glândula tireóide. Osteosarcoma (osteo = osso + sarcoma), neoplasia maligna de osso.

Em relação às neoplasias de origem embrionária, nós usamos a deno-minação de teratoma e, em sua maioria são todas neoplasias malignas. Outro ponto interessante é que nós temos algumas exceções. Existem neoplasias que terminam em oma, mas não são benignas e sim malig-nas: Seminoma, pela terminação classificaríamos como benigno, mas é uma neoplasia maligna do testículo. Outra exceção é que existem certas “condições clinicas” que terminam em oma, mas não são neoplasias: he-matoma: quando um vaso sanguíneo rompe sob a pele e a área fica “roxa” temos um hematoma, que nada mais é do que o extravasamento de san-gue para a matriz extracelular.


Causas das Neoplasias

As causas para o aparecimento das neoplasias podem ser divididas em três categorias: causas ambientais, causas genéticas e a associação das duas. As causas ambientais podem ser subdivididas em: fatores fí-sicos (radiação, luz ultravioleta, raio-X), fatores químicos (drogas, álcool, formol, etc.) e fatores biológicos (vírus, bactérias). Todos esses fatores são conhecidos, genericamente, como carcinógenos.

Os fatores genéticos são erros no DNA que são transmitidos para os fi-lhos. Sabemos hoje que vários tipos de neoplasias são hereditárias, como por exemplo, as neoplasias de mama e estômago. Mas isso não significa que uma pessoa em cuja família há historio de neoplasia de mama, por exemplo, irá desenvolver obrigatoriamente o mesmo tipo. A probabilidade aumenta, mas não é 100% certo!

Na aula de hoje vimos algumas características básicas das neoplasias, aprendemos que o termo “câncer”,amplamente utilizado, não é o mais correto e que os fatores relacionados

ao seu aparecimento não são tão fáceis de serem evitados!

Se você estiver com alguma dúvida, não deixe de nos perguntar.


Aula: 31

Temática: Diferenças entre as Neoplasias Benigna e Maligna

Olá turma! Hoje, em continuação a aula sobre neoplasia, discutiremos algumas características que nos permitem di-ferenciar as neoplasias benigna da maligna.

Características Gerais

• Todos apresentam parênquima e estroma;

• As células se assemelham aquelas do órgão onde a neoplasia surgiu;

• As células continuam a desempenhar algumas das funções normais;

• Não contribuem para a homeostasia do organismo;

• Geralmente crescem mais rápido do que as células vizinhas;

• Algumas neoplasias benignas e todas as malignas nunca param de crescer;

• Apresentam algum grau de desarranjo na arquitetura histológica;

Neoplasias Benignas

• As células e a arquitetura histológicas são semelhantes ao tecido nor-mal (células bem-diferenciadas);

• As células estão cercadas por uma cápsula de tecido conjuntivo;

• Causam lesões por compressão;

• Crescem lentamente e apresentam poucas figuras de mitose.

Neoplasias Malignas

• As células e a arquitetura histológica são bizarras;

• Não apresentam cápsula;

• Causam lesões por invadirem e destruírem tecidos vizinhos;


• Crescem rapidamente, apresentando várias figuras de mitose;

• Têm o “poder” de se espalharem para sítios distantes (metástase).

• Provocam sangramentos freqüentes;

Metástase

Metástase pode ser definida como a migração de células neoplásicas ma-lignas para locais distantes do foco primário (de onde a neoplasia come-çou). Para conseguirem migrar, as células neoplásicas “pegam carona” na corrente sanguínea, através das veias ou pelo sistema linfático (a via preferida!). A seguir, vamos descrever as etapas da metástase:

O primeiro passo do processo de metástase é quando a célula neoplásica quebra as junções entres as células vizinhas, ficando “livre”.

O próximo passo é a interação da célula neoplásica com uma proteína da matriz extracelular denominada laminina. Neste estágio a célula neoplási-ca fabrica também uma enzima chamada colagenase tipo IV, para poder abrir caminho na matriz e se mover pelo tecido conjuntivo.

A essa altura já devem existir dezenas de células neoplásicas e, para nutrir esse “bando”, as células neoplásicas produzem proteínas denominada IL-8 (Interleucina tipo 8) e VEGF (Fator de Crescimento Vascular derivado do Endotélio) para produzirem seu próprio vaso sanguíneo. Assim, roubam os nutrientes destinados as células normais do tecido e se mantêm cres-cendo.


