Biologia Celular e Molecular- Introdução

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Biologia celular e molecular 
 Visão geral das células 
Cada célula pode: 
Obter nutrientes e outras substâncias essenciais dos 
fluidos corporais circunvizinhos; 
Utilizar os nutrientes para produzir as moléculas de 
que necessita para sobreviver; 
Eliminar seus resíduos; 
Manter seu formato e integridade; 
Multiplicar-se. 
Essas funções são realizadas pelas inúmeras 
subunidades celulares, cuja maioria é denominada 
organelas (pequenos órgãos). As células humanas têm 
três partes principais: a membrana plasmática, o 
citoplasma e o núcleo. A membrana plasmática é a 
delimitação externa. A parte interna da membrana é o 
citoplasma, que compõe a maior parte da célula, 
contém a maioria das organelas celulares e envolve o 
núcleo. O núcleo controla as atividades celulares e fica 
próximo ao centro da célula. 
 
 
 
 
 
A membrana plasmática forma a delimitação da célula 
e seletivamente permite que os materiais entrem e 
saiam dela. 
Os ribossomos produzem as proteínas. 
O retículo endoplasmático rugoso produz proteínas, e o 
RE liso metaboliza os lipídios e armazena cálcio. 
O complexo de Golgi envolve as proteínas para uso 
dentro ou fora da célula. 
Os lisossomos degradam as proteínas utilizadas e 
outros resíduos celulares. 
As mitocôndrias são responsáveis pela produção de 
energia. 
Os peroxissomos neutralizam e removem as 
substâncias tóxicas dentro da célula. 
Os elementos do citoesqueleto mantêm o formato e a 
estrutura da célula e transportam materiais dentro dela. 
O núcleo dirige a operação da célula. 
 Membrana plasmática 
Essa camada fina e flexível define a extensão da 
célula, separando dois dos principais compartimentos 
aquosos do organismo: o fluido intracelular, que se 
encontra dentro das células, e o fluido extracelular, que 
fica do lado de fora e entre as células. Essa delimitação 
contém pontos de verificação específicos (receptores) 
que influenciam a atividade celular de várias formas. 
O modelo de mosaico fluido da estrutura membranosa 
apresenta a membrana plasmática como uma dupla 
camada de moléculas de lipídios com proteínas 
plasmáticas inseridas. Os lipídios mais abundantes na 
membrana plasmática são os fosfolipídios. Cada 
molécula de fosfolipídios tem uma “cabeça” polar que 
é carregada, além de uma cauda não polar, não 
carregada, constituída por duas cadeias de ácidos 
graxos. As cabeças polares são atraídas pela água — o 
principal componente do citoplasma e do fluido 
externo da célula — de forma que ficam dispostas ao 
longo da superfície interna e externa da membrana. As 
caudas não polares evitam a presença de água e ficam 
alinhadas no centro da membrana. O resultado são 
duas camadas paralelas de moléculas fosfolipídicas de 
ponta a ponta, formando a estrutura básica de dupla 
camada da membrana. 
A membrana plasmática também contém quantidades 
substanciais de colesterol, outro lipídio, que torna a 
membrana mais rígida e aumenta sua permeabilidade à 
água e a moléculas solúveis em água. Há dois tipos de 
proteínas da membrana: integral e periférica. 
As proteínas integrais estão firmemente incrustadas ou 
fortemente aderidas à dupla camada de lipídios. 
Algumas proteínas integrais projetam-se para fora 
apenas de um lado da membrana, mas a maioria são 
proteínas transmembranas que cobrem toda a extensão 
da membrana e projetam-se para fora dos dois lados. 
As proteínas periféricas, em comparação, não estão 
incrustadas na dupla camada de lipídios de forma 
alguma. Pelo contrário, elas ficam aderidas de forma 
solta à superfície da membrana. As proteínas 
periféricas incluem uma rede de filamentos que 
ajudam a sustentar a membrana a partir de seu lado 
citoplasmático. Sem essa forte base de sustentação, a 
membrana plasmática se romperia facilmente. 
Cadeias curtas de moléculas de carboidratos aderem às 
proteínas, formando as glicoproteínas. Esses açúcares 
se projetam a partir da superfície externa da célula, 
formando o glicocálice, ou envoltório celular. Os 
açúcares dos glicolipídios da membrana também 
contribuem para o glicocálice. O glicocálice é pegajoso 
e pode ajudar as células a se ligarem quando elas estão 
próximas. Como todas as células têm diferentes 
padrões de açúcares na composição do glicocálice, este 
também é um marcador biológico peculiar, pelo qual 
as células que se aproximam se reconhecem umas às 
outras. Por exemplo, um espermatozoide reconhece o 
óvulo (célula-ovo) através da composição específica 
do glicocálice do óvulo. 
As funções da membrana plasmática estão 
relacionadas com a sua localização na interface entre o 
exterior e interior da célula: 
 A membrana plasmática funciona como uma 
barreira protetora contra substâncias e forças 
do lado de fora da célula. 
