CITOLOGIA

A Biologia 

Do grego:
bios = vida + logos = estudo (é a ciência que estuda a vida). 

Atualmente, o termo designa um conjunto de ciências que trata dos seres vivos, catalogando-os, descrevendo-os e estudando suas funções. Em relação aos seres vivos, existe uma extensa bibliografia, contudo, até hoje, não se conseguiu uma ideia do que seja vida e como ela pode ser definida. 


Os biólogos são unânimes em afirmar que é muito mais interessante caracterizar os seres vivos
do que tentar definir o que é a vida. No curso que agora iniciamos, dividiremos a Biologia em cinco ciências:

1 – Citologia – estudo da célula;
2 – Botânica – estudo das plantas;
3 – Zoologia – estudo dos animais;
4 – Genética – estudo dos genes;
5 – Ecologia – estudo do meio ambiente.

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Ar, rochas e água: ABIÓTICOS/ NÃO VIVOS/ COMPONENTES FÍSICOS.

TODOS OS SERES  VIVOS: ANIMAIS, VEGETAIS, BACTÉRIAS, PROTOZOÁRIOS, FUNGOS E ALGAS.

BIÓTICOS/ VIVOS/ COMPONENTES BIOLÓGICOS.

  

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As características dos seres vivos

Caracterizar os seres vivos é descrever suas propriedades e qualidades essenciais. Assim, podemos afirmar que a maioria dos seres vivos é caracterizada por:

·    REAÇÕES A ESTÍMULOS;

·    CÉLULAS:

1. UNICELULARES: BACT, PROTOZ, ALGAS E FUNGOS;

2.  PLURICELULARES (MULTI): ALGAS, FUNGOS, VEGETAIS E ANIMAIS.

3.  ACELULARES.

· METABOLISMO: ANABOLISMO (FORMAÇÃO) E  CATABOLISMO (QUEBRA).

·    HOMEOSTASE;

·    CICLO DE VIDA;

·    TIPOS DE CRESCIMENTO;

·    REPRODUÇÃO;

·    HEREDITARIEDADE;

·    MUTAÇÃO.

Conceito de Célula

Normalmente, quando falamos em níveis de organização dos seres vivos, tomamos a célula como o primeiro deles.

Mas não podemos esquecer que as células são formadas por moléculas, e estas, por átomos dos diversos elementos químicos existentes na natureza. Átomos e moléculas representam o nível químico de organização do corpo humano.

As células são consideradas as unidades estruturais e funcionais básicas de um ser vivo, por portarem a informação hereditária necessária à perpetuação de uma espécie. Elas representam o segundo nível de constituição dos seres vivos, o nível celular. As células apresentam formas diferentes, determinadas pela função que exercem em nosso corpo. O terceiro nível de organização é o tecidual. Os tecidos são formados por grupos de células semelhantes, que realizam, juntas, certas funções. Quando diferentes tipos de tecidos estão unidos, eles formam o quarto nível de organização: o nível orgânico. Os órgãos compõem-se de dois ou mais tecidos; têm funções específicas e apresentam, em geral, forma bem definida. O quinto nível é o nível sistêmico. Um sistema consiste em órgãos relacionados que desempenham, em conjunto, uma mesma função. Os sistemas unidos constituem o Organismo.

Célula, a unidade básica da vida 

A citologia é o ramo da ciência que estuda as células, suas estruturas, funções e formas de reprodução. 

A célula foi observada pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke, quando este examinava pedaços de cortiça com lentes de aumento. 

Mas a teoria celular só foi descrita em 1839. A teoria celular foi proposta por Matthias Jakob Schleiden, botânico alemão, e por Theodor Schwann, zoólogo também alemão. Ela determina que a célula é a menor unidade representativa de um ser vivo, ou seja, todos os seres vivos são compostos por células. Alguns seres apresentam alguns trilhões de células, caso do ser humano. Outros, como os protozoários e as bactérias, são unicelulares.