Após atravessar a matriz extracelular em direção ao um vaso (veia ou linfático) a célula neoplásica produz E-caderina, uma proteína de matriz responsável pela fixação nas células endoteliais. Uma vez fixada no vaso a célula ganha seu interior, podendo migrar para qualquer local do organis-mo. Para sair do vaso e colonizar seu novo tecido, a célula faz o mecanis-mo inverso.

Outra maneira de classificarmos as neoplasias pode ser feita de acordo com duas características: o grau e o estadiamento. Ambos são determina-dos para oferecer um prognóstico e um plano de tratamento.

Grau – determinado pelo patologista, reflete o grau de diferenciação da neoplasia. Varia do grau I ao V, sendo o primeiro, células bem diferenciadas e o grau V o pior de todos, significando invasão dos tecidos adjacentes.

Estádio – determinado pelo clínico para determinar a extensão da neopla-sia, ou seja, o quão longe a neoplasia se espalhou.

• Estádio I – menor que 1 cm de diâmetro e sem metástase;

• Estádio II – maior que 1 cm e/ou sintomático e/ou há metástases em linfonodos adjacentes;

• Estádio III – neoplasia infiltrativa e/ou sem ressecção e/ou há metásta-ses distantes.

Um sistema alternativo é o TNM. Sendo T para Tumor, N para nódulos linfáticos (linfonodos) e M para metástase, assim temos:

T1 – tumor primário menor que 1 cm;

T2 – tumor primário maior que 1 cm;

T3 – tumor primário invadiu algum tecido que não pode ser retirado.

N0 – sem tumor em nódulos linfáticos adjacentes;

N1 – presença de tumor em nódulos linfáticos adjacentes;

N2 – presença de tumor em vários nódulos linfáticos adjacentes e/ou em nódulos distantes.

M1 – sem metástases distantes;

M2 – com metástases distantes.


Podemos concluir que a classificação das neoplasias não é uma tarefa fácil. O observador tem que possuir olhos trei-nados, pois as neoplasias benignas, principalmente no seu

começo, se assemelham ao tecido normal. Outro dado curioso é que, para uma pessoa começar a sentir os primeiros sintomas referente à neoplasia já se multiplicaram cerca de 1 milhão de células neoplásicas! E de 1 milhão para 1 bilhão de células é um processo relativamente rápido!

Vamos interagir! Até a próxima aula!


Aula: 32

Temática: Sistemas de Controle

Olá alunos! Para podermos terminar nosso assunto sobre neoplasias, hoje vamos estudar os sistemas de controle que as células possuem.

Todas as nossas células possuem mecanismos para evitar a transforma-ção neoplásica. Esses mecanismos são conhecidos como sistemas de controle e podem ser divididos em: sistemas mecânicos, químicos e genéticos. Um dos conceitos que, a maioria das pessoas desconhece, é que quando temos uma multiplicação das células neoplásicas, muitas de-las são destruídas por esses sistemas de controle e, fica evidente que por alguma razão, para as outras células neoplásicas restantes, estes mesmos sistemas não funcionam, senão não teríamos neoplasias, certo?

Um sistema mecânico bastante eficiente é chamado de inibição por con-tato. Quando as células em um tecido que esta se reparando, por exemplo, sabem à hora de parar de se dividir para não irem além do normal? A res-posta está no contato! Quando células que estão se dividindo se encostam param imediatamente sua divisão. Este mecanismo ocorre graças a uma glicoproteína presente na superfície de membrana denominada glicocálice (lembram da aula de membrana). Só que as células neoplásicas conse-guem alterar a estrutura do glicocálice para que não funcione, assim, impedindo a inibição por contato.

Outro fator, agora químico, se encontra presente durante a interfase, na fase G1 do ciclo. Um dos sistemas de freio interno se faz quando o mi-croambiente se torna desfavorável ou quando existe uma lesão prévia no DNA (como é o caso das neoplasias). Quando a lesão pé percebida, a cé-lula entre em um estado de latência permanente (fase G0). Mas, de novo, as células neoplásicas conseguem driblar os mecanismos que segurança, mesmo estando em G0, e produzem proteínas necessárias a divisão ce-lular.

Sem dúvida nenhuma, os fatores mais importantes no controle do ciclo são os genéticos. Podem ser classificados em: proto-oncogenes, onco-genes e os genes supressores tumorais ou anti-oncogenes.

Proto-oncogenes – são genes normais responsáveis pela função, progres-são e diferenciação celular. São considerados genes-chaves. Um exemplo


é o gene c-src, cuja expressão produz uma proteína denominada vinculina, importante durante a citocinese.

Oncogenes – são os proto-oncogenes que tiveram sua estrutura alterada, tornando-se “genes-maus”, responsáveis por super-expressarem proteí-nas levando ao aparecimento das neoplasias.

