A cromatina é uma massa de matéria genética que consiste em DNA e proteínas que se condensam para formar cromossomos durante a divisão eucariótica. A cromatina é encontrada em nossas células.
A principal função da cromatina é comprimir o DNA em uma unidade compacta que é menos volumosa e pode entrar no núcleo. A cromatina é composta de complexos de pequenas proteínas conhecidas como histonas e DNA.
As histonas ajudam a organizar o DNA em estruturas chamadas nucleossomos, fornecendo a base para envolver o DNA. Um nucleossomo consiste em uma sequência de fitas de DNA que envolvem um conjunto de oito histonas chamadas octômeros. O nucleossomo se dobra ainda mais para formar uma fibra de cromatina. As fibras da cromatina enrolam-se e condensam-se para formar cromossomos. A cromatina permite uma série de processos celulares, incluindo replicação do DNA, transcrição, reparo do DNA, recombinação genética e divisão celular.
Eucromatina e heterocromatina
A cromatina dentro de uma célula pode ser compactada em vários graus, dependendo do estágio de desenvolvimento da célula. A cromatina no núcleo está contida na forma de eucromatina ou heterocromatina. Durante a interfase, a célula não se divide, mas passa por um período de crescimento. A maior parte da cromatina está em uma forma menos compacta, conhecida como eucromatina.
O DNA é exposto à eucromatina, permitindo que ocorra a replicação e transcrição do DNA. Durante a transcrição, a dupla hélice do DNA se desenrola e se abre para que as proteínas que codificam proteínas possam ser copiadas. A replicação e transcrição do DNA são necessárias para que uma célula sintetize DNA, proteínas e na preparação para a divisão celular (ou).
Uma pequena porcentagem de cromatina existe como heterocromatina durante a interfase. Essa cromatina é compactada, impedindo a transcrição genética. A heterocromatina é corada com corantes mais escuros que a eucromatina.
Cromatina na mitose:
Prófase
Durante a prófase da mitose, as fibras da cromatina se transformam em cromossomos. Cada cromossomo replicado consiste em duas cromátides unidas.
Metáfase
Durante a metáfase, a cromatina torna-se extremamente comprimida. Os cromossomos estão alinhados na placa metafásica.
Anáfase
Durante a anáfase, os cromossomos emparelhados () são separados e puxados pelos microtúbulos fusiformes para pólos opostos da célula.
Telófase
Na telófase, cada nova célula se move para seu próprio núcleo. As fibras da cromatina desenrolam-se e tornam-se menos compactadas. Após a citocinese, dois geneticamente idênticos são formados. Cada célula tem o mesmo número de cromossomos. Os cromossomos continuam a se desenrolar e a alongar a cromatina em formação.
Cromatina, cromossomo e cromátide
As pessoas muitas vezes têm dificuldade em distinguir entre os termos cromatina, cromossomo e cromátide. Embora todas as três estruturas sejam feitas de DNA e encontradas dentro do núcleo, cada uma é definida separadamente.
A cromatina consiste em DNA e histonas, que são empacotadas em fibras finas. Essas fibras de cromatina não se condensam, mas podem existir em uma forma compacta (heterocromatina) ou em uma forma menos compacta (eucromatina). Processos incluindo replicação, transcrição e recombinação do DNA ocorrem na eucromatina. Quando as células se dividem, a cromatina se condensa para formar cromossomos.
São estruturas de cadeia simples de cromatina condensada. Durante os processos de divisão celular através de mitose e meiose, os cromossomos são replicados para garantir que cada nova célula-filha receba o número correto de cromossomos. O cromossomo duplicado tem fita dupla e tem o formato familiar de X. As duas fitas são idênticas e conectadas em uma região central chamada centrômero.
É uma das duas cadeias de cromossomos replicados. As cromátides conectadas por um centrômero são chamadas de cromátides irmãs. No final da divisão celular, as cromátides irmãs são separadas dos cromossomos filhos nas células-filhas recém-formadas.
Composição química da cromatina (cromossomos)
Um estudo da organização química dos cromossomos em células eucarióticas mostrou que eles consistem principalmente de DNA e proteínas que formam um complexo nucleoproteico.
O DNA é um portador material das propriedades de hereditariedade e variabilidade e contém informações genéticas registradas por meio de um código especial. A quantidade de DNA nos núcleos das células de um organismo de uma determinada espécie é constante e proporcional à sua ploidia. As células somáticas do corpo contêm duas vezes mais DNA que os gametas. Uma parte significativa da substância dos cromossomos é composta por proteínas, representando cerca de 65% da massa.
