Aula 1 Introducão 2011

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Biologia CelularBiologia Celular

IntroduIntroduçãoção

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Biologia CelularBiologia CelularPrograma TemáticoPrograma Temático

A célula: Conceito, evolução e organização estrutural.A célula: Conceito, evolução e organização estrutural. Célula procariótica e célula eucariótica.Célula procariótica e célula eucariótica. A célula: organização molecular.A célula: organização molecular. Superfície celular: organização molecular e função.Superfície celular: organização molecular e função. O núcleo da célula.O núcleo da célula. Citoesqueleto e sistemas contrácteis celulares. Movimentos Citoesqueleto e sistemas contrácteis celulares. Movimentos

celulares.celulares. Oranelos envolvidos na síntese de macromoléculas: Retículo Oranelos envolvidos na síntese de macromoléculas: Retículo

Endoplasmático e Aparato de Golgi.Endoplasmático e Aparato de Golgi. Organelos transdutores de energia: Mitocôndrias e Cloroplastos.Organelos transdutores de energia: Mitocôndrias e Cloroplastos. O ciclo celular: Mitose e MeioseO ciclo celular: Mitose e Meiose Interacção célula-matriz extracelular.Interacção célula-matriz extracelular. Diferenciação celular.Diferenciação celular. Mecanismo de regulação das actividades celulares.Mecanismo de regulação das actividades celulares.

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BibliografiaBibliografia

Biologia Celular e Molecular – Junqueira & CarneiroBiologia Celular e Molecular – Junqueira & Carneiro Bilogia Celular – Carlos AzevedoBilogia Celular – Carlos Azevedo Fundamentos de Biologia Celular – Bruce Alberts, Denis Fundamentos de Biologia Celular – Bruce Alberts, Denis

Bray, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Bray, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter WaltersKeith Roberts, Peter Walters

The Molecular Biology of the Cell – James WatsonThe Molecular Biology of the Cell – James Watson Principles of Cell and Molecular Biology – Lewis Principles of Cell and Molecular Biology – Lewis

Kleinsmith, Valerie M. KishKleinsmith, Valerie M. Kish Biologia Molecular e Celular – William D. Stansfield, Biologia Molecular e Celular – William D. Stansfield,

Jaime S. Colomé, Raúl J. CanoJaime S. Colomé, Raúl J. Cano

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AulasAulas

TeóricasTeóricas– Expositivas. Serão providenciadas Expositivas. Serão providenciadas

cópias/”printouts” dos “slides” apresentados cópias/”printouts” dos “slides” apresentados durante as aulasdurante as aulas

Laboratoriais/PráticasLaboratoriais/Práticas– Em grupos de 2-3-ou mesmo 4 estudantes Em grupos de 2-3-ou mesmo 4 estudantes

dependendo do tamanho das sub-turmas e dependendo do tamanho das sub-turmas e número de bancadas disponíveis no laboratórionúmero de bancadas disponíveis no laboratório

RelatóriosRelatórios– Em grupoEm grupo

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AvaliaAvaliaççãoão

A nota de frequência (NF) será obtida pela A nota de frequência (NF) será obtida pela adicção das duas notas dos testes pesando adicção das duas notas dos testes pesando cada 40% e pela média dos relatórios das cada 40% e pela média dos relatórios das aulas práticas com o peso de 20%.aulas práticas com o peso de 20%.

São admitidos ao exame os estudantes que São admitidos ao exame os estudantes que tiverem a NF igual ou superior a 10 valores tiverem a NF igual ou superior a 10 valores (9.5) e são dispensados do exame aqueles (9.5) e são dispensados do exame aqueles que tiverem a NF igual ou superior a 14 que tiverem a NF igual ou superior a 14 valores (13.5)valores (13.5)

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HistHistória da Biologia Celularória da Biologia Celular

A Biologia celular estuda a vida, estrutura e A Biologia celular estuda a vida, estrutura e funfunção da célula.ção da célula.

O primeiro registo data de 1665 quando O primeiro registo data de 1665 quando Robert Hook fez uma Robert Hook fez uma descoberta revolucionária..

A Biologia Celular é uma ciência A Biologia Celular é uma ciência relativamente nova tendo emergido como tal relativamente nova tendo emergido como tal nos meados do século XIX.nos meados do século XIX.