Anti-oncogenes – são genes responsáveis por frear o ciclo celular. Um dos mais conhecidos genes supressores é o Rb. Retinoblastoma é um tipo de neoplasia maligna infantil da retina. Sua inativação ou ausência leva ao aparecimento da doença. Porém, o mais famoso de todos é o P53. Sua ativação leva a célula a sofrer um processo denominado de apoptose, ou seja, morte celular programada.

O p53 é o principal freio para a progressão das células neoplásicas, porém quando a célula tem seu DNA danificado, o p53 deixa de funcionar, impe-dindo a morte programada e culminando com a multiplicação das células.

Concluindo, quando a técnica de engenharia genética per-mitir alterar os genes in loci, poderemos reparar o p53 fazen-do com que todas as células neoplásicas sofram apoptose.

Aqui eu deixo uma questão relevante: será que esta alternativa é interes-sante para todos?


Indicação de Leitura

ROW, I. & MORO, A. M. – Medicina Molecular. São Paulo. Roca, 1999.

STARCHER, B., AYCOCK, R. L.; HILL, C. H. – Multiple roles for elastic fibers in the skin. J. Histochem. & Cytochem., �3(4):431-43, 2005. Disponível em: http://www.jhc.org

WHEATLEY, D. N. – Cell biology as the basis of a better understanding of cancer. Cancer Cell Inter., �:33-35, 2005. Disponível em: http://www.cancerci.com/content/5/1/33

http://www.jhc.org

http://www.cancerci.com/content/5/1/33

http://www.cancerci.com/content/5/1/33


Resumo - Unidade V

Todas as nossas células estão cercadas por um grupo de proteínas denominadas de matriz extracelular. A matriz é in-dispensável para o equilíbrio fisiológico das células. A matriz

também bloqueia o avanço de agentes estranhos, tendo uma função de proteção. A neoplasia sem dúvida é uma das doenças mais terríveis que acomete a humanidade, entender seu processo biológico é fundamental para encontrarmos mecanismos mais específicos de tratamento.


GELLER, M – Diagnóstico e Tratamento das Doenças Imunológicas. Rio de Janeiro. Elsevier. 2005.


ROW, I. & MORO, A. M. – Medicina Molecular. São Paulo. Roca, 1999.

THOMPSON & THOMPSON – Genética Médica. Rio de Janeiro. Guanaba-ra & Koogan. 6ª ed., 2002.

Glossário

• Amorfa – sem forma definida.

• Arquitetura histológica – como as células em um tecido estão organi-zadas.

• Carcinógenos – qualquer agente que causa ou aumenta a incidência do aparecimento de uma neoplasia.

• Estroma – tecido conjuntivo.

• Fibroblasto – célula responsável pela produção da matriz extracelular do tecido conjuntivo.


• Linfonodo – também chamados de nódulos linfáticos, são tecidos onde ocorrem à produção de células de defesa do organismo.

• Loci – termo de origem grega que significa locais (locus é o singular).

• Metástase – capacidade que as células neoplásicas possuem em colo-nizar órgãos distantes do foco original.

• Parênquima – tecido de preenchimento. Nas células animais é sinôni-mo de epitélio.

• Sistema linfático – sistema de vasos auxiliares que drenam as impure-zas eliminadas das células.


Exercício de auto-avaliação V

1) A matriz não-fibrilar é composta por:

Glicosaminoglicanas e colágenoGlicosaminoglicanas e proteoglicanasProteoglicanas e elastinaProteoglicanas e colágeno

2) Qual das alternativas abaixo representa a ordem correta para a formação dos feixes de fibras de colágeno?

Tropocolágeno – Miofibrilas – Fibras - FeixesFibrilas – Fibras - FeixesTropocolágeno – Fibras – Fibrilas – Feixes Tropocolágeno – Fibrilas – Fibras - Feixes

3) Os colágenos do tipo IV e tipo II são encontrados, respectivamente:

Membrana basal e pelePele e cartilagemMembrana basal e cartilagemCartilagem e osso

�) São funções das proteoglicanas, exceto:

Formar filtros molecularesRetardam a movimentação de organelasDesempenham função de proteínas de membranaResistência mecânica aos tecidos

5) Em relação as neoplasias malignas é correto afirmar que:

Apresentam cápsula de tecido conjuntivoApresentam poucas figuras de mitoseSua nomenclatura termina com o sufixo omaPossuem a capacidade de colonizar sítios distantes

a)b)c)d)

a)b)c)d)

a)b)c)d)

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