Genética_Imunologia_Unificada

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Genética e Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Introdução à Genética
• A Base Molecular da Informação Genética
• Propriedades do Material Genético
• Estrutura do DNA
• Genes e Cromossomos
• Replicação Semiconservativa
• Reparo do DNA e Mutação Mecanismos de Reparo do DNA
• Mutação
• Transcrição e Tradução
 · Apresentar uma visão geral das bases moleculares sobre as quais a 
Genética se mantém, destacando a natureza e a função do material 
genético e a relação genótipo-fenótipo.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Introdução à Genética
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
UNIDADE Introdução à Genética
Contextualização
Você já deve ter ouvido falar em alimentos transgênicos, terapia gênica, vacinas 
recombinantes, sequenciamento do genoma, clones, células-tronco e outros temas 
que fazem parte do nosso cotidiano. Contudo, o surgimento de tudo isso, e muitas 
outras coisas, só se tornou possível devido ao desenvolvimento de diversas áreas da 
Ciência, incluindo a Genética. 
A Genética é uma ciência que estuda as leis da hereditariedade, ou seja, como 
as informações contidas nos genes são transmitidas de pais para filhos ao longo 
de gerações. Contudo, mesmo a herança biológica sendo palco da curiosidade 
de muitas pessoas desde a pré-história, a Genética desenvolveu-se de maneira 
expressiva apenas no século XX, sendo, portanto uma ciência relativamente jovem. 
Gregor Johann Mendel (1822-1884), um monge austríaco, é considerado hoje 
o pai da Genética por ter sido o primeiro a descobrir as bases fundamentais da 
herança, mesmo antes da descoberta dos genes. Mendel relatou, em 1865, seus 
resultados obtidos de experimentos de cruzamentos entre ervilhas de diferentes 
linhagens. Sua principal teoria era de que as características, como cor e formato 
das ervilhas, eram resultado de pares de “elementos” hereditários, e que cada par 
determinava uma característica específica. Essas abordagens iniciais compõem o 
cerne da Genética Clássica, sendo fundamentais para a Genética Molecular.
Apesar das importantes observações de Mendel, suas descobertas não foram 
reconhecidas por 35 anos, principalmente devido à ausência de um melhor 
entendimento sobre a estrutura das células e os processos de divisão celular. 
Contudo, em 1900, com a descoberta desses fatos, os princípios de Mendel 
puderam ser aplicados e o seu trabalho passou a ser reconhecido por todo o 
mundo científico. Assim, o ano de 1900 se tornou um marco para o começo da 
era moderna da Genética.
A partir disso, o crescimento da Genética se deu de forma acelerada, passamos 
dos incompreendidos “elementos” de Mendel para a identificação de biomoléculas 
relacionadas aos genes e, portanto, a transmissão das características herdáveis. Em 
1920, as evidências existentes levaram à conclusão de que o DNA é o material 
genético, a base química da herança. 
A partir da descoberta do DNA, a Genética clássica entrou em uma nova fase 
com o surgimento da Genética Molecular. Hoje, sabemos que os “elementos” 
de Mendel são os genes que expressam sua informação codificada no DNA das 
células e graças à tecnologia molecular sabemos como os genes funcionam, como 
são regulados e como os defeitos genéticos podem ser detectados, modificados 
ou corrigidos.
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Para saber mais sobre a descoberta da estrutura do DNA, acesse o link a seguir e leia o texto 
sobre esse tema: 
https://goo.gl/lWOhrK
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Apesar dos conceitos básicos da herança já terem sido elucidados, a genética 
permanece uma Disciplina em rápida expansão, proporcionando descobertas 
marcantes no campo da genética médica e da agricultura, que vão desde o 
surgimento dos testes de paternidade, a criação de clones, a compreensão da base 
metabólica de centenas de distúrbios hereditários, o melhoramento genético de 
muitas espécies de plantas e animais de interesse comercial, até a possibilidade de 
identificação do genoma completo das espécies e formulação de microrganismos 
capazes de sintetizar substâncias de interesse humano.