Todas as proteínas cromossômicas são divididas em 2 grupos: histonas e proteínas não-histonas. As histonas são proteínas básicas com carga positiva que desempenham um papel no empacotamento do DNA cromossômico e na regulação da transcrição. As histonas são apresentadas em 5 frações: H1, H2A, H2B, NZ, H4. Na cromatina, todas as frações de histonas são encontradas em quantidades aproximadamente iguais, exceto H1, que é aproximadamente a metade de qualquer uma das outras frações. O número de frações de proteínas não histonas excede 100, muitas delas são enzimas de síntese e processamento de RNA, reduplicação e reparo de DNA. Desempenham um papel estrutural e regulador. O RNA cromossômico é parcialmente representado por produtos de transcrição que ainda não deixaram o local de síntese. Algumas frações de RNA têm função reguladora. Além do ADN. proteínas e RNA, lipídios, polissacarídeos e íons metálicos são encontrados nos cromossomos: Ca, Mg, Fe. As proporções de massa são: DNA: histonas: proteínas não-histonas: RNA: lipídios (1: 1: (0,2-0,5): (0,1-0,15): (0,01-0,03)). Outros componentes são encontrados em pequenas quantidades.
Aula nº 2.13.9.11. “Estágios da formação da teoria celular. Célula como unidade estrutural dos seres vivos"
Estágios de desenvolvimento da teoria celular:
1) 1665 - R. Hooke deu o nome da cela - “cellula”
2) 1839 - Schleiden e Schwann propuseram uma nova gaiola. teoria
Célula – unidade estrutural de plantas e animais
O processo de formação celular determina seu crescimento e desenvolvimento
1858 – Virchow adicionado à jaula. teoria
"Cada célula de uma célula"
3) gaiola moderna. teoria
A célula é a unidade estrutural e funcional básica de todos os seres vivos.
As células de um organismo multicelular são semelhantes em estrutura, composição e importantes manifestações da atividade vital
Reprodução – divisão da célula-mãe original
As células de um organismo multicelular, de acordo com suas funções, formam tecidos → órgãos → sistemas de órgãos → organismo
Plano geral da estrutura de uma célula eucariótica.
Três componentes principais de uma célula:
1)membrana citoplasmática (plasmalema)
Uma bicamada lipídica e uma camada de proteínas ficam na superfície da camada lipídica ou estão imersas nela.
Funções:
Demarcação
Transporte
Protetor
Receptor (sinal)
2)citoplasma:
a) hialoplasma (uma solução coloidal de proteínas, fosfolipídios e outras substâncias. Pode ser um gel ou sol)
Funções do hialoplasma:
Transporte
Homeostatico
Metabolismo
Criando condições ideais para o funcionamento das organelas
b) Organelas - componentes permanentes do citoplasma que possuem um específico estrutura e execução definitivamente. funções.
Classificação das organelas:
○ por localização:
Nuclear (nucléolos e cromossomos)
Citoplasmático (ER, ribossomos)
○ por estrutura:
Membrana:
a) membrana única (lisossomos, RE, aparelho de Golgi, vacúolos, peroxissomos, esferossomos)
b) membrana dupla (plastídios, mitocôndrias)
Não membranar (ribossomos, microtúbulos, miofibrilas, microfilamentos)
○ por propósito:
Geral (encontrado em todas as células)
Especial (encontrado em certas células – plastídios, cílios, flagelos)
○ por tamanho:
Visível sob um microscópio óptico (ER, aparelho de Golgi)
Invisíveis ao microscópio óptico (ribossomos)
Inclusões- componentes não permanentes da célula que possuem um específico estrutura e execução definitivamente. funções.
3)essencial
Membrana única.
EPS (retículo endoplasmático, retículo).
Um sistema de cavidades e túbulos interconectados conectados à membrana nuclear externa.
Áspero (granulado). Existem ribossomos → síntese de proteínas
Suave (agranular). Síntese de gorduras e carboidratos.
Funções:
1) delimitando
2) transporte
3)remoção de substâncias tóxicas da célula
4) síntese de esteróides
Aparelho de Golgi (complexo lamelar).
Pilhas de túbulos e cisternas achatados, chamados dictossomos.
Dictossoma– uma pilha de 3-12 discos achatados chamados cisternas (até 20 dictos)
Funções:
1) concentração, liberação e compactação da secreção intercelular
2) acúmulo de glico e lipoproteínas
3) acúmulo e remoção de substâncias da célula
4) formação do sulco de clivagem durante a mitose
5) formação de lisossomos primários
Lizsoma.
