Atividades Práticas em biologia celular (2ª parte)

Esta atividade foi baseada no protocolo de práticas experimentais disponibilizado pela USP (Universidade de São Paulo) no projeto "genoma", o endereço do link está no final da postagem. Neste link é possível encontrar uma variedade de propostas de aulas experimentais para a complementação das aulas teóricas, sendo uma alternativa interessante para o enriquecimento das aulas de biologia.  

Esta atividade consistiu na coleta, preparação da amostra e observação por meio do microscópio, utilizando o seguinte material:

Observação células da Mucosa Bucal

 Material:

- 1 Lâmina de Vidro para microscopia (26 x 76mm)- 1 Palito de picolé-1 frasco de álcool 70 %-1 Folha de papel toalha-Azul de Metileno- 1 Pissete com água-1 Pinça-1 Lamínula (24x40 mm)-1 Microscópio Óptico

Obs: A metodologia da prática encontra se no link disponibilizado ao final da postagem

Explicação da atividade

Observação das células

Células vistas ao microscópio

Após a atividade os alunos registraram a experiência por meio de depoimentos:

Depoimento dos alunos a respeito da atividade de coloração das células da bochecha

Esta atividade foi muito interessante de ser trabalhada em sala de aula, pois diferente da anterior em que os alunos só fizeram observações, nesta eles puderam colocar a "mão na massa" e se sentirem um pouco cientistas!

Referências:

Projeto Genoma. Protocolo de esfregaço das células da mucosa bucal. Disponível em: <http://genoma.ib.usp.br/sites/default/files/protocolos-de-aulas-praticas/observacao_celulas_humanas_web1.pdf>. Acessado em: 11/03/2017. 

Atividades práticas em biologia celular (1ª Parte)

Facilmente encontramos em livros ou em outras fontes bibliográfica conteúdos que permeiam a biologia celular, no entanto a limitação apenas ao conteúdo teórico pode tornar a compreensão dos temas mais complexas e difíceis, sendo pertinente o desenvolvimento de atividades práticas neste âmbito para que haja a aproximação do conteúdo ao estudante. 

Um problema frequente encontrado pelos professores, principalmente na rede pública de ensino, é a disposição de um ambiente propicio e materiais adequados para a realização de aulas práticas no âmbito do ensino de ciências, aqui serão apresentadas algumas atividades que foram realizadas na sala de aula com alunos do 8° ano de uma escola estadual do Rio de Janeiro. Os equipamentos utilizados estavam disponíveis na escola e se encontravam inutilizados ha mais de 5 anos, com isso as atividades realizadas foram ampliadas, envolvendo a utilização destes.

Nesta atividade, os alunos fizeram a observação de lâminas histológicas vegetais e animais.

Observação de células e tecidos ao microscópio

Ao final da atividade os alunos relataram a atividade vivenciada:

A atividade instigou bastante a curiosidade dos alunos e por meio dos depoimentos foi possível ver que estes gostaram da experiência prática em biologia celular. Algo importante a se mencionar é que as aulas práticas realizadas não substituíram as aulas teóricas, mas sim foram utilizadas como complementação desta.

Transportes de Membrana (parte 2)

Na postagem anterior foi feita uma introdução aos tipos de transporte de membrana. Como prometido, nesta postagem o foco será as proteínas que estão envolvidas neste processo.

Como o próprio nome já pré diz, as proteínas que fazem o transporte de substâncias pela membrana plasmática são denominadas proteínas transportadoras. Essas proteínas transportam moléculas que não possuem características que permitam sua passagem espontânea pela membrana.

As proteínas desta classe possuem características especificas que as tornam eficientes no desempenho desta função: podem atravessar a bicamada lipídica diversas vezes e de um lado ao outro, ou seja, são multipasso e transmembranas; além disso, possuem especificidade quanto ao tipo de  molécula a ser transportada. 

As proteínas transportadoras se dividem em duas grandes categorias: as proteínas carreadoras (ou carregadoras) e as proteínas do tipo canal.

As proteínas carreadoras se ligam à molécula presente no meio extra ou intra celular e a carreiam para o lado oposto. Durante esta ligação, ao soluto específico, essas proteínas sofrem alterações em sua forma até que este seja liberado do outro lado da membrana e o processo possa se reiniciar.

Os canais iônicos podem ser comparados à comportas pois, quando abertos, formam uma ponte ou canal, que possibilita a passagem de um grande número de moléculas específicas. Como a maior parte das proteínas do tipo canais transportam íons, estes também são conhecidos como canais iônicos. Um tipo especial de proteína canal são as aquaporinas, específicas para a passagem da molécula de água e participam do processo de captação desta durante o processo de filtragem sanguínea.