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UNIDADE Introdução à Genética
A Base Molecular da Informação Genética
A capacidade das células de armazenar, obter e traduzir as instruções genéticas 
necessárias para manter o organismo vivo é essencial para a manutenção da vida. 
Essa informação hereditária é transmitida de uma célula à outra durante o processo 
de divisão celular, e de uma geração a outra por meio das células sexuais. As 
informações estão estocadas em genes e são convertidas em proteínas que se 
expressam no fenótipo que observamos em cada indivíduo. 
A informação presente nos genes é copiada e transmitida de uma célula para 
as células-filhas milhões de vezes durante a vida de um organismo multicelular, 
sobrevivendo a esse processo praticamente sem alterações. 
Que tipo de molécula pode ser capaz de uma replicação tão precisa e 
quase ilimitada? 
Como essa imensidão de informações, necessária ao desenvolvimento e manu-
tenção dos organismos, está organizada dentro de uma célula? 
Como a informação contida nos genes é convertida em proteínas?
• Fenótipo: características observáveis de um organismo;
• Genes: elementos que contêm a informação que determina as características de uma 
espécie como um todo, bem como as de um indivíduo. Um segmento codificante do DNA;
• Genótipo: a constituição genética de um organismo;
• Proteínas: macromoléculas que realizam a maioria das funções celulares.
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Propriedades do Material Genético
Mesmo antes da descoberta da estrutura do DNA, já era indicado pelas pesquisas 
que o material genético deveria exibir três principais propriedades:
1. Se cada célula de um organismo possui a mesma constituição genética, 
o material genético deve apresentar características na sua estrutura que 
permitam uma fiel replicação em cada divisão celular;
2. Se o material genético codifica uma imensidão de proteínas expressas pelo 
organismo, ele deve apresentar um conteúdo informacional;
3. Se as mutações atuam como base para a seleção evolutiva, o material genético 
deve ser capaz de mudar. Ao mesmo tempo, essa estrutura tem de ser estável 
para que os organismos possam se basear na informação codificada.
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Estrutura do DNA
Toda a informação genética da síntese das diversas proteínas relacionadasà 
estrutura dos organismos e seus processos fisiológicos está contida em grandes 
macromoléculas chamadas ácidos nucleicos. Os ácidos nucleicos podem ser de 
dois tipos: ácido desoxirribonucleico (DNA) que possui esse nome por conter um 
açúcar desoxirribose em sua estrutura e o ácido ribonucleico (RNA) que contém o 
açúcar ribose. Em todos os organismos, com exceção dos vírus, o DNA é o único 
material genético.
 A molécula de DNA consiste em duas longas cadeias, as fitas de DNA, unidas 
entre si por pontes de hidrogênio e compostas por quatro tipos diferentes de 
subunidades nucleotídicas (Figura 1). 
Cada nucleotídeo do DNA é composto por um açúcar contendo cinco carbonos, 
a desoxirribose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada, que pode ser adenina 
(A), timina (T), citosina (C) ou guanina (G) (Figura 1). A adenina e a guanina são 
chamadas de bases purinas, pois apresentam um anel duplo, enquanto a timina e a 
citosina são pirimidinas, pois apresentam apenas um anel em sua estrutura.
As duas longas fitas de DNA se mantêm unidas em uma forma helicoidal por 
meio de pontes de hidrogênio entre duas bases, assim todas as bases nitrogenadas 
estão voltadas para o interior da dupla-hélice e o açúcar e fosfato se encontram na 
porção externa da molécula, formando o esqueleto da estrutura (Figura 1). 
A ligação entre as bases, ou seja, o pareamento é específico: adenina se pareia 
sempre com a timina, enquanto a citosina sempre se pareia com a guanina 
(Figura 1). Assim, quando se conhece a sequência de nucleotídeos de uma fita 
de DNA, a sequência da outra fita também é conhecida devido ao pareamento 
específico das bases. Essa característica de complementariedade entre as fitas 
da dupla-hélice permite que o DNA seja a única molécula capaz de armazenar e 
transmitir a informação genética ao longo das gerações.