 Algumas das proteínas de membrana 
funcionam como receptores; ou seja, têm 
capacidade de se ligar a moléculas específicas 
provenientes do lado externo da célula. Após a 
ligação ao receptor, a molécula pode induzir 
uma alteração da atividade celular. Os 
receptores de membrana funcionam como 
parte do sistema de comunicação celular do 
organismo. 
 A membrana plasmática controla quais 
substâncias podem entrar e sair da célula e 
atua como uma barreira permeável e seletiva 
que permite que algumas substâncias passem 
entre o fluido intra e extracelular ao mesmo 
tempo, além de impedir a passagem de outras 
substâncias. 
Pequenas moléculas não carregadas, como oxigênio, 
dióxido de carbono, moléculas solúveis em gordura, 
podem passar livremente pela dupla camada de lipídios 
da membrana plasmática por meio de um processo 
chamado difusão simples. Difusão é a tendência de 
moléculas, em uma determinada solução, moverem-se 
para baixo do seu gradiente de concentração; ou seja, 
movem -se de uma região onde estão concentradas 
para uma região onde estão menos concentradas. 
A água, como outras moléculas, difunde-se para baixo 
de seu gradiente de concentração. A difusão de 
moléculas de água em uma membrana é chamada de 
osmose. Entretanto, a maioria das moléculas solúveis 
em água ou moléculas carregadas, como a glicose, 
aminoácidos e íons, não conseguem penetrar a dupla 
camada de lipídios por simples difusão. Essas 
substâncias podem cruzar a membrana plasmática 
apenas por meio de mecanismos de transporte 
específicos, que utilizam as proteínas integrais para 
transportar ou bombear as moléculas pela membrana 
ou para formar canais por meio dos quais passam 
moléculas específicas. Algumas dessas moléculas 
movem-se para baixo de seu gradiente de 
concentração, difundindo-se pela membrana 
plasmática e movendo-se através de uma proteína 
integral específica. Esse processo de transporte é 
chamado de difusão facilitada. 
Outras proteínas integrais movem moléculas pela 
membrana plasmática contra seu gradiente de 
concentração, um processo chamado de transporte 
ativo, que requer o uso de energia. As moléculas 
maiores (macromoléculas) e as grandes partículas 
sólidas são transportadas através da membrana 
plasmática por outro processo, chamado transporte 
vesicular. 
 
Endocitose (“para dentro da célula”) é o mecanismo 
pelo qual grandes partículas e macromoléculas 
penetram nas células. A substância a ser transportada 
para dentro da célula fica envolvida por uma parte da 
membrana plasmática, que se dobra para dentro. Na 
região da invaginação, proteínas específicas podem 
cobrir a superfície interna da membrana plasmática. O 
revestimento que essa proteína proporciona ajuda na 
seleção da substância a ser transportada e deforma a 
membrana, formando um saco revestido por membrana 
chamada vesícula. A vesícula membranosa é retirada 
da membrana plasmática e se move para dentro do 
citoplasma, onde seus conteúdos são digeridos. Há três 
tipos de endocitose: fagocitose, pinocitose e endocitose 
mediada por receptor. 
Fagocitose: processo pelo qual a célula envolve 
grandespartículas, como fragmentos celulares, 
bactérias ou outros materiais estranhos. Para isso, a 
célula expande a membrana plasmática, projetando 
prolongamentos laminares chamados de pseudópodes, 
ou “pés falsos”, envolvendo essas partículas, que ficam 
dentro de uma vesícula ou bolsa chamada fagossomo. 
Depois, o fagossomo se une ao lisossomo para que o 
seu conteúdo seja digerido. A vesícula pode ou não ser 
revestida por proteína, mas tem receptores capazes de 
se ligar a microrganismos ou partículas sólidas. A 
maioria dos glóbulos brancos, por exemplo — são 
especialistas em fagocitose e ajudam a monitorar e 
proteger o organismo por meio da ingestão de 
bactérias, vírus e outras substâncias estranhas. Além de 
“comer” as células mortas e doentes do organismo. 
 
Pinocitose: por meio de invaginações da membrana 
plasmática, as células absorvem fluido extracelular e 
os solutos nele contidos para dentro da célula, em uma 
pequena vesícula membranosa. Nenhum receptor é 
utilizado, de forma que o processo não é específico. A 
pinocitose, uma atividade rotineira da maioria das 
células, é uma forma não seletiva de absorver fluido 
extracelular. Esse processo é especialmente importante 
em células que funcionam na absorção de nutrientes, 
como as células que revestem o intestino. 
 
Endocitose mediada por receptor Substâncias 
extracelulares ligam-se a proteínas de receptores 
específicos em regiões de fossetas revestidas por 
proteínas, permitindo que a célula ingira e concentre 
substâncias específicas nas vesículas revestidas por 
proteínas. A substância ingerida pode simplesmente 
ser liberada para dentro da célula ou ser combinada 
com um lisossomo para digerir conteúdos. Os 
receptores são reciclados em vesículas para a 
membrana plasmática. Infelizmente, as substâncias 
prejudiciais, como algumas toxinas e vírus, também 
utilizam endocitose para entrar e atacar as células. 