  Revisão: Kelly Cristina Demarque 

Referência Bibliográfica:

Alberts; Johnson; Lewis; Raff; Roberts; Walter (orgs). Biologia Molecular da célula. 5ª Ed. Artmed, 2010.

Transportes de membrana (parte 1)

A característica mais marcante da membrana plasmática é a sua permeabilidade seletiva quanto às substâncias que entram e saem por sua bicamada lipídica.

A seleção das moléculas que a atravessam é feita basicamente em função de seu tamanho e polaridade, possuindo fácil entrada as moléculas de menor tamanho e apolares.

Ainda que estas características moleculares permitam que determinadas moléculas atravessem a bicamada “espontaneamente”, a célula carece de outras substâncias que não se enquadram nessas características, necessitando de constituintes em sua membrana que medeiem à entrada ou saída destas substâncias da célula. Esta função é desempenhada pelas proteínas.

Dentre os tipos de transporte através da membrana, o transporte passivo se caracteriza como um processo onde há a passagem de determinada substância,  sem que haja gasto de energia, podendo ser diferenciado em difusão simples, difusão facilitada e osmose. Além destes se enquadrarem na definição de transporte passivo, eles tem em comum o fato desta passagem “espontânea” ocorrer mediante a um diferencial de gradiente de concentração entre o meio intra e extracelular, do meio de maior para o de menor concentração. Já o transporte ativo se trata de um processo em que há a passagem de substâncias pela membrana celular mas, desta vez, exigindo o gasto de energia. Isso porque geralmente este transporte ocorre contra o gradiente de concentração celular, normalmente, para manter a concentração de determinada substância que tem a tendência de sair da célula por transporte passivo.

Neste  texto conhecemos um pouco sobre os transportes de membrana de uma maneira geral.  Posteriormente cada processo será discutido individualmente incluindo o papel das proteínas nesse contexto.

                        Revisão: Kelly Cristina Demarque 

Referência Bibliográfica:

Alberts; Johnson; Lewis; Raff; Roberts; Walter (orgs). Biologia Molecular da célula. 5ª Ed. Artmed, 2010.

Proteínas Transmembranares

Recapitulando, as proteínas possuem a capacidade de atravessar a bicamada lipídica de acordo com a sua característica funcional. Quanto a essa característica, estas podem ser diferenciadas em proteína transmembranar unipasso, quando atravessa uma única vez a bicamada , atuando principalmente como receptor, ou multipasso quando atravessa a membrana diversas vezes, criando em seu interior um ambiente hidrofílico que pode atuar como um “poro” na membrana.

Assim como os lipídios, as proteínas não estão inseridas na bicamada de forma estática, estas possuem a dinâmica capacidade de se moverem envolta de seu próprio eixo (rotação) e descolarem se no plano da membrana (difusão lateral), mas o movimento tipo flip-flop, nunca ocorre entre as proteínas.

O dinamismo das proteínas permite que estas se agrupem de maneira a formar domínios proteicos. Estes domínios garantem que proteínas especializadas em determinada função celular se mantenham na região funcional específica. É o caso de células epiteliais que revestem as glândulas secretoras. Junções celulares especiais (junções ocludentes) formam uma barreira que mantém estes domínios íntegros garantindo que na região apical do epitélio seja cumprida a função secretora e que esse domínio não se misture com o domínio de outra região.

Nestes domínios as proteínas continuam mantendo sua mobilidade, só que neste caso seu deslocamento é limitado, devido as diferentes associações que essas podem estabelecer com as demais proteínas, formando complexos – onde se associam formando complexos com diferentes proteínas que só se deslocam como um todo; associação ao citoesqueleto ou matriz extracelular – onde as proteínas que ficam associadas a essas estruturas tem sua mobilidade lateral limitada; e a ligação entre proteínas – que ocorre quando duas células adjacentes ligam-se e uma limita a mobilidade da outra.

Foi feita uma descrição quanto ao deslocamento das proteínas pela membrana e as associações que estas podem estabelecer umas com as outras, como no caso para formação de domínios proteicos. As proteínas são tão ricas quanto a sua funcionalidade que não encerraremos o assunto por aqui. Na próxima postagem discutiremos o seu papel na permeabilidade de substâncias que atravessam a membrana plasmática.   

                                                         Revisão: Kelly Cristina Demarque 

Referência Bibliográfica:

Alberts; Johnson; Lewis; Raff; Roberts; Walter (orgs). Biologia Molecular da célula. 5ª Ed. Artmed, 2010.

Proteínas de membrana

A membrana plasmática possui os lipídios como seus constituintes majoritários, mas não únicos. Ainda, nessa estrutura, possibilitando a de ser caracterizada como dinâmica, temos as proteínas, que determinam a especificidade e individualidade da membrana celular de acordo com a função que estas desempenharão, como: transporte, adesão e reconhecimento.