Uma célula é formada por algumas partes básicas

Normalmente dizemos que todas as células possuem membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Entretanto, existem células que não possuem essa última estrutura, aspecto que é, inclusive, uma forma de diferenciar dois tipos de células: as procariontes e as eucariontes.

Diferentes formatos e funções das células

A organização da célula 

Reconhecemos na célula três componentes fundamentais: membrana, citoplasma e núcleo.

A membrana plasmática

Película delgada de contorno irregular que envolve a célula e através da qual são absorvidos água, alimento e oxigênio (para respiração) e eliminadas várias substâncias. 

• Eliminação de uma substância: secreção;
• Produto que a célula fabricou (hormônio, por exemplo): excreção;

As especializações da membrana são regiões diferenciadas, constituindo adaptações que executam várias funções, como: absorção, transporte, aderência e reconhecimento. As principais são: microvilosidades, invaginações de base, desmossomos, junções e glicocálix.

A membrana plasmática “seleciona” as substâncias que entram na célula e dela saem, de acordo com suas necessidades. Diz-se, por - tanto, que ela possui Permeabilidade Seletiva. 

Permeabilidade Seletiva

Processo fundamental para o funcionamento e, consequentemente, para a vida da célula,  determina quais são as substâncias que devem entrar e sair da célula, equilibrando o seu meio interno independentemente das condições do meio extracelular. A passagem seletiva de substâncias, através da membrana, é feita por 2 processos: 

Transporte Passivo

 SEM GASTO DE ENERGIA- ATP

*PELOS FOSFOLIPÍDIOS

Difusão facilitada

Açúcares e aminoácidos, substâncias hidrófilas, atravessam a bicamada lipídica que é hidrófoba, por meio de um pro cesso denominado difusão facilitada, realizado por proteínas carreadoras ou permeases.

Osmose

É a difusão de água através da membrana celular. Pode-se definir osmose como a passagem de água de uma solução hipotônica para outra hipertônica através de uma membrana semipermeável. Em relação a uma solução, uma membrana é considerada permeável se permite a passagem do solvente e do soluto (sais minerais e açucares).

 Transporte Ativo

 GASTO DE ENERGIA - ATP

A bomba de sódio e potássio

É comum observarem-se diferenças de concentrações iônicas entre os meios intra e extracelular. 

O citoplasma

O citoplasma é o constituinte celular mais volumoso; formado pelo citosol e os organoides celulares. O citosol, também chamado de hialoplasma, é um líquido transparente homogêneo e sem estrutura, no qual es tão mergulhados os organoides celulares.

Os Organoides Celulares

Imersos no hialoplasma (Citoplasma), encontramos os organoides celulares, entre os quais citaremos: 

• Retículo endo plasmático;
• Ribossomos;
• Mitocôndrias;
• Lisossomos;
• Complexo de Golgi;
• Centríolos;
• Retículo endoplasmático Liso e Granular.

Retículo Endoplasmático:

O hialoplasma é percorrido por uma rede de vesículas e canais que se intercomunicam, constituindo o retículo endoplasmático. Trata-se de uma estrutura que auxilia a distribuição e o armazenamento de substâncias celulares.

Ribossomos: Os ribossomos são pequenos grânulos cuja maior parte se encontra aderida às membranas que delimitam o retículo endoplasmático. Nos ribossomos, ocorre uma das mais importantes funções celulares: a síntese de proteínas.

Mitocôndrias:As mitocôndrias são corpúsculos esféricos ou alongados relacionados com a respiração celular, processo que fornece a energia necessária às atividades celulares. Em linguagem mais simples, a mitocôndria é o “motor” da célula.

Lisossomos: Os lisossomos são pequenas “bolsas” contendo enzimas, utilizadas para digerir substâncias no interior da célula. 

Sistema golgiense ou complexo de Golgi: É constituído por uma pilha de vesículas circulares e achatadas, para armazenamento das secreções antes de sua eliminação. É extremamente desenvolvido nas células glandulares.

