01 milagre da vida.pdf ciência e suas descobertas

Ciência molecular

1. INTRODUÇÃO A BIOLOGIA
CELULAR E DODESENVOLVIMENTO
Profa. Maria Clara da Silva Goersch

2. O FENÔMENO DA VIDA

3. Formadosporcélula
Célulaéaunidadefuncionaleestruturalquecompõeum
organismovivo
Citologia–dogregokytos=célula+logos=estudo
Ciênciaqueestudaacélulaeseucomportamento
AtualmentedesignadaBiologiaCelular
Biologia–dogregobios=vidaelogos=estudo
Ciênciaqueestudaosseresvivos
Como são
formados os seres
vivos??????

4. Célula
Limitadaporuma membrana preenchida
internamente poruma solução aquosa
concentradadecompostos,organelasematerial
genético
Organismosunicelulares
Formadosporumaúnicacélula
Organismospluricelulares
Constituídosdeváriascélulas
Tudo que é vivo tem a
mesma quantidade
de células??????

5. POR ALGUM MOTIVO A ORGANIZAÇÃO CELULAR SEJA DESTRUÍDA, A FUNÇÃO
DA CÉLULA FICARÁ ALTERADA E COMPROMETIDA.
Evoluçãoproduziuumaimensadiversidade
deformasdeorganismos
Cercadequatromilhõesdeespécies
Animais,vegetais,protozoáriosebactérias
Com comportamentos, morfologiase
funçõesdiferentesentresi
Nasquestõesmolecularesecelularesdos
seresvivos,apresentamumplanoúnicode
organização
Evolução
celular

6. Espéciesordenadasemgruposdeorganismosmaisamplos
Asformasdevidaquandoanalisadasemnívelcelular,pode–se
classificá-lasemdoisgrupos
Procariotos
Eucariotos
Evolução
celular

7. A CÉLULA É A UNIDADE ESTRUTURAL E FUNCIONAL BÁSICA DOS ORGANISMO S VIVOS,
DA MESMA FORMA QUE O ÁTOMO É A UNIDADE FUNDAMENTAL DAS ESTRUTURA S
QUÍMICAS.
O que é
preciso???
Entender precisamente
a organização e a
constituição das células

8. Nascem Crescem Morrem Reproduzem
Ciclo biológico

9. PARA REALIZAR SEU CICLO VITAL, É NECESSÁRIO ENERGIA.
COMO OBTER ENERGIA????
Autótrofos fotossintetizante
Plantas que possuem clorofila em suas folhas, elas captam luz solar e a utilizam na síntese de
moléculas orgânicas.
Algumas bactérias autotróficas utilizam a energia de uma fonte não orgânica, em geral a luz
do sol.
Autótrofos quimiossintetizantes
Não precisam de fonte luminosa, utilizam energia química -matérias inorgânicas, gás
carbônico e água para produzirem matéria orgânica
Heterótrofos
Conseguem energia por ingestão de outros seres (plantas e animais, e são considerados
consumidores)

10. Autótrofos Heterótrofos

11. HISTÓRIA DA BIOLOGIA CELULAR
Desenvolvimentotecnológico-tornoupossíveloestudodacélula
SéculoXIV-lentesdevidro-usadasparacorreçãodedefeitosdevisãoecomodispositivos
deaumento,possibilitandoaanálisedeestruturasantesnãovistasaolhonu
SéculoXVII-primeirosestudossobreamorfologiadacélulacomeçaram coma
popularizaçãodosmicroscópiosópticosrudimentares
SéculosXIXeXX-complementados comváriastécnicashistológicas,permitindoa
observaçãomaisdetalhadadasdiversasestruturascelulares

12. TEORIA CELULAR
CONCEITO SURGIU NO SÉCULO XIX, IDEALIZADO PELO BOTÂNICO ALEMÃO M ATHIAS JAKOB SCHLEIDEN, NO ANO DE
1838, E PELO ZOÓLOGO, TAMBÉM ALEMÃO, THEODOR SCHWANN, EM 1839.
Princípios gerais
Todososseresvivossãoformadosporumaoumaiscélulas.
Todacélulaseoriginadeoutrapré-existenteatravésdadivisãocelular.
Acélulaéaunidadeestruturalefuncionaldetodososorganismosvivos.
Aatividadedeumorganismodependedaatividadetotaldecélulasindependentes.
Todasascélulaspossuem,basicamente,amesmaconstituiçãoquímica.
Asreaçõesmetabólicasebioquímicasocorremnointeriordascélulas.
Acélulacontéminformaçãogenéticaehereditáriaqueépassadaparaoutrascélulas
duranteoprocessodedivisãocelular.

13. NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO CELULAR
Todasascélulasapresentamumaestruturabásicacomum
Mas...existemvariantesdecadatipo,emnúmerosuficientepara
originaraenormevariedadedeformasvivas
Indivíduopluricelular-ascélulasnãosãotodasiguais
Existemgruposcelularesdistintos-desempenham diferentesfunções-diferenciação
celular
Deformageralascélulasapresentamconstituiçãosemelhante
Membrana plasmática
Citoplasma
Material genético

14. MEMBRANA PLASMÁTICA
Estrutura fina semipermeável
Apresentapermeabilidadeseletiva(controlaoqueentraeo
quesaidacélula)
Constituídadeumaduplacamada lipoproteica(gordura+
proteína)

15. CITOPLASMA
Meio interno da célula
Ocorre a maioria das reações químicas e sínteses
Composto por:
Água, proteínas, sais minerais, íons diversos, aminoácidos livres e
açúcares (gel)
Endoplasma –parte mais interna da célula –mais fluida
Ectoplasma –periferia da célula –mais viscoso
Citoesqueleto ou Sistema contrátil da célula
Formado por proteínas
Função de dar estrutura a forma celular

16. MATERIAL GENÉTICO
Local onde se
encontra toda a
informação
genética da
célula.

17. MICROSCOPIA
Robert Hooke-1665 (cientista inglês)
Descobriu as células
Construiu seu próprio microscópio
Analisou finos cortes de cortiça
Células (do latim cella= pequeno compartimento)
Como as células
foram descobertas?

19. Comerciante holandês Anton van Leeuwenhoek-1668
Construiu vários microscópios
Possibilitou o avanço do estudo do mundo microscópico
O gênero Giárdia -primeiro protozoário intestinal humano a ser
identificado
Robert Brown -década de 1830
Núcleo celular
MatthiasSchleidene Theodor Schwan
Concluíram que todos os seres vivos eram formados por células
Formularam a teoria celular

20. 1931 –Ernst Ruska -microscópio eletrônico
Permitem aumentos de cerca de 500 mil vezes
Microscópio óptico utiliza luz
Utiliza feixes de elétrons

21. ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS

22. EVOLUÇÃO QUÍMICA
➢Elementosquímicosbásicosparaavida
➢Carbono,oxigênioehidrogênio-estãopresentesem90%damassacorporal
➢Primeirascélulas-surgiramnoplanetaháaproximadamente4bilhõesdeanos
➢AtmosferaprimitivadaTerra=metano(CH4),amônia(NH3),gáshidrogênio(H2),
sulfetodehidrogênio(H2S),gáscarbônico(CO2)evapord’água(H2O)
➢Nãoexistiaoxigêniolivre(O2)
➢SuperfíciedaTerra-cobertaporgrandequantidadedeágua-processode
resfriamento-chuvasconstantesformandoosmaresprimitivos
➢Caldoprimitivo-grandequantidadedemoléculasinorgânicaseosgasesdessa
atmosferaprimitivaestariamemsolução
➢Descargaselétricas,altastemperaturaseasradiaçõesultravioletaseramintensas
➢Asmoléculassimplessecombinaram quimicamenteeoriginarammoléculas
complexas-asprimeirasmoléculascontendocarbono(orgânicas)
➢Nesses“caldosnutritivos”,substânciasrelativamentecomplexas,comoproteínase
ácidosnucleicos,teriamaparecidoespontaneamenteaoacaso
Quando e como
surgiram os
primeiros seres
vivos na terra?????
Quais processos
deram origem as
primeiras
células?????