De acordo com a descrição do modelo do mosaico fluido, por meio da técnica de criofratura, foi possível classificar as proteínas em dois grupos: transmembranas, quando atravessam a matriz lipídica; e periféricas, quando se encontram associadas a outras proteínas integrais (transmembranas) ou lipídios da membrana.

As proteínas do tipo transmembrana, atravessam a bicamada de um lado a outro. Quando atravessam apenas uma vez, são chamadas unipasso; e, quando passam muitas vezes, são denominadas multipasso.

As proteínas periféricas se associam à membrana de modo indireto, por meio de proteínas integrais, formando ligações não covalentes.

Já as proteínas ancoradas se prendem à bicamada lipídica apenas por uma ligação covalente a um lipídio da membrana.

As proteínas também podem se classificadas de acordo com a sua dificuldade de separação na bicamada. As do tipo 1, transmembranas, e as do tipo 3, ancoradas, ambas proteínas integrais da membrana plasmática, necessitam de métodos mais drásticos para seu isolamento da bicamada lipídica, como o uso de detergentes e de enzimas específicas da família das fosfolipases, respectivamente. Enquanto as proteínas do tipo 2, periféricas, são facilmente isoladas, mediante a alteração branda de ph ou da força iônica da ligação que elas estabelecem com as proteínas integrais da membrana plasmática.

Nesta postagem, foram descritos os principais grupos de proteínas de membrana e suas principais características. Nas postagens que se seguirão, serão abordadas suas respectivas funções na membrana plasmática e sua importância na constituição dinâmica dessa estrutura.

Revisão: Maria Alice do Amaral Kuzel

Referências Bibliográficas:

Montenegro, Mário R; Franco, Marcello. Patologia: processos gerais. 5ª Ed.São Paulo: Atheneu, 2010.

Alberts; Johnson; Lewis; Raff; Roberts; Walter (orgs). Biologia Molecular da célula. 5ª Ed. Artmed, 2010.

Os constituintes lipídios da membrana plasmática (parte 2)

Como foi dito anteriormente, hoje discutiremos sobre o papel que os constituintes lipídicos desempenham na manutenção da integridade da membrana plasmática. Recapitulando, os fosfolipídios predominantes na membrana são: fosfatidilcolina, fosfatidilserina, esfingomielina e fosfatidiletanolamina.

Cada um desses fosfilipídios desempenha funções importantes na dinâmica da membrana. A fosfatidilserina, por exemplo, é carregada negativamente em ph fisiológico e desempenha, na membrana, a função de comunicação intercelular e, no interior das células, a da transferência de mensagens bioquímicas.

O fosfatidilinositol se apresenta em minoria, na membrana, mas é o único que possibilita a ancoragem de proteínas.

Os fosfolipídios se distribuem assimetricamente nas metades da bicamada, na membrana das hemácias, por exemplo. A fosfatidilcolina e a esfingomielina se distribuem apenas na camada voltada para o meio externo, enquanto a fosfatidilserina e a fosfatidiletanolamina se localizam apenas, na camada interna. Essa assimetria causada pela distribuição dos fosfolipídios é funcionalmente importante na conversão de sinais intracelulares em sinais extracelulares, comunicação entre células e na ativação de determinadas enzimas.

O colesterol, lipídio pertencente ao grupo dos esteróis, está diretamente ligado à fluidez da membrana. A presença deste lipídio torna a membrana menos fluida, aumentando sua resistência à deformação e diminuindo sua permeabilidade.

Os glicoesfingolipídios se localizam na superfície extracelular. Os açúcares ficam voltados à superfície, fazendo parte de muitos receptores de sinais na superfície celular.

Devido à fluidez da membrana, os lipídios podem se mover livremente no plano lateral da membrana (translocação), rodar em volta de seu próprio eixo (rotação) ou ainda mover se de um plano a outro da bicamada (flip flop), movimento de raro acontecimento na bicamada, sendo comum no retículo liso, requerendo enzimas específicas e gastos de energia (fig.1).

Figura 1. Movimentos realizados pelos lipídios na membrana plasmática

Nesta postagem, se encerram as principais características dos lipídios e suas devidas funções na bicamada lipídica. Nas próximas postagens, o foco será nas proteínas que estão inseridas nesta bicamada, e a importância destas na entrada e na saída de substâncias por essa dinâmica estrutura. Até a próxima!

Revisão: Maria Alice do Amaral Kuzel

Referências Bibliográficas:

Montenegro, Mário R; Franco, Marcello. Patologia: processos gerais. 5ª Ed.São Paulo: Atheneu, 2010.

Alberts; Johnson; Lewis; Raff; Roberts; Walter (orgs). Biologia Molecular da célula. 5ª Ed. Artmed, 2010.