A forma como os nucleotídeos estão ligados nas duas fitas complementares 
confere uma polaridade química inversa à molécula. Como o bom exemplo citado 
por Alberts et al. (2010), se imaginarmos cada açúcar como um bloco com uma 
protuberância em um lado (o fosfato ligado no carbono 5) e uma cavidade do 
outro lado (uma hidroxila ligada ao carbono 3), cada cadeia completa, formada por 
protuberâncias e cavidades entrelaçadas, terá todas as suas subunidades alinhadas 
na mesma orientação (Figura 4).
Além disso, as duas extremidades da cadeia serão facilmente distinguíveis por 
apresentarem uma delas, uma cavidade (hidroxila 3’), e a outra, uma protuberância 
(o fosfato 5’). Essa polaridade oposta é comumente chamada de extremidade 3’ e 
5’ e os componentes de cada par de bases só se encaixam na fita dupla-hélice se as 
duas fitas estiverem na posição antiparalela (5’-3’ e 3’-5’) (Figura 1). 
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UNIDADE Introdução à Genética
Essa característica tem uma importante função nos processos de replicação, 
transcrição e recombinação do DNA.
Figura 1 – Arranjo estrutural da dupla-hélice de DNA, destacando a composição dos nucleotídeos, 
o pareamento específico entre as bases nitrogenadas, a ligação das duas cadeias de DNA por 
pontes de hidrogênio e a polaridade química inversa das duas fitas de DNA (5’-3’, 3’-5’). 
Note que o fosfato está ligado no carbono 5 da desoxirribose e o fosfato do nucleotídeo seguinte 
se liga no carbono 3 do nucleotídeo que o antecede (ver quadrado em destaque)
Fonte: aspiregenetics.org
Figura 2 – Compactação da molécula de DNA em dupla hélice (topo da figura) até cromossomo
Fonte: yourgenotype.com.br
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Genes e Cromossomos
O conjunto completo de toda a informação genética (DNA) é chamado de genoma. 
A maior parte do DNA de um genoma está armazenada no núcleo de cada célula e 
uma pequena porção na mitocôndria. 
Toda a molécula de DNA presente no núcleo está acondicionada em forma de 
vários cromossomos. A molécula de DNA é muito maior do que o cromossomo; 
desse modo, percebe-se claramente que o DNA é altamente compactado em um 
cromossomo. Para que isso aconteça, a enorme molécula linear de DNA é enrolada 
em proteínas associadas (histonas) que dobram e empacotam a fita de DNA em uma 
estrutura chamada nucleossomo. O nucleossomo dobra-se outras vezes até formar 
uma estrutura super-heleicoidizada, o cromossomo eucariótico (Figura 2). O DNA 
e as proteínas associadas formam a cromatina, o arcabouço dos cromossomos.
O número de cromossomos no conjunto genômico básico é chamado de 
número haploide (n) e, normalmente dentro do núcleo de uma célula somática, 
cada cromossomo possui duas (organismos diploides – 2n) ou mais (poliploides) 
cópias. Por exemplo, o genoma humano, em seu conjunto básico, está contido em 
23 cromossomos de tamanho e formas diferentes (n=23 e 2n=46). 
A maioria dos animais e plantas é diploide, ou seja, possui dois conjuntos completos 
de DNA, enquanto os fungos são haploides e procariontes são monoploides, ou seja, 
possuem uma única molécula de DNA, normalmente circular, acondicionada em um 
único cromossomo. O conjunto de cromossomos presentes no organismo da mesma 
espécie possui um número específico de cromossomos (Tabela 1). 