Vesícula rodeada por uma única membrana e contendo enzimas hidrolíticas.
Funções:
1) digestão do material absorvido
2) destruição de bactérias e vírus
3) autólise (destruição de partes celulares e organelas mortas)
4)remoção de células inteiras e substância intercelular
Peroxissomo.
Vesículas rodeadas por uma única membrana contendo peroxidase.
Funções- oxidação de org. substâncias
Esferossomo.
Organelas ovais rodeadas por uma única membrana contendo gordura.
Funções– síntese e acúmulo de lipídios.
Vacúolos.
Cavidades no citoplasma das células delimitadas por uma única membrana.
Nas plantas (seiva celular - dissolução de substâncias orgânicas e inorgânicas) e unicelulares. animais (digestivo, contrátil - osmorregulação e excreção)
Membrana dupla.
Essencial.
1)membrana (cariolema):
Duas membranas permeadas por poros
Entre as membranas existe um espaço perenuclear
A membrana externa está conectada ao RE
Funções - proteção e transporte
2)poros nucleares
3)suco nuclear:
De acordo com o físico estado próximo ao hialoplasma
Quimicamente contém mais ácidos nucléicos
4)nucléolos:
Componentes não membranares do núcleo
Pode haver um ou mais
Formado em áreas específicas dos cromossomos (organizadores nucleolares)
Funções:
Síntese de RNAr
Síntese de tRNA
Formação de ribossomos
5)cromatina– fitas de DNA + proteína
6)cromossoma– cromatina altamente espiralizada, contendo genes
7)carioplasma viscoso
Ultraestrutura dos cromossomos.
Cromossomo → 2 cromátides (conectadas na região do centrômero) → 2 hemicromatídeos → cromonema → microfibrilas (30-45% DNA + proteína)
Satélite- uma região de um cromossomo separada por uma constrição secundária.
Telômero– região terminal do cromossomo
Tipos de cromossomos dependendo da posição do centrômero:
1) braço igual (metocêntrico)
2) ombros desiguais (submetacêntricos)
3) em forma de bastonete (acrocêntrico)
Carótipo– um conjunto de dados sobre o número, forma e tamanho dos cromossomos.
Idiograma– construção gráfica de um cariótipo
Propriedades dos cromossomos:
1)constância de número
Em uma espécie, o número de cromossomos é sempre constante.
2)emparelhamento– nas células somáticas, cada cromossomo tem seu próprio par (cromossomos homólogos)
3)individualidade– cada cromossomo tem suas próprias características (tamanho, forma...)
4)continuidade– cada cromossomo de um cromossomo
Funções dos cromossomos:
1) armazenamento de informações hereditárias
2)transmissão de informação hereditária
3)implementação de informação hereditária
Mitocôndria.
1)consiste em 2 membranas:
Externo (liso, dentro tem saliências - cristas)
Externo (áspero)
2) No interior, o espaço é preenchido com uma matriz na qual existem:
Ribossomos
Proteínas - enzimas
Funções:
1) Síntese de ATP
2) síntese de proteínas mitocondriais
3) síntese de núcleons. ácidos
4) síntese de carboidratos e lipídios
5) formação de ribossomos mitocondriais
Plastídios.
1) organelas de membrana dupla
2) dentro do estroma, em ct. tilacóides localizados → grana
3) no estroma:
Ribossomos
Carboidratos
Com base na cor eles são divididos em:
1) cloroplastos (verde, clorofila).Fotossíntese.
2) cromoplastos:
Amarelo (xantofila)
Vermelho (licopectina)
Laranja (caroteno)
Coloração de frutas, folhas e raízes.
3) leucoplastos (incolores, não contêm pigmentos). Estoque de proteínas, gorduras e carboidratos.
Não-membrana.
Ribossomo
1)consiste em rRNA, proteína e magnésio
2) duas subunidades: grande e pequena
Função - síntese proteíca
O núcleo é uma organela na qual se concentra quase toda a informação hereditária da célula.Procariontes sem núcleo e eucariotos com núcleo. tem diâmetro de 4 a 8 mícrons, formato redondo e está localizado na parte central do citoplasma, ocupando de 10 a 40% do seu volume.
consiste em: uma membrana nuclear, ou nucleolema; cromatina, que é um complexo de DNA com proteínas; uma matriz proteica; um ou mais nucléolos; suco nuclear (cariolinfa, nucleoplasma). o nucleolema isola seu conteúdo do citoplasma.
consiste em membranas externa e interna de 7 a 10 nm de espessura, entre as quais existe um espaço perinuclear de 15 a 30 nm de largura. As membranas externa e interna do nucleolema estão interconectadas em poros nucleares. Os poros nucleares, juntamente com as estruturas circundantes, formam complexos de poros.A matriz nuclear consiste na lâmina, no esqueleto protéico dos nucléolos e na rede fibrilar-granular. O principal componente da matriz nuclear são os grânulos com diâmetro de 25–30 nm, que estão interligados em estruturas fibrilares. Quase inteiramente construído a partir de proteínas, que são as lâminas A, B e C. As funções das lâminas são manter o tamanho e a forma do núcleo.