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SSéculo XIX, marco oficial do surgimento da éculo XIX, marco oficial do surgimento da Biologia CelularBiologia Celular

Mathias Schleiden (1838-botMathias Schleiden (1838-botânico) ânico) investigação em tecidos vegetaisinvestigação em tecidos vegetais

Theodor Schwann (1839-zoólogo) Theodor Schwann (1839-zoólogo) investigação em tecidos animais investigação em tecidos animais

publicam trabalhos mostrando que as publicam trabalhos mostrando que as células são as unidades fundamentais de células são as unidades fundamentais de todos os seres vivos.todos os seres vivos.

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Outros nomes que contribuiram para o Outros nomes que contribuiram para o estabelecimento da Biologia Celularestabelecimento da Biologia Celular

Kepler (1611) sugeriu Kepler (1611) sugeriu como fabricar-se um como fabricar-se um microscmicroscópio ópio composto.composto.

Leeuwenhoek (1674) Leeuwenhoek (1674) reportou a descoberta reportou a descoberta dos protozoários e dos protozoários e mais tarde descobriu mais tarde descobriu as bactérias.as bactérias.

Kolliker (1857) Kolliker (1857) descobriu descobriu mitocmitocôndriasôndrias em em ccélulas musculares.élulas musculares.

Zeiss (1886) melhorou Zeiss (1886) melhorou as lentes dos as lentes dos microscmicroscópios e fê-las ópios e fê-las virtualmente atingirem virtualmente atingirem os limites teóricos da os limites teóricos da luz visível.luz visível.

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TTécnicas utilizadas no estudo da organização écnicas utilizadas no estudo da organização celularcelular

Microscopia (Microscopia (óptica e electrônica)óptica e electrônica) CitoquCitoquímica (coloraímica (coloração diferenciada)ção diferenciada) Cromatografia (camada fina e coluna)Cromatografia (camada fina e coluna) Centrifugação (diferencial e de gradiente)Centrifugação (diferencial e de gradiente)

1010

MicroscMicroscópio ópticoópio óptico

1111

MicroscMicroscópio ópticoópio óptico MicroscMicroscópio composto ópio composto

(várias lentes)(várias lentes) AmpliaAmpliação vs resoluçãoção vs resolução

– Ocular (10X) e objectiva Ocular (10X) e objectiva (100X)(100X)

– ResoluçãoResolução (numericamente (numericamente equivalente a D) equivalente a D) depende de 3 depende de 3 parparâmetrosâmetros Abertura angular (Abertura angular ()) Indice de refracIndice de refracção (N)ção (N) Comprimento de onda (Comprimento de onda ())

1212

MicroscMicroscópio óptico ópio óptico

Abertura angular (Abertura angular ())– Metade do ângulo do cone de luz que entra para a Metade do ângulo do cone de luz que entra para a

objectiva a partir da amostra ou objectoobjectiva a partir da amostra ou objecto Depende da largura da objectiva e distDepende da largura da objectiva e distância do objectoância do objecto

Indice de refracIndice de refracção (N)ção (N)– Índice de refracção do ar ou meio entre a lente da Índice de refracção do ar ou meio entre a lente da

objectiva e a amostra ou objectoobjectiva e a amostra ou objecto Óleo de cedro 1.5Óleo de cedro 1.5

Comprimento de onda (Comprimento de onda ())– Comprimento de onda da luz incidenteComprimento de onda da luz incidente

Banda azul Banda azul = 450nm = 450nm

1313

0.61

D = N x sen

1414

Microscopia electrônicaMicroscopia electrônica

MET (Microscópio Electrônico de MET (Microscópio Electrônico de Transmissão)Transmissão)

MEV (Microscópio Electrônico de MEV (Microscópio Electrônico de Varredura)Varredura)

1515

Microscopia electrônicaMicroscopia electrônica

MET – feixe de electrões MET – feixe de electrões emitido por um canhão emitido por um canhão acelerador de partículas acelerador de partículas atravessa a amostraatravessa a amostra