 
Exocitose (“para fora da célula”) é um mecanismo pelo 
qual as substâncias se movem do citoplasma para o 
lado externo da célula. A exocitose é responsável pela 
maioria dos processos de secreção, como a liberação 
de muco ou hormônios de proteínas das células 
glandulares do organismo. 
 Citoplasma 
A maior parte das atividades celulares é realizada no 
citoplasma, que consiste de três elementos principais: 
citosol, organelas e inclusões. 
O citosol ou matriz citoplasmática é a substância 
gelatinosa, que contém um fluido dentro do qual ficam 
suspensos os outros elementos citoplasmáticos, e 
consiste de água, íons e muitas enzimas. Algumas 
dessas enzimas iniciam a degradação de nutrientes 
(açúcares, aminoácidos e lipídios) que são a matéria-
prima e fonte de energia para a atividade celular. Em 
muitos tipos de células, o citosol representa 
aproximadamente metade do volume do citoplasma. 
Os ribossomos produzem proteínas para a função 
celular e extracelular. São pequenos grânulos de 
coloração escura. Ao contrário da maioria das 
organelas, não são revestidos por uma membrana, mas 
são construídos por proteínas e RNA ribossômico 
(RNA = ácido ribonucleico). Cada ribossomo consiste 
de duas subunidades que se encaixam uma sobre a 
outra. Praticamente todas as células produzem grandes 
quantidades de proteína, e os ribossomos são o local 
onde ocorre a síntese de proteínas. 
Muitos ribossomos flutuam livremente dentro do 
citosol. Esses ribossomos livres produzem proteínas 
solúveis que funcionam dentro do próprio citosol. Os 
ribossomos ligados às membranas do retículo 
endoplasmático rugoso produzem proteínas que se 
tornam parte da membrana celular ou que são 
exportadas para fora da célula. 
O RE é um sistema amplo de envoltório e tubos 
revestidos por membranas que se espiralam no 
citoplasma e corresponde a mais de metade das 
superfícies membranosas dentro de uma célula humana 
normal. Há dois tipos diferentes de RE: o RE rugoso e 
o RE liso. Qualquer um deles pode predominar em um 
determinado tipo de célula, dependendo da função 
específica da célula. 
O retículo endoplasmático rugoso (RE rugoso) consiste 
principalmente de cavidades interconectadas chamadas 
cisternas (“cavidades preenchidas por fluido”). Os 
ribossomos sustentam a face externa das membranas 
do RE rugoso, formando as proteínas, ligam-se à 
membrana quando a proteína está sendo produzida e 
desligam-se quando o processo é concluído. O RE 
rugoso tem várias funções. Seus ribossomos produzem 
todas as proteínas que são secretadas das células; 
portanto, o RE rugoso é especialmente bem 
desenvolvido nas células glandulares que secretam 
uma grande quantidade de proteínas glandulares 
(células mucosas, por exemplo). Ele produz as enzimas 
digestórias contidas nos lisossomos. E também produz 
as proteínas integrais e moléculas de fosfolipídios das 
membranas celulares. Em outras palavras, todas as 
membranas têm início como membrana do RE rugoso. 
O retículo endoplasmático liso (RE liso) é uma 
extensão do RE rugoso. É formado por túbulos 
organizados em uma rede com ramificações. Como 
não há ribossomos anexados a suas membranas, ele 
não é um local de síntese de proteína. O RE liso tem 
diferentes funções em diferentes tipos de célula, mas a 
maioria está relacionada ao metabolismo de lipídios e à 
produção ou degradação de gorduras. Ele é abundante 
em células que produzem os hormônios esteroides a 
partir do colesterol e em células hepáticas que 
desintoxicam medicamentos solúveis em lipídios. 
Entretanto, a maioria das células tem muito pouco RE 
liso. 
Outra função importante do RE liso é o 
armazenamento de íons de cálcio. A presença de cálcio 
iônico é um sinal do início de muitos eventos celulares, 
incluindo-se a contração muscular e a secreção 
glandular. A concentração de cálcio no citosol 
permanece baixa quando esses eventos não estão 
ocorrendo, pois a maioria dos íons de cálcio é 
bombeada para o RE e é mantida lá até que a célula 
necessite deles. O RE em células musculares é muito 
extenso, refletindo essa função essencial. 
O complexo de Golgi é um conjunto de três a dez 
cisternas discoides, e cada uma delas está ligada a uma 
membrana. Ele se parece com uma pilha de discos 
ocos, um encaixado dentro do outro. Os produtos do 
RE rugoso movem-se pelo complexo de Golgi a partir 
do lado convexo (cis) para o côncavo (trans). Mais 
especificamente, a face cis recebe vesículas de 
transporte membranosas e esféricas do RE rugoso; 
novas vesículas são geradas na face trans e saem do 
complexo. 