A cromatina está distribuída de forma desigual: áreas mais condensadas de heterocromatina
alternam com eucromatina menos condensada. É feita uma distinção entre heterocromatina constitutiva, que permanece sempre em estado condensado, e heterocromatina facultativa, que é eucromatina temporariamente condensada. As regiões heterocromáticas do núcleo da célula formam aglomerados - cromocentros. Proteínas da cromatina: proteínas básicas - histonas e proteínas ácidas ou não-histonas. As histonas são pequenas proteínas com alto teor de aminoácidos básicos - arginina, lisina e histidina. As proteínas da cromatina ácidas ou não-histonas formam uma estrutura muito mais diversificada e grupo numeroso do que as histonas. As proteínas não histonas mais estudadas são o grupo de proteínas HMG.
Níveis de organização estrutural da cromatina.
1) O primeiro nível de dobramento é fornecido pelos nucleossomos. partículas redondas com diâmetro de 15 nm, que são interligadas por seções de DNA com cerca de 20 nm de comprimento. Um nucleossomo separado consiste em um núcleo de proteína no qual uma molécula de DNA é enrolada. Os nucleossomos encurtam a molécula de DNA em cerca de 7 vezes.
2) O segundo nível é garantido pela interação do DNA ligante com a histona H1. Como resultado, os nucleossomos vizinhos se aproximam uns dos outros, formando grupos de 6 a 8 partículas - nucleômeros (superesferas).
3) O terceiro nível é representado pelas fibrilas da cromatina. Eles têm uma estrutura superhelicoidal e contêm nucleômeros o mais próximos possível uns dos outros.
4) O quarto nível é proporcionado pela interação de fibrilas com diâmetro de 30 nm com a matriz nuclear. Neste caso, são formados domínios de loop.Os domínios de loop garantem a compactação da molécula de DNA em 700 vezes.
5) O quinto nível de dobramento do DNA está associado à formação de grupos de domínios de 18 a 20 voltas ligados na forma de uma roseta a um centro comum de proteínas da matriz nuclear.
6) O sexto nível de dobramento do DNA é determinado pela formação do cromonema - uma estrutura fibrilar com diâmetro de 200–300 nm, consistindo de cromômeros densamente compactados. tornam possível encurtar o comprimento de uma molécula de DNA em 10.000 vezes.
7) consiste na formação de cromátides e cromonemas. O nível cromossômico de dobramento do DNA, em maior extensão do que outros níveis, reflete as características específicas da espécie na organização do genoma eucariótico.
O nucléolo é um corpo redondo com diâmetro de 1 a 5 mícrons. O principal componente químico do nucléolo são as proteínas, que constituem até 90% de sua massa.Além das proteínas, também contêm RNA e DNA.
O nucléolo é o local da síntese de rRNA e da formação de precursores de ribossomos. Contém: organizador nucleolar (centro fibrilar), componente fibrilar denso; componente granular; heterocromatina perinucleolar; matriz de malha proteica.
O organizador nucleolar é a cromatina, na qual os genes rRNA estão localizados. Um componente fibrilar denso envolve os centros fibrilares. O componente granular consiste em grânulos de 15 a 20 nm de tamanho, que preenchem o espaço ao redor das fibrilas, ocupando até 80% do volume do nucléolo.
A heterocromatina perinucleolar circunda o nucléolo na periferia.
A matriz da malha protéica é representada por uma rede fibrilar frouxa que preenche todo o volume do nucléolo.