23. CH4NH3
H2O H2
Componentes
da atmosfera
primitiva





Componentes sofrem influencia de
descargas elétricas e RU formando
moléculas orgânicas simples na atmosfera.
Chuva arrasta
as moléculas
até a superfície
da terra.
Mares
quentes
Formação de
moléculas
orgânicas
complexas.
Alteração no pH do
meio proporciona
aglomerados proteicos
(coacervados)
Variadas reações químicas
ocorrem = originam sistemas
químicos capazes de
reprodução = 1º seres vivos
Calor
Evolução pré-biótica: hipótese de Oparin e Haldan

24. AANÁLISEDAÁGUA OBTIDANO
RESERVATÓRIOMOSTROUAPRESENÇADE
DIVERSASMOLÉCULAS DECOMPOSTOS
DECARBONO,INCLUSIVEAMINOÁCIDOS.
1953 –Stanley Miller -químico norte americano
Demonstrou a síntese de moléculas orgânicas
sem a participação dos seres vivos

25. EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
Procarionte-Supõe-sequeestruturalmentesimples
Nãoconseguiaproduziroseupróprioalimento(heterotrófica)eeratambémanaeróbia,
poisnãoexistiaoxigênionaatmosferadaquelaépoca.
Surgimentodecélulasqueproduziamseupróprioalimento(autotróficas)possibilitoua
manutençãodavidanaTerra.
Fotossíntese-foramocorrendomudançasnaatmosferacomoaumentodaconcentração
deoxigênio(O2)liberadopelafotossíntese.
Oiníciodafotossínteseeasalteraçõesdaatmosferacontribuíramparaaevoluçãodas
célulasedasformasdevidaexistenteshojenaTerra.

26. TEORIA DA INVAGINAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Surgimentodecélulaseucariontesápartir
decélulasprocarióticas
Atravésdedobramentosdamembrana
plasmática
Dobramentos originaram diversos
compartimentosintracelulares,comoo
retículoendoplasmático, endossomos,
lisossomos,aparelhodeGolgiea
carioteca(estruturamembranosa que
delimitaonúcleoeondeestáomaterial
genéticodacélula)

27. TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA
Como surgiramasorganelasqueestão
envolvidasnosprocessosenergéticosdas
células?
Mitocôndrias
Envolvidasnosprocessosenergéticosdascélulas-
responsáveispelarespiraçãocelular
Ocorrendoessencialmenteemtodososseres
eucariontes
Cloroplastosresponsáveispelafotossíntese-
presenteapenasemeucariontesfotossintéticos,
comoasplantas
Originaram-bactériasqueforamfagocitadaspor
célulaseucarióticasequeescaparam do
processodedigestãocelular
Osancestraisdemitocôndriasecloroplastoseram
endossimbiontes,ouseja,estabeleceramuma
relaçãodesimbiose,poisambasascélulas
constituíramumarelaçãobenéfica,quecomo
passardosanosacabousetornandoirreversível.

28. RELAÇÃO OXIGÊNIO –PRODUÇÃO DE ENERGIA
Afermentaçãofoioprimeiroprocessousadopelosorganismosprimitivosparaobter
energia.
Essasituaçãodemonstraadependênciadegásoxigênio,ecomoascélulassecomportam
numasituaçãoemquecorremriscodealterações,causandoomalfuncionamento,que
podegerarpatologias.

29. CARACTERÍSTICAS DAS
CÉLULASPROCARIONTES
EEUCARIONTES

30. Ponto de vista estrutural –duas classificações –procariontes e eucariontes
Todas as células possuem elementos essenciais:
Citoplasma
Membrana plasmática ou membrana celular -separam os conteúdos celulares do ambiente
externo e também o material genético, que constitui a informação hereditária e que regulam
todas as atividades celulares e características que são passadas para os descendentes.
Material genético
Encontra –se no núcleo
1802 –Franz Bauer –quem observou inicialmente
1831 -Robert Brown identificou essa estrutura como de extrema importância para célula
Chamou de núcleo(do grego nux–semente) por imaginar que fosse a semente da célula, comparando
com os frutos das plantas

31. CONSTITUIÇÃO ESTRUTURAL DAS CÉLULAS PROCARIONTES
Procariontes –podem ser chamadas de protocélulas
Protos –primitivo; carion–núcleo
Bactérias
Cianofíceas -também são chamadas de algas azuis, Reino Monera
Não possuem um sistema de membranas
DNA em forma de anel (circular) e não estão associados a proteínas (histonas)
Encontra -se solto no citoplasma
São extremamente pequenas e com poucas organelas
Forma simples -esfera, bastonete, ou em hélice -pode formar colônias
A bactéria
Escherichia Coli é
uma das mais
estudadas por sua
reprodução rápida
e estrutura simples.