O complexo de Golgi seleciona, processa e embala as 
proteínas e membranas produzidas pelo RE rugoso. As 
atividades e produtos do aparelho de Golgi seguem três 
vias — A, B e C. Na via A, que ocorre nas células 
glandulares, o produto da proteína fica contido nas 
vesículas secretoras; essas vesículas liberam seu 
conteúdo para o exterior da célula por exocitose. 
 Lisossomos 
Os lisossomos são sacos esféricos, revestidos por 
membranas que contêm vários tipos de enzimas 
digestórias. Essas enzimas, chamadas hidrolases 
ácidas, podem digerir praticamente todos os tipos de 
grandes moléculas biológicas. Eles fundem-se com 
fagossomos, esvaziando suas enzimas nessas vesículas 
e degradando seu conteúdo. Quando as membranas 
internas, proteínas ou organelas de uma célula são 
danificadas ou se desgastam, elas são envolvidas por 
uma nova membrana do RE rugoso, formando uma 
vesícula. Então, os lisossomos ao redor fundem-se com 
essa vesícula para digerir seu conteúdo. A digestão 
pode ser feita com segurança dentro das vesículas, pois 
a membrana mantém as enzimas destrutivas longe dos 
outros componentes celulares. As células fagocíticas, 
como alguns glóbulos brancos, têm um número 
excepcional de lisossomos para degradar as bactérias e 
vírus ingeridos. 
 Mitocôndrias 
Produzem a energia para realizar a função celular. Em 
células vivas, elas se contorcem e mudam de formatoà 
medida que se movimentam pelo citoplasma. A 
maioria das organelas são envolvidas por uma 
membrana, mas isso muda no caso das mitocôndrias, 
que é envolvida por duas membranas: a membrana 
externa, que é lisa, e a membrana interna, que se 
invagina formando cristas em forma de prateleiras, as 
quais se projetam para dentro da matriz, a substância 
gelatinosa que fica dentro da mitocôndria. 
As mitocôndrias geram a maior parte da energia que a 
célula utiliza para realizar seu trabalho. Fazem isso por 
meio da liberação sistemática da energia armazenada 
nas ligações químicas das moléculas de nutrientes e da 
transferência dessa energia para produzir o trifosfato 
de adenosina (ATP) — as moléculas com altos níveis 
de energia que a célula utiliza para realizar as reações 
químicas. Dentro da mitocôndria, o processo de 
geração de ATP começa na matriz (por meio de um 
processo chamado ciclo do ácido cítrico) e é concluído 
na membrana interna das cristas (através da 
fosforilação oxidativa e do transporte de elétrons). As 
células que necessitam de altos níveis de energia, 
como, por exemplo, as células musculares, têm grande 
número de mitocôndrias em seu citoplasma. Essas 
células também têm grande número de cristas dentro 
das mitocôndrias. 
As mitocôndrias são muito mais complexas do que 
qualquer outra organela, pois contêm material genético 
hereditário (DNA) e se dividem para formar novas 
mitocôndrias, como se fossem miniaturas de células. 
 Peroxissomos 
Os peroxissomos funcionam como um sistema de 
remoção de resíduos tóxicos. São sacos revestidos por 
membranas, que se parecem com pequenos lisossomos. 
. Contêm uma variedade de enzimas, principalmente as 
oxidases e catalases. As oxidases utilizam oxigênio 
para neutralizar moléculas extremamente reativas, 
chamadas radicais livres, convertendo- -as em 
peroxidase de hidrogênio. Os radicais livres são 
derivados normais do metabolismo celular, mas, 
quando se acumulam, podem destruir as proteínas, 
membranas e DNA da célula. O peróxido de 
hidrogênio também é reativo e perigoso, mas é 
convertido pela catalase em água e oxigênio. Essa 
reação induzida pela catalase degrada as toxinas que 
penetraram na célula, como o álcool, o formaldeído e o 
fenol. Os peroxissomos são numerosos nas células do 
fígado e rim, que desempenham um papel importante 
na remoção de substâncias tóxicas do organismo. Os 
peroxissomos também realizam outras reações 
metabólicas, como a degradação de longas cadeias de 
ácidos graxos no metabolismo de lipídios. 
 Citoesqueleto 
É uma rede elaborada de bastonetes que percorre o 
citosol. Essa rede funciona como os “ossos”, 
“músculos” e “ligamentos” de uma célula, sustentando 
as estruturas celulares e gerando vários movimentos de 
células. Os três tipos de bastonetes do citoesqueleto 
são os microfilamentos, os filamentos intermediários e 
os microtúbulos, dos quais nenhum é revestido por 
uma membrana. 
Os microfilamentos, os elementos mais estreitos do 
citoesqueleto, são filamentos da proteína actina. 