Tabela 1 – Número de pares de cromossomos (n) em diferentes espécies de plantas e animais
Nome comum Espécie Número de pares de cromossomos (n)
Mosquito Culex pipiens 3
Mosca doméstica Musca domestica 6
Cebola Allium cepa 8
Sapo Bufo americanos 11
Arroz Oryza sativa 12
Rã Rana pipiens 13
Crocodilo Alligator mississipiensis 16
Gato Felis domesticus 19
Rato Mus musculus 20
Macaco Macaca mulata 21
Trigo Triticum aestivum 21
Homem Homo sapiens 23
Batata Solanum tuberosum 24
Cavalo Equus caballus 32
Cachorro Canis familiaris 39
Galinha Gallus domesticus 39
Carpa Cyprinus carpio 52
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UNIDADE Introdução à Genética
Cada célula de um organismo diploide, com exceção das células sexuais e das 
hemácias que não possuem DNA, possui 2 cópias de cada cromossomo, uma 
herdada da mãe e outra do pai. Os membros de um par de cromossomos são 
chamados de cromossomos homólogos, porque são idênticos. 
No homem, o único par de cromossomos não homólogos é o cromossomo 
sexual do macho, no qual o cromossomo Y é herdado do pai e o cromossomo X 
é herdado da mãe. Assim, cada célula humana contém 22 pares de cromossomos 
comuns a ambos os sexos (são os cromossomos autossomos) e 1 par de cromosso-
mos sexuais (XY no sexo masculino e XX no feminino). 
As sequências de DNA de um par de homólogos geralmente são iguais, assim elas 
possuem os mesmos genes (sequências específicas de DNA) nas mesmas posições 
relativas. A representação do conjunto completo de cromossomos é chamada de 
cariótipo (Figura 3). Anormalidades cromossômicas (perda ou alteração) podem ser 
detectadas no cariótipo por diferenças no padrão das bandas ou no padrão coloração 
dos cromossomos.
Figura 3 – Cariótipo humano – cromossomos ordenados artificialmente de acordo com a sua numeração. 
Os cromossomos de um indivíduo do sexo masculino foram isolados de uma célula em divisão mitótica e 
por isso, estão altamente compactados. A coloração permite uma identificação precisa ao microscópio óptico
Fonte: Carr, 2008 
Em todos os organismos, os cromossomos carregam os genes, segmentos 
do DNA, que contém as instruções para produzir uma determinada proteína ou 
até mesmo moléculas de RNA. Entretanto, além dos genes, os cromossomos de 
eucariotos possuem um excesso enorme de DNA intercalante que parece não 
conter informação relevante. 
A quantidade de DNA intercalante entre os genes resulta nos variados tamanhos 
de genoma entre as diferentes espécies (o genoma humano é 200 vezes maior do 
que o da levedura Saccharomyces cerevisiae, mas é 30 vezes menor do que de 
algumas plantas e dos anfíbios), mesmo entre organismos similares que apresentam 
praticamente o mesmo número de genes, entre os peixes ósseos, por exemplo, o 
genoma pode variar centenas de vezes. Essa porção intercalante do DNA ainda 
não teve sua utilidade comprovada. 
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Outra fonte de variação do genoma entre as espécies é a presença de íntrons, 
regiõesnão codificantes do gene. O tamanho da região codificante (éxons) de 
um gene é geralmente constante entre as espécies, ao passo que o tamanho e a 
frequência dos íntrons é variável. 
Replicação Semiconservativa
Antes de cada processo de divisão celular (apresentado no volume II), as células 
devem duplicar seu DNA com extrema precisão. A característica de complemen-
tariedade das fitas de DNA, discutida anteriormente, é a base para o processo de 
replicação. Se as duas fitas de DNA forem separadas, rompendo as pontes de hidro-
gênio entre os pares de base nitrogenadas, cada fita parental isolada servirá como 
molde para a síntese de uma nova fita filha de DNA complementar (Figura 4). 
Como cada uma das fitas complementares da dupla-hélice é conservada, esse 
mecanismo é chamado de replicação semiconservativa. Mas como isso ocorre 
(Figura 5)?
Durante o processo de replicação, a molécula de DNA possui uma região no 
qual a dupla-hélice é desenrolada para produzir as duas fitas únicas que servirão 
como moldes para a cópia de DNA. 
Essa região recebeu o nome de forquilha de replicação devido à sua estrutura 
em forma de Y. Na forquilha de replicação, há a presença de enzimas, como 
helicase, topoisomerase e a DNA-polimerase III. A helicase é responsável por 
romper as pontes de hidrogênio abrindo a dupla-hélice, a topoisomerase impede a 
maior helicoidização da molécula de DNA, enquanto a DNA-polimerase III sintetiza 
o DNA das duas fitas novas.