Centríolos: O centríolo, situado próximo ao núcleo, é constituído por dois cilindros perpendiculares entre si. Trata-se de um organoide relacionado com a divisão celular.

O núcleo

Núcleo Interfásico

Interfase o intervalo que separa duas divisões celulares sucessivas. Durante esse período, o

núcleo é chamado de interfásico e caracterizado por uma série de atividades metabólicas que nele acontecem, como a duplicação do DNA e a síntese de RNA. 

Estruturalmente, o núcleo interfásico se apre senta constituído por: envoltório nuclear (carioteca), nucleoplasma, nucléolo e cromatina.

A função do núcleo
Através dos genes contidos no DNA, o núcleo controla todas as atividades celulares. A sua importância na vida da célula pode ser evidenciada com uma experiência clássica, conhecida por merotomia. Uma ameba é cortada em dois fragmentos: um nucleado e outro anucleado. O primeiro sobre vive e o segundo degenera, devido à falta do núcleo.

Os Cromossomos

Cada cromossomo é constituído por uma única molécula de DNA associada a proteínas, formando uma complexa estrutura chamada cromatina. Examinada ao microscópio eletrônico, a cromatina se apresenta sob a forma de um filamento helicoidal, com 30 nm de espessura. Quando distendido, este filamento passa a ter 11 nm de espessura, com uma estrutura semelhante a um colar de contas. Assim, as contas são representa das pelos nucleossomos, e o fio, pela molécula de DNA, com 2 nm de espessura. Cada nucleossomo é formado por um octâmero, constituído por quatro pares de moléculas proteicas, chamadas de histonas.

O Número de Cromossomos

O número de cromossomos é constante nas células
de indivíduos de uma mesma espécie - apresenta dois exemplares idênticos, são os cromossomos homólogos. Cada núcleo possui um número cromossômico chamado diploide, representado por 2n pelo fato de ser constituído por dois conjuntos cromossômicos. 
Nos gametas, há apenas um conjunto cromossômico chamado haploide e designado por n.

O cariótipo

Geralmente, o número, o tamanho e a forma dos

cromossomos de uma determinada espécie não variam.

A esse conjunto de características ou constantes cromossômicas dá-se o nome de cariótipo. O exame do cariótipo, também chama do de cariotipagem, é feito durante a metáfase (fase da divisão celular).

As etapas do ciclo celular

A maioria das células realiza um ciclo celular que, basicamente, consiste num programa para o crescimento e a divisão ou proliferação celular. O ciclo compreende duas etapas: interfase e mitose, ou divisão celular.

Na interfase, distinguimos três fases designadas por: G1, S e G2. 

G1: crescimento e diferenciação (condensação e a produção de proteínas);

S: síntese de DNA, permitindo a duplicação cromossômica;

G2: a célula novamente cresce e sintetiza proteínas necessárias para a divisão celular, como, os microtúbulos que formarão o fuso mitótico.

A Mitose

É o processo responsável pela multiplicação dos organismos unicelulares e pelo crescimento e regeneração dos pluricelulares, graças ao aumento do número de células. 

A mitose é dividida em duas etapas:

1. Cariocinese ou divisão do núcleo;
2. Citocinese ou divisão do citoplasma.

A cariocinese é um processo contínuo, mas, para efeito didático, é dividi do em quatro fases:

1. Prófase;
2. Metáfase;
3. Anáfase;
4. Telófase.

Meiose

A meiose é um processo em que uma célula diploide (2n), após duplicar os cromossomos, sofre duas divisões sucessivas, produzindo quatro células-filhas haploides (n), como se observa na Figura.

Recombinação Gênica

Durante a meiose, ocorre o Crossing-over ou Permutação, uma troca de partes entre cromossomos homólogos, contribuindo para que haja novas combinações gênicas e aumentando a variabilidade das espécies.