32. Parede extra celular
Sintetizada no citoplasma e posicionada na superfície externa da membrana plasmática
Rígida possui 20 nmde espessura
Constituída por peptidoglicanos
Função -proteger a célula das ações mecânicas
Apresenta ribossomos no citoplasma, que podem se ligar a moléculas de RNAm,
constituindo polirribossomos

33. Divisãodascélulasprocariontes
Divisãobinária-reproduçãoassexuada,
emqueumacélulainicialrealizaa
duplicaçãodomaterialgenético-a
célulacomeça acrescereos
mesossomos seafastam,levando
consigoumcromossomo.
Emseguida,acélulasedivide,
originandoduascélulas-filhascomas
mesmascaracterísticasdacélula-mãe.

34. Plasmídeos-moléculas menores de DNA extracromossômicas -podem ser passadas de
uma bactéria para outra, carregando informações genéticas
Flagelos–estrutura de locomoção e fímbrias ou pili, que ajudam na junção com as
células hospedeiras.
A maioria dos procariontes é heterotrófica -depende de uma fonte externa de
alimentos e realiza essa alimentação por absorção com vários mecanismos de
fermentação e de respiração
Mas... Podem surgir células procariontes autótrofas, que possuem em seu citoplasma
algumas membranas, paralelas entre si, associadas à clorofila ou a outros pigmentos
responsáveis pela captação de energia luminosa.
Cápsula –proteção -é uma camada rígida formada por uma série de polímeros
orgânicos que se deposita no exterior da sua parede celular

35. BACTÉRIAS DO BEM
Lactobacilos (probióticos)
Exercem efeitos benéficos
Estão presentes na microbiota intestinal
Ajudam na absorção de nutrientes e na produção de vitaminas
Indústria alimentícia –pão, cerveja, vinho...
Indústria farmacêutica –antibióticos
Tratamento de esgoto
Estética
Botox -toxina botulínica
Foi a primeira toxina a ser liberada para uso em questões estéticas
Produzida a partir da purificação de um complexo proteico da bactéria
Clostridium Botulinun,
Ação –envolvida com contração muscular -bloqueia o neurotransmissor
responsável por levar as mensagens do cérebro aos músculos
No corpo humano
podemostermaisde10
trilhõesdebactériaseque
algumassãodobem?Mas
comoissoépossível?

36. CONSTITUIÇÃO ESTRUTURAL DAS CÉLULAS EUCARIONTES
Eucariontes (eu –verdadeiro; carionnúcleo) -também chamadas de eucélulas.
Reinos: Protista, Fungi, Plantaee Animália
Muitas organelas -atuam em diferentes processos -comparadas a pequenos órgãos,
intracelulares –altamente especializada
Grande variabilidade na forma das células a depender da sua função específica
Vantagens
Maior crescimento celular
Especialização nos processos
Divisão de tarefas entre os componentes celulares
Eficiência metabólica
Diversidade de rotas metabólica
Maior proteção do material hereditário
Facilidade no contato e na aglomeração intermolecular

37. ORGANELAS
Membrana plasmática
Núcleo
Citoplasma
Material genético
Mitocôndrias
Peroxissomos
Lisossomos
Aparelho de Golgi
Retículo endoplasmático liso e rugoso
Centríolos
Cílios
Citoesqueleto
Flagelos
Cloroplastos
Parede celular, entre outras
Ascélulaseucariontessãousualmentemaioreseestruturalmentecomplexas.Asorganelaspresentes
nocitoplasmapossuempapéisespecíficosdefinidosporreaçõesquímicas.Apresençaouausênciade
determinadasorganelasdefiniráseacélulaévegetalouanimal.

39. DIFERENÇAS ENTRE CÉLULA VEGETAL E ANIMAL
Característica Vegetal Animal
Formade alimentação Autótrofas Heterótrofo
Núcleo Sim Sim
Mitocôndria Sim Sim
Cloroplastos (pigmento clorofila -fotossíntese) Sim Não
Parede celular Sim Não
Vacúolos Grandes Pequenos
Reserva Amido Glicogênio

40. Eucarionte Procarionte