À medida que a DNA-polimerase avança, a dupla-hélice é continuamente 
desenrolada na frente da enzima para expor mais as fitas de DNA que atuarão como 
moldes. No entanto, é importante lembrar que as fitas de DNA estão orientadas em 
sentido antiparalelo, sendo assim, uma fita deve ser polimerizada na direção 5’-3’ 
e outra na direção 3’-5’. 
Para isso seria necessária a atuação de duas polimerases diferentes, mas todas 
as enzimas polimerases descobertas polimerizam a molécula de DNA apenas na 
direção 5’-3’. Desse modo, ambas as fitas são construídas no mesmo sentido. 
A síntese da fita que está sendo copiada no sentido 5’-3’ ocorre continuamente, 
sendo esta chamada de fita contínua. 
A fita que está sendo copiada no sentido 3’-5’, fita descontínua, aumenta pela 
síntese de pequenos fragmentos (sintetizados no sentido 5’-3’). Esses trechos curtos 
de DNA recém-sintetizados são chamados de fragmentos de Okazaki. Por fim, 
esses fragmentos são unidos pela enzima DNA-ligase produzindo uma nova fita 
completa de DNA.
Outro importante ponto no processo de replicação é que a DNA-polimerase III 
apenas amplia uma cadeia, mas não começa o processo. 
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UNIDADE Introdução à Genética
Figura 4 – A dupla-hélice de DNA atua como molde para a síntese de uma nova fita filha de DNA 
Fonte: Aberts et al. (2010)
Desse modo, para que a polimerase atue é necessário um iniciador (primer), 
uma cadeia curta de nucleotídeos que se liga à fita molde. Na fita contínua, apenas 
um iniciador é necessário, já na fita descontínua, cada fragmento de Okazaki possui 
seu próprio iniciador. Os primers são produzidos pela enzima primase, um tipo de 
RNA polimerase, que sintetiza um pequeno trecho (8 a 12 nucleotídeos) de RNA 
complementar a uma região iniciadora. Essa cadeia de RNA é então ampliada 
pela DNA-polimerase III. Após a replicação, a DNA-polimerase retira os primers e 
preenche os espaços com DNA.
O processo de replicação do DNA é bem mais conhecido em organismos procariontes do 
que em eucariontes; contudo, existem grandes indícios que permitem concluir que esse 
processo é basicamente o mesmo em ambos, com apenas alguns aspectos únicos em 
organismos eucariontes. Por exemplo, a síntese de DNA ocorre em um trecho pequeno 
e específico do ciclo celular, diferente dos procariontes, em que o processo ocorre 
continuamente. Além disso, os cromossomos eucarióticos possuem múltiplas origens 
de replicação e utilizam duas diferentes polimerases para síntese de cada uma das 
fitas de DNA, ao invés de usar dois complexos catalíticos de uma DNA polimerase como 
em procariontes.
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Figura 5 – Processo de replicação semiconservativa do DNA, ilustrando as proteínas 
que atuam na forquilha de replicação e a diferença do processo de síntese entre 
as fitas contínua (líder) e descontínua com os fragmentos de Okazaki 
Fonte: djalmasantos.wordpress.com
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Reparo do DNA e Mutação Mecanismos 
de Reparo do DNA
A replicação do DNA é altamente precisa e fiel, ocorrendo poucos erros ao 
longo de todo o processo; cerca de um erro a cada bilhão de pares de bases. 
Essa alta precisão é necessária para manter a carga de mutação em um nível 
tolerável, principalmente em genomas grandes como os de mamíferos e isso só 
é possível devido a uma variedade de mecanismos de reparo. O mecanismo de 
revisão e reparo mais importante é feito pela atividade de exonuclease da própria 
DNA polimerase, que examina as fitas crescentes de DNA durante a sua síntese, 
eliminando qualquer base mal pareada e corrigindo-a. 