Também chamados filamentos de actina, eles 
concentram-se mais fortemente em uma camada 
abaixo da membrana plasmática. Os filamentos de 
actina interagem com outra proteína, chamada miosina, 
gerando forças contráteis dentro da célula. A interação 
da actina com a miosina transforma uma célula em 
duas durante a divisão celular (citocinese, p. 39) e 
causa as alterações da membrana que acompanha a 
endocitose e exocitose. Essa interação também permite 
que algumas células enviem e retraiam extensões 
chamadas pseudópodes (“pés falsos”), em uma ação 
chamada movimento ameboide (“mudança de 
formato”). Além disso, a miosina funciona como uma 
proteína motora que movimenta algumas organelas 
dentro da célula. Exceto nas células musculares, onde 
são estáveis e permanentes, os microfilamentos são 
instáveis, degradam-se constantemente, formando-se 
novamente a partir de subunidades menores. 
Os filamentos intermediários são fibras rígidas e 
insolúveis de proteínas, com um diâmetro entre os 
microfilamentos e microtúbulos. Os filamentos 
intermediários são os elementos mais estáveis e 
permanentes do citoesqueleto. Sua propriedade mais 
importante é a força tênsil elevada; ou seja, agem 
como se fossem fios resistentes para resistir às forças 
de contração que são exercidas sobre a célula. Eles 
também exercem um elo para unir as células 
adjacentes por meio de junções celulares específicas 
chamadas desmossomos. 
Os microtúbulos, elementos com maior diâmetro, são 
tubos ocos constituídos de subunidades esféricas de 
proteína chamadas tubulinas. São firmes, porém 
dobráveis. Todos os microtúbulos irradiam-se a partir 
de uma pequena região de citoplasma próxima do 
núcleo chamada centrossomo (“centro do corpo”). 
Esse padrão de irradiação de microtúbulos firmes 
determina o formato da célula, assim como a 
distribuição de organelas. As mitocôndrias, lisossomos 
e grânulos de secreção se unem aos microtúbulos como 
se fossem ornamentos pendurados nos galhos de uma 
árvore de natal. As organelas movimentam-se no 
citoplasma puxadas pelos microtúbulos por pequenas 
proteínas motoras, as cinesinas e dineínas, que 
funcionam como locomotivas que se movimentam nos 
trilhos da ferrovia microtubular. Os microtúbulos são 
organelas extremamente dinâmicas, que 
constantemente crescem a partir do centro da célula, 
desagregando-se e então reagregando-se. 
 
 
 
 Centrossomo e centríolos 
O centrossomo é uma estrutura esférica localizada no 
citoplasma próximo do núcleo e não contém 
membranas. Consiste de uma massa externa de 
proteínas chamada matriz centrossomal e uma parte 
interna chamada centríolo. A proteína da matriz 
propaga o crescimento e alongamento dos 
microtúbulos, o que explica por que os longos 
microtúbulos do citoesqueleto irradiam-se a partir do 
centrossomo em células que não se dividem e por que 
um fuso mitótico de microtúbulos irradia-se a partir 
dele em células que se dividem. 
No centro do centrossomo, os dois centríolos 
cilíndricos ficam perpendiculares um ao outro. A 
parede de cada centríolo consiste de 27 microtúbulos 
curtos, organizados em nove grupos de três. Ao 
contrário da maioria dos outros microtúbulos, os dos 
centríolos são estáveis e não se desagregam. 
 Núcleo 
É o centro de controle da célula. Seu material genético, 
o ácido desoxirribonucleico (DNA), organiza as 
atividades celulares, dando instruções para a síntese de 
proteínas. As principais partes do núcleo são o 
envoltório nuclear, o nucléolo, a cromatina e os 
cromossomos. 
Envoltório nuclear 
O núcleo é revestido por um envoltório nuclear 
(carioteca), que consiste de duas membranas paralelas 
separadas por um espaço preenchido por fluido. A 
membrana externa é contínua com o RE rugoso e tem 
ribossomos em sua face externa. Forma-se de novo a 
partir do RE rugoso após a divisão celular, e é 
evidentemente uma parte especializada do RE rugoso. 
A membrana interna é revestida por filamentos de 
proteína, a lâmina nuclear, que mantém a forma do 
núcleo. 
Em vários pontos, as duas camadas do envoltório 
nuclear fundem-se e os poros nucleares penetram as 
regiões que foram fundidas. Cada poro é formado por 
um conjunto em forma de pulseira, que contém mais 
de 22 proteínas, existindo milhares de poros por 
núcleo. Como outras membranas celulares, as 
membranas do envoltório nuclear são seletivamente 
permeáveis, mas os poros permitem que as moléculas 
grandes entrem e saiam do núcleo, conforme 
necessário. Por exemplo, as moléculas de proteínas 
importadas do citoplasma e as moléculas de RNA 
exportadas do núcleo entram e saem do núcleo 
continuamente. O envoltório nuclear contém um fluido 
gelatinoso chamado nucleoplasma, no qual ficam 
suspensos a cromatina e o nucléolo. Como o citosol, o 
nucleoplasma contém sais, nutrientes e outros 
elementos químicosessenciais. 
Nucléolo 
O nucléolo é um corpo de coloração escura localizado 
no núcleo celular. Pode haver um ou vários dentro de 
um núcleo celular. O nucléolo contém partes de vários 
cromossomos diferentes e funciona como a “máquina 
de produção de ribossomos” da célula. 