Música: Mitose e Meiose 

Ei, pra dividir

MITOSE vem aí, MITOSE vem aí, opá! (2X) Refrão

A INTÉRFASE vai preparar, e em G1 produz RNA
no S DNA vai duplicar, G2 mais proteínas, pra tudo começar...
E agora não erro mais não (não erro mais não)
Quero entender como é a divisão
Se for MITOSE 4 fases tem
E pra formar tecido a mesma sempre vem (a mesma sempre vem)

PRÓFASE os cromossomos
já duplicados começam a espiralar
nucléolo e carioteca vão desaparecer
mas em compensação vai fuso aparecer

Na METÁFASE é bem legal (é bem legal)
tudo na placa equatorial
e a máxima espiralização
centrômeros no entanto já se duplicarão (já se duplicarão)

Na ANÁFASE já separadas
e as cromátides pros pólos são puxadas
e pra ocorrer por tanto a migração
são as fibras do fuso que se encurtarão

Na TÉLOFASE pra encerrar (pra encerrar)
os cromossomos já vão descondensar
nucléolo e carioteca vão REAPARECER
são duas celulinhas que agora vamos ter (que agora vamos ter)

Mas na MEIOSE é outro papo
de uma célula agora formam 4
são 8 fases pra reprodução
esporos ou gametas já aparecerão (já aparecerão).

ESPERMATOGÊNESE

OVOGÊNESE

ESPOROGÊNESE

E  M  B  R  I  O  L  O  G  I  A

A Embriologia estuda todas as fases do desenvolvimento embrionário desde a fecundação, formação do zigoto até que todos os órgãos do novo ser estejam completamente formados. Também são consideradas as etapas anteriores à gestação do embrião, uma vez que influenciam no processo.

Atualmente a embriologia é uma parte da Biologia do Desenvolvimento, e está relacionada com diversas áreas de conhecimento como a citologia, a histologia, a genética, a zoologia, entre outras. Algumas das especialidades da Embriologia são:

• Embriologia Humana: área que se dedica ao conhecimento sobre o desenvolvimento de embriões humanos, estudando as malformações e doenças congênitas. A embriologia clínica ou médica aos estudos sobre embriões em processos de reprodução assistida;
• Embriologia Comparada: é a área que se dedica a estudar o desenvolvimento embrionário de diversas espécies animais, comparativamente. É importante para os estudos evolutivos;
• Embriologia Vegetal: estuda os estágios de formação e desenvolvimento das plantas.

A gástrula diblástica, ou seja, com dois folhetos embrionários, o ectoderme e o endoderme deve evoluir para uma gástrula triblástica, a qual apresenta ainda o mesoderme. O mesoderme no anfioxo como nos demais cordados desenvolve-se a partir das paredes do arquêntero, formando duas bolsas laterais que se expandem entre o ectoderme e o endoderme. O mesoderme vai agora delimitar uma nova cavidade no interior do embrião chamada de celoma.

Ao mesmo tempo, algumas células do teto do arquêntero iniciam um processo de intensa multiplicação e vão formar um eixo dorsal de sustentação do embrião, a notocorda, que na maioria dos vertebrados será substituída pela coluna vertebral. E importante destacar que a notocorda não originará a coluna vertebral, e somente será por ela substituída. Simultaneamente à formação do mesoderme, ocorre um achatamento celular, na região do ectoderme localizada acima da notocorda, que formará a placa neural. Esta se dobrará, dando origem ao sulco neural, o qual posteriormente fecha-se e desprende-se do ectoderme, constituindo o tubo neural, responsável pela formação do sistema nervoso.

O resultado de todas essas transformações é o surgimento de uma nova figura, denominada nêurula. Nos vertebrados (peixes, répteis, aves e mamíferos), a gastrulação difere um pouco em relação à do anfioxo, mas o resultado final também é a formação da nêurula.

Após a formação da nêurula inicia-se a histogênese onde os três folhetos embrionários, através da ativação e maturação de determinados genes das células, darão origem aos diversos tecidos e órgãos dos organismos.