Adicionalmente, existem duas outras vias comuns de reparo que reconhecem 
bases danificadas, como bases desaminadas, oxidadas etc. A primeira é chamada 
de reparo por excisão de base e envolve uma série de enzimas que são capazes 
de reconhecer um tipo específico de base anormal na molécula de DNA e retirá-la 
para que em seguida uma DNA polimerase preencha.
A segunda via, a de reparo por excisão de nucleotídeo, remove lesões 
maiores. Nesse caso, um complexo multienzimático verifica o DNA à procura 
de distorções na dupla-hélice ao invés de uma alteração específica de base. 
Quando uma lesão volumosa é encontrada, uma enzima nuclease de excisão 
cliva os dois lados da distorção e retira os nucleotídeos contendo as bases 
danificadas. O espaço resultante na fita recém-sintetizada é, então, corrigido 
pela DNA-polimerase. 
Mutação
Nem sempre o processo de revisão e reparo é eficiente, de modo que em uma 
baixa frequência, 1) alguns nucleotídeos podem ser incorporados e mantidos 
erroneamente nas cadeias crescentes de DNA e 2) trechos de nucleotídeos podem 
ser deletados, duplicados ou rearranjados na estrutura geral da molécula. 
Essas alterações tem potencial para interferir e modificar a informação codificada 
pelos genes e são chamadas de mutações. Assim, a mutação refere-se a qualquer 
mudança herdável no genótipo de um organismo e, portanto em seu fenótipo.
A mutação é a principal responsável pela variação genética entre os organismos, 
atuando como a base para a evolução. Se não houvesse a mutação, todos os genes 
seriam de uma única forma, o que impossibilitaria a evolução dos organismos e sua 
adaptação às mudanças ambientais. Ao mesmo tempo, se as mutações ocorressem 
com frequência elas interfeririam na precisão da transferência da informação 
genética ao longo das gerações.
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UNIDADE Introdução à Genética
Além disso, a maioria das mutações com efeitos fenotípicos é deletéria aos orga-
nismos, por isso a taxa de mutação está também sob controle genético e existem 
mecanismos que regulam o nível de mutações que ocorrem nas várias condições.
As mutações podem ocorrer em todas as células e em todos os genes dos 
organismos durante qualquer estágio da vida. A capacidade de essa mutação 
resultar em efeitos imediatos e produzir uma alteração fenotípica depende da sua 
dominância, do tipo de célula em que ocorre e do estágio de vida do organismo. 
Se uma mutação ocorre em uma célula somática (qualquer célula responsável pela 
formação de tecidos e órgãos), a característica mutante resultante só ocorrerá nos 
descendentes dessa célula. 
Se uma mutação dominante ocorre em uma célula germinativa (célula sexual), 
seus efeitos serão expressos na prole. As mutações gênicas podem também surgir 
espontaneamente, quando ocorrem naturalmente sem causa conhecida, ou induzidas 
após a exposição a agentes físicos e químicos que causam alterações no DNA, 
como luz ultravioleta, radiação ionizante, agentes químicos tóxicos etc. As mutações 
espontâneas podem serreflexo do processo de replicação do DNA ou de lesões 
espontâneas e de ocorrência natural no DNA. 
Toda a informação genética codificada na molécula de DNA é traduzida em uma 
gama de proteínas com ação catalítica, estrutural ou reguladora que participam de 
vários processos metabólicos no organismo. 
Em uma célula eucariótica, o DNA está localizado no núcleo e as proteínas no 
citoplasma, de modo que a informação genética não é transferida diretamente do 
DNA para a proteína. Portanto, há a necessidade de uma molécula intermediária 
nesse processo. Quando a célula precisa de uma determinada proteína, uma 
sequência específica de nucleotídeos do DNA é copiada sob a forma de RNA, 
sendo esta a molécula responsável por direcionar a síntese proteica. 