Especificamente, essa máquina tem centenas de cópias 
de genes que codificam o RNA ribossômico e funciona 
como o local onde grandes e pequenas subunidades de 
ribossomos são montadas. Essas subunidades deixam o 
núcleo através dos poros nucleares e unem-se no 
citoplasma, formando ribossomos completos. 
Cromatina e cromossomos 
O DNA é uma dupla -hélice longa que se assemelha a 
uma escada em espiral. Por sua vez, essa dupla-hélice 
é composta de quatro tipos de subunidades chamadas 
nucleotídeos, contendo cada qual uma base distinta. 
Essas bases timina (T), adenina (A), citosina (C) e 
guanina (G), se ligam para formar os “degraus” da 
“escada” e para unir a hélice do DNA. 
 A dupla -hélice do DNA é preenchida por 
moléculas de proteína e se espirala em feixes 
de crescente complexidade estrutural e 
espessura. A molécula do DNA mais proteínas 
formam a cromatina. Cada duas voltas da 
hélice do DNA contêm oito moléculas de 
proteína em forma de disco, chamadas 
histonas. 
 Cada aglomerado de DNA e de histonas é 
chamado nucleossomo. A cromatina nessa 
forma é chamada cromatina descondensada. 
Uma maior espiralação dos nucleossomos 
forma uma fibra helicoidal mais apertada. 
Essas espessas fibras de cromatina são 
chamadas cromatina condensada. 
 Durante a fase em que não há divisão celular, 
quando a célula está realizando suas atividades 
normais, a cromatina encontra-se em sua 
forma descondensada ou condensada. O DNA 
rigidamente espiralado de cromatina 
condensada fica inativo. A cromatina 
descondensada é a região ativa do DNA, 
dirigindo as atividades sintéticas da célula. 
Especificamente, a cromatina descondensada é 
o local onde o código genético do DNA é 
copiado para as moléculas de RNA 
mensageiro em um processo chamado 
transcrição. As células mais ativas no corpo 
têm uma grande quantidade de cromatina 
descondensada e pouca cromatina condensada. 
 Durante a divisão celular, a cromatina fica 
ainda mais condensada: as fibras helicoidais 
dos nucleossomos formam alças e são ainda 
mais condensadas de maneira a formar a 
estrutura mais complexa, a cromátide de um 
cromossomo. Todo cromossomo contém uma 
única e comprida molécula de DNA, e há 46 
cromossomos na célula humana padrão. 
 Quando a célula está se dividindo, seus 
cromossomos tornam-se o mais espiralados 
possível, ficando com a aparência de hastes 
espessas. Os cromossomos se movimentam 
bastante durante a divisão celular e sua 
natureza compacta ajuda a evitar que os 
delicados filamentos da cromatina se 
enrosquem e quebrem durante a 
movimentação dos cromossomos. Quando 
para de ocorrer à divisão celular, muitas partes 
do cromossomo se desenroscam e formam a 
cromatina descondensada, permitindo assim 
que ocorra a transcrição. 
 
 Ciclo de vida da célula 
O ciclo de vida da célula é a série de mudanças pelas 
quais a célula passa desde o momento em que se forma 
até o momento em que se reproduz. Esse ciclo pode ser 
dividido em dois períodos principais: interfase, no qual 
a célula cresce e realiza suas atividades normais, e a 
divisão celular, ou fase mitótica, durante a qual ela se 
divide em duas células. 
 
Interfase 
Além de realizar suas atividades de sustentação da 
vida, uma célula na interfase se prepara para a próxima 
divisão celular. A interfase é dividida nas subfases G1, 
S e G2. Durante a G1, a primeira parte da interfase, as 
células estão metabolicamente ativas, fazem proteínas 
rapidamente e crescem vigorosamente. Essa fase é a 
mais variável em termos de duração. Nas células com 
rápida velocidade de divisão, a G1 dura poucas horas; 
nas células que se dividem lentamente, ela pode durar 
vários dias, ou até mesmo anos. Perto do fim da G1 , 
os centríolos começam a se replicar em preparação 
para a divisão celular. 
Durante o estágio seguinte, a fase S (sintética), o DNA 
se replica, garantindo que as duas células-filhas 
recebam cópias idênticas do material genético. A parte 
final da interfase, chamada de G2 (gap 2, intervalo 2), 
é breve. Nesse período, são sintetizadas as enzimas 
necessárias para a divisão celular. Os centríolos 
terminam de se copiar ao final da G2. Agora a célula 
está pronta para se dividir. Durante as três subfases, a 
célula continua a crescer, produzindo proteínas e 
organelas citoplasmáticas, e a realizar suas atividades 
metabólicas normais. 
Os pontos de restrição que avaliam atividades celulares 
como crescimento, replicação do DNA e formação do 
fuso mitótico ocorrem ao longo de todo o ciclo celular. 