Microfilamentos são estruturas filamentosas finas (5-7 nm) constituídas por proteínas contráteis: actina, miosina, tropomiosina. Eles estão localizados predominantemente na camada cortical do citoplasma. Os microfilamentos permeiam toda a célula e formam a base do citoesqueleto. Todas as organelas celulares estão ligadas a eles. A actina representa até 10...15% de todas as proteínas celulares. A G-actina globular existe na forma de moléculas individuais na forma de uma solução coloidal. Na presença de ATP e alguns fatores proteicos, uma estrutura filamentosa é formada a partir de sequências de glóbulos de actina (fibrilar ou F-actina). A miosina sempre existe na forma de filamentos grossos. Ambas as proteínas, com a participação de outras proteínas, formam um complexo actina-miosina, capaz de se contrair devido ao deslizamento dos microfilamentos de actina e miosina entre si (a energia é gasta devido à hidrólise do ATP em certas áreas das moléculas de miosina ). Coletivamente, os microfilamentos constituem o aparelho contrátil da célula, proporcionando diversos tipos de movimentos:
Movimento de organelas;
Fluxo hialoplásmico;
Alterações na superfície celular;
Formação de pseudópodes e movimentação celular.
O acúmulo de microfilamentos nas fibras musculares forma organelas especiais - miofibrilas.
Filamentos intermediários São filamentos finos (10 nm) não ramificados, localizados principalmente na camada cortical (submembrana) do hialoplasma. Cada filamento intermediário é formado por 32 moléculas de proteína fibrilar (nas células epiteliais de queratina, nos fibroblastos de vimentina, nas células musculares desmina). O papel funcional dos filamentos intermediários é fornecer resistência à tração à célula. Em algumas células (epidermócitos da pele), os filamentos intermediários se combinam em feixes e formam tonofibrilas, consideradas organelas especiais que desempenham um papel de suporte.
24. Microtúbulos são cilindros ocos; diâmetro externo - 24 nm, interno - 15 nm. A parede dos microtúbulos consiste em subunidades da proteína globular tubulina, cada subunidade, que se parece com glóbulos redondos, tem um diâmetro de 5 nm. A maioria dos microtúbulos está envolvida na formação do estrutura intracelular, que mantém a forma da célula e determina de certa forma a posição das organelas no citoplasma e também determina a direção dos movimentos intracelulares. As proteínas tubulina não têm a capacidade de se contrair e, portanto, os microtúbulos não se contraem. Porém, como parte dos cílios e flagelos, ocorre interação entre os microtúbulos e seu deslizamento entre si, o que garante a movimentação dos cílios e flagelos.
Os microtúbulos estão concentrados no centro da célula e na sua periferia. Eles fazem parte dos centríolos, organelas de movimento, fusos e formam o citoesqueleto nas partes salientes das células (por exemplo, nos axônios das células nervosas). Várias estruturas (mitocôndrias, etc.) podem se mover ao longo dos microtúbulos.
25. Cílios e flagelos.
Todos os eucariotos possuem cílios e flagelos de maneira semelhante. Os flagelos são visivelmente mais longos que os cílios, seu comprimento chega a 150 µm ou mais. O número de flagelos por célula é geralmente pequeno, raramente várias dezenas ou centenas, o número de cílios é geralmente muito maior (até 10...15 mil, menos frequentemente várias centenas).
Um flagelo típico consiste em corpo basal(ou cinetossomos), zona de transição, haste principal E dica. A haste principal e a ponta do flagelo são cobertas por uma membrana, que é uma continuação do plasmalema.
Corpo básicoé um cilindro oco cujas paredes são formadas nove trigêmeos microtúbulos. Assim, o corpo basal e o centríolo possuem a mesma estrutura.
Zona de transição localizado na área de intersecção do flagelo com o plasmalema. No centro da zona de transição encontra-se um grânulo axial, do qual surgem dois microtúbulos únicos, que correm ao longo do eixo do flagelo até o final. Na periferia da zona de transição encontra-se o disco basal, no qual um dos três microtúbulos de cada trigêmeo é perdido, e os trigêmeos se transformam em dupletos.
No centro haste principal flagelo mente axonema– um sistema de microtúbulos orientados paralelamente. Um axonema típico é representado por um cilindro cujas paredes são formadas nove dupletos microtúbulos; Dois microtúbulos únicos se estendem ao longo do eixo do axonema.
À medida que nos aproximamos dica os dupletos perdem gradualmente um dos dois microtúbulos e depois desaparecem completamente. O flagelo termina com dois microtúbulos centrais cobertos por uma membrana.
A flexão do flagelo ocorre devido a mudanças na distância entre dupletos de microtúbulos ou entre microtúbulos únicos. Isso consome energia ATP.
Em vários organismos, foram encontrados alguns desvios da organização típica dos flagelos: os tubos centrais estão ausentes ou existe apenas um. Alguns grupos de eucariontes não possuem flagelos e cílios (angiospermas, nematóides, artrópodes, alguns protistas heterotróficos unicelulares, algas e a maioria das gimnospermas).