Assim como o DNA, o RNA é um ácido nucleico, mas há algumas diferenças 
entre eles (Figura 6):
1. O RNA é uma cadeia unifilamentar de nucleotídeos e não uma dupla-hélice 
como o DNA;
2. O RNA possui o açúcar ribose na composição de seus nucleotídeos e não 
desoxirribose como no DNA; 
3. O nucleotídeos do RNA podem ser compostos por 4 bases nitrogenadas 
diferentes, a adenina, citosina, guanina e a uracila (U) que está no lugar da 
timina presente na molécula de DNA. A uracila se pareia com a adenina do 
mesmo modo que a timina; 
4. O RNA, diferentemente do DNA, pode atuar como enzima catalisando 
reações biológicas. 
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Figura 6 – Diferenças na estrutura do DNA e RNA
Fonte: bio.miami.edu
Existem três principais tipos de moléculas de RNA com importante papel na expres-
são gênica: RNA mensageiro (RNAm), transportador (RNAt) e ribossômico (RNAr).
Veremos a importância de cada um deles nos próximos tópicos.
Transcrição e Tradução
Duas etapas estão envolvidas com a expressão da informação genética (do 
DNA à proteína: 1) transcrição, transferência da informação genética do DNA ao 
RNA e 2) tradução, transferência da informação do RNA à proteína. O processo 
de transferência da informação genética: DNA  RNA  Proteína é conhecido 
como o Dogma Central da Genética Molecular.
Transcrição
Como vimos, o primeiro passo para a transferência da informação genética é 
sintetizar uma molécula de RNA que seja complementar à sequência de bases da 
molécula de DNA. Esse RNA é chamado de RNA mensageiro (RNAm).
Consideremos a transcrição de um segmento cromossômico específico que 
constitui um gene. Inicialmente, as duas fitas de DNA são separadas e uma delas 
atua como molde para a síntese de RNAm. A sequência de nucleotídeos do RNAm 
é determinada pela complementariedade do pareamento de bases com a molécula 
de DNA, portanto, A pareia com T no DNA, C pareia com G, G pareia com C e 
U do RNAm pareia com A do DNA (Figura 7).
Os nucleotídeos da cadeia de RNAm são unidos por ligação fosfodiéster pela 
enzima RNA-polimerase, que atua de modo semelhante a DNA-polimerase.
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UNIDADE Introdução à Genética
Em procariotos, uma única RNA-polimerase catalisa a transcrição, enquanto 
eucariotos possuem três: RNA-polimerase I, II e III. A fita de RNAm não permanece 
ligada por pontes de hidrogênio à fita molde de DNA assim, a sua liberação sob a 
forma de fita simples é quase imediata. 
Além disso, como esses RNAm são provenientes de uma região específica do 
DNA, sua cadeia é bem menor que a de uma molécula de DNA. Desse modo, 
muitas cópias de RNAm podem ser sintetizadas a partir do mesmo gene em um 
espaço curto de tempo.
Figura 7 – Esquema geral da transcrição
Fonte: knowgenetics.org
De acordo com o que já foi mencionado, um gene é uma região específica 
da molécula de DNA que codifica a informação de uma determinada proteína. 
Portanto, para que a RNA-polimerase possa transcrever um gene é necessário que 
ela reconheça o seu início e término no genoma. Para isso, existe uma sequência 
específica no DNA, chamada de promotor, situada próxima ao início da região 
de transcrição, que é reconhecida pela RNA-polimerase. Essa sequência é sempre 
conservada. Em eucariontes, fatores de transcrição reconhecem e se ligam à região 
promotora no DNA, formando um complexo de iniciação que é então reconhecido 
pela RNA-polimerase (Figura 8). Os fatores de transcrição devem interagir com os 
promotores na sequência correta para iniciar efetivamente a transcrição. 
Do mesmo modo que há uma sequência específica sinalizando o início da 
transcrição, há também um sinal de término. Em geral, após a transcrição em 
procariontes ocorre a síntese de uma sequência auto complementar no RNAm; 
assim, a fita de RNAm se dobra sobre ela mesma nessa região, interrompendo a 
ação da RNA-polimerase e reestabelecendo a dupla fita de DNA. Em eucariotos, 
ocorre uma clivagem do transcrito primário (RNAm), proveniente da ação da RNA-
polimerase II, em uma região 