O checkpoint G1 (ponto de restrição) avalia o tamanho 
da célula antes da síntese do DNA, e o G2 verifica se 
há dano no DNA e se a replicação está precisa. A 
mitose pode ser interrompida nesses pontos de 
verificação, evitando que células danificadas se 
reproduzam. A mutação em genes nesses pontos de 
restrição pode causar uma divisão celular 
descontrolada e levar ao crescimento de um tumor. 
Divisão celular 
A divisão celular é essencial para o crescimento do 
corpo e para a reparação dos tecidos. As células de 
vida curta que sofrem desgaste contínuo, como as da 
pele e as do revestimento intestinal, reproduzem- -se 
quase continuamente. Outras, como as do fígado, 
reproduzem-se lentamente (substituindo as que vão se 
desgastando gradativamente), mas podem se dividir 
rapidamente se o órgão for danificado. As células do 
tecido nervoso e, em grande parte, as dos músculos 
esqueléticos são incapazes de se dividir após a 
maturação plena; a reparação delas se faz com 
cicatrização (a partir de tecido conjuntivo fibroso). 
As células se dividem na fase M (mitótica) de seu ciclo 
de vida, que se segue à interfase. Na maioria dos tipos 
de células, a divisão envolve dois eventos distintos: 
mitose, ou divisão do núcleo, e citocinese, ou divisão 
de toda a célula em duas células. 
Mitose 
A mitose é a série de eventos durante a qual o DNA 
replicado da célula original é loteado em duas células 
novas, culminando na divisão do núcleo. Ao longo de 
todos esses eventos, os cromossomos evidenciam-se 
como hastes ou linhas grossas. De fato, mitose 
significa literalmente “o estágio das linhas”. A mitose 
é descrita em termos de quatro fases consecutivas: 
prófase, metáfase, anáfase e telófase. Contudo, trata-se 
na verdade de um processo contínuo, onde cada fase 
conflui suavemente para a seguinte. Sua duração varia 
conforme o tipo de célula, mas costuma durar cerca de 
duas horas. 
Fases da Mitose 
Interfase 
A interfase é o período da vida de uma célula em que 
ela realiza duas atividades metabólicas e cresce. A 
interfase não faz parte da mitose. Durante a interfase, o 
material que contém o DNA está na forma de 
cromatina. O envoltório nuclear e um dos núcleos, ou 
mais de um, estão intactos e são visíveis. Há três 
períodos distintos na interfase: G1: Os centríolos 
começam a se replicar. S: O DNA é replicado. G2: São 
concluídas as preparações finais para a mitose e os 
centríolos terminam de se replicar. 
Prófase- primeira fase da mitose 
Estágio inicial 
A cromatina se condensa, formando cromossomos em 
formato de tiras. Cada cromossomo duplicado 
consiste em dois fios idênticos, chamados cromátides 
irmãs, unidas no centrômero. (Mais tarde, quando as 
cromátides se separarem, cada qual será um 
cromossomo.) À medida que surgem os 
cromossomos, desaparecem os nucléolos e os dois 
centrômeros separam-se um do outro. Os conjuntos 
de microtúbulos, chamados ásters, se estendem a 
partir da matriz do centrossomo. Os centrossomos 
funcionam como núcleo para o crescimento de um 
conjunto de microtúbulos chamado fusomitótico. À 
medida que se alongam, os microtúbulos deslocam os 
centrossomos na direção dos polos opostos da célula. 
Estágio final 
O envoltório nuclear se rompe, permitindo que o fuso 
interaja com os cromossomos. Alguns dos 
microtúbulos do fuso em crescimento ligam-se aos 
cinetócoros, estruturas proteicas especiais no 
centrômero de cada cromossomo. Esses microtúbulos 
são chamados microtúbulos cinetócoros. Os 
microtúbulos do fuso restantes (não ligados a um 
cromossomo) são chamados microtúbulos polares. Os 
microtúbulos passam uns pelos outros, forçando um 
maior distanciamento entre os polos. Os microtúbulos 
cinetócoros puxam cada cromossomo a partir de 
ambos os polos, como num cabo de guerra que acaba 
arrastando os cromossomos para o centro, ou 
equador da célula. 
 
Metáfase segunda fase da mitose 
Os dois centrossomos estão nos polos opostos da 
célula. Os cromossomos se juntam na linha média da 
célula, com seus centrômeros precisamente alinhados 
ao equador do fuso. Esse plano imaginário entre os 
polos se chama placa metafásica. As enzimas agem de 
forma a separar as cromátides umas das outras. 
Anáfase — terceira fase da mitose 
Fase mais curta da mitose, a anáfase começa 
abruptamente quando os centrossomos dos 
cromossomos se dividem simultaneamente. Cada 
cromátide se transforma em um cromossomo 
independente. Os microtúbulos, deslocados por 
proteínas motoras nos cinetócoros, puxam cada 
cromossomo gradativamente para o polo a sua frente. 