ResoluResolução ~2.5nmção ~2.5nm AmpliaAmpliação 10.000 – ção 10.000 –

100.000x100.000x

1616

Microscopia electrônicaMicroscopia electrônica

MEV – feixe de electrões MEV – feixe de electrões emitido por um canhão emitido por um canhão acelerador de partículas acelerador de partículas varre a amostravarre a amostra

ProduProdução de electrões ção de electrões primários e secundáriosprimários e secundários

ResoluResolução ~20nmção ~20nm AmpliaAmpliação 1.000 – ção 1.000 –

10.000x10.000x

1717

1818

ComparaComparação MET vs MEVção MET vs MEV

1919

Imagem de MET vs MEVImagem de MET vs MEV

2020

TTécnicas auxiliares de microscopiaécnicas auxiliares de microscopia

corante básico (cromóforo catiônico) cora corante básico (cromóforo catiônico) cora componentes ácidos (aniônicos)componentes ácidos (aniônicos) alvo: ADN, ARNalvo: ADN, ARN Exemplo: azul de toluidina, azul de metileno, Exemplo: azul de toluidina, azul de metileno,

hematoxilinahematoxilina

corante ácido (cromóforo aniônico) cora corante ácido (cromóforo aniônico) cora componentes básicos (catiônicos)componentes básicos (catiônicos) alvo: algumas proteínasalvo: algumas proteínas

Exemplo: orange-G, fuschina, eosinaExemplo: orange-G, fuschina, eosina

2121

TTécnicas auxiliares de microscopiaécnicas auxiliares de microscopia

ColoraColoraçãoção– Hematoxina – liga aminoácidos básicosHematoxina – liga aminoácidos básicos– Eosina – liga moléculas acídicas como ácidos nucléicosEosina – liga moléculas acídicas como ácidos nucléicos– Benzidina – proteínas e ácidos nucléicos contendo núcleo Benzidina – proteínas e ácidos nucléicos contendo núcleo

hemeheme FixaFixaçãoção

– Álcool ou formaldeído – denatura proteínas e ácidos Álcool ou formaldeído – denatura proteínas e ácidos nucléicos e liga amino-grupos em moléculas adjacentesnucléicos e liga amino-grupos em moléculas adjacentes

– Sais de urânio ou chumboSais de urânio ou chumbo MicrotomiaMicrotomia

– Seccionamento de amostras embebidas em cera ou resina Seccionamento de amostras embebidas em cera ou resina plástica ou epóxi ou então congeladasplástica ou epóxi ou então congeladas

2222

2323

Fases de preparaFases de preparação da amostra ção da amostra para o MEVpara o MEV

CromatografiaCromatografia

Forma de separaForma de separaçãoção de compostos biológicos de compostos biológicos

Coeficiente de distribuiCoeficiente de distribuiçãoção

– PartiPartiçãoção ou distribui ou distribuiçãoção– Permeacão ou peneiraPermeacão ou peneiraçãoção– AbsorAbsorçãoção– Troca iônica, etc.Troca iônica, etc.

2424

2525

CentrifugaçãoCentrifugação

Está baseada no Está baseada no comportamento de comportamento de partículas quando partículas quando submetidas à um campo submetidas à um campo

gravitacional artificialgravitacional artificial – constituiçãoconstituição (rotor e (rotor e

camara)camara)

2626

OrganizaOrganização geral das células ção geral das células procariótasprocariótas

2727

Células procariótasCélulas procariótas

Estruturas simples e primitivasEstruturas simples e primitivas Desprovidas de membranas internasDesprovidas de membranas internas Membrana citoplasmática multifuncionalMembrana citoplasmática multifuncional Taxa de crescimento elevadaTaxa de crescimento elevada Estruturas básicasEstruturas básicas

– Parede celularParede celular– Membrana plasmáticaMembrana plasmática

2828

OrganizaOrganização geral das células ção geral das células eucariótaseucariótas

2929

Células animal e vegetalCélulas animal e vegetal

3030

NNúcleoúcleo

3131

Membrana plasmMembrana plasmáticaática

3232

CitoesqueletoCitoesqueleto

3333

MitocMitocôndriasôndrias

3434

CloroplastoCloroplasto

3535

RetRetículo endoplasmáticoículo endoplasmático

3636

Aparelho de GolgiAparelho de Golgi

3737

Lisossomas e peroxisomasLisossomas e peroxisomas