Ao mesmo tempo, os microtúbulos polares passam uns 
pelos outros, se alongam e empurram os polos da 
célula para afastá-los. O cromossomo em movimento 
tem um formato em V. Os centrômeros abrem caminho 
e os “braços” cromossômicos ficam pendentes para 
trás. A movimentação e a separação dos cromossomos 
são auxiliadas pelo fato de que os cromossomos são 
corpos curtos e compactos. Linhas difusas de 
cromatina tendem a se enroscar e a se romper, 
resultando em um “loteamento” impreciso das células-
filhas. 
Telófase — fase final da mitose 
A telófase começa assim que a movimentação 
cromossômica termina. A fase final é como a prófase 
ao inverso. Os lotes idênticos de cromossomos nos 
polos opostos da célula começam a se espiralar e 
retomam seu formato em fita de cromatina. Forma-se 
um novo envoltório nuclear em torno de cada massa de 
cromatina, reaparecem os nucléolos dentro dos núcleos 
e o fuso se parte e desaparece. Está encerrada a mitose. 
A célula, por um breve período apenas, é binucleada 
(tem dois núcleos) e cada um dos novos núcleos é 
idêntico ao núcleo original da célula-mãe. 
Citocinese — divisão do citoplasma 
A citocinese começa durante a parte final da anáfase e 
prossegue até depois da telófase. Um anel contrátil de 
microfilamentos de actina forma o sulco de clivagem e 
estrangula a célula até separá-la em duas. As duas 
células novas, chamadas células -filhas, entram então 
na interfase de seu ciclo de vida. 
 
 Diferenciação celular 
Nos primeiros dias de desenvolvimento, enquanto o 
ovo fertilizado se divide o citoplasma de cada célula-
filha recebe uma composição diferente dessas 
moléculas, que influenciam a atividade do genoma 
embrionário. Assim, genes diferentes são ativados em 
cada célula, levando à diferenciação celular. Uma vez 
que tem início a expressão específica do gene na 
célula, a célula pode produzir moléculas sinalizadoras 
que influenciem o desenvolvimento das células 
vizinhas “ligando” ou “desligando” alguns dos seus 
genes. Alguns genes são ativos em todas as células; 
por exemplo, todas as células devem realizar síntese 
proteica e produzir ATP. Mas os genes para a síntese 
de proteínas especializadas, como hormônios ou muco, 
são ativados apenas em certas populações de células. 
As organelas que predominam em cada célula são 
diferentes. Por exemplo, as células dos músculos 
produzem quantidades imensas das proteínas actina e 
miosina, e o lipídio se acumula nas células adiposas 
(de gordura). As células fagocíticas produzem mais 
enzimas lisossomais e contêm muitos lisossomos. 
Células que conectam partes do corpo ou recobrem 
e revestem órgãos 
Fibroblasto. A forma alongada dessa célula se estende 
ao longo das fibras compridas que ela secreta. Ela 
também tem RE rugoso abundante e um grande 
complexo de Golgi que produz e secreta os 
componentes proteicos dessas fibras. 
Célula epitelial. Sua forma permite que uma imensa 
quantidade delas se acumule em uma lâmina chamada 
epitélio. A célula epitelial tem abundância de 
filamentos intermediários resistentes à laceração 
quando o epitélio é arranhado ou puxado. Algumas 
células epiteliais são glandulares, com RE rugoso 
abundante, complexo de Golgi e grânulos secretores. 
Eritrócito (hemácea). Responsável por transportar os 
gases respiratórios, oxigênio e dióxido de carbono. Sua 
forma aerodinâmica de disco côncavo propicia uma 
superfície maior para a captação dos gases 
respiratórios e também lhe garante maior fluidez para 
circular na corrente sanguínea. A quantidade de 
pigmento transportador de oxigênio nos eritrócitos é 
tamanha que todas as outras organelas são retiradas 
para dar-lhe espaço. 
Células que produzem movimento e movem as 
partes do corpo 
Células do músculo esquelético e do músculo liso. 
Essas células são alongadas e cheias de actina e 
filamentos de miosina, de forma que podem se 
encurtar com força. 
Célula que armazena nutrientes 
Célula adiposa. A imensa forma esférica de uma célula 
de gordura é produzida por uma gotícula de lipídio no 
seu citoplasma. 
Célula que combate doenças 
Macrófago (célula fagocítica). Essa célula estende 
longos pseudópodes para se deslocar através dos 
tecidos de forma a atingir o local da infecção. Os 
muitos lisossomos em seu interior digerem os 
microrganismos infecciosos que ela captura. 
Célula que coleta informações e controla as funções 
do corpo 
Célula nervosa (neurônio). Possui longos processos 
para receber e transmitir mensagens para outras 
estruturas do corpo. Os processos são cobertos por 
extensa membrana plasmática, cujos componentes são 
continuamente reciclados; está presente um grande RE 
rugoso para sintetizar os componentes da membrana. 
Célula da reprodução 
Espermatozoide (masculino). De aspecto longo e 
aerodinâmico, que lhe permite nadar até o ovo para 
fertilizá-lo. A cauda é um chicote motor chamado 
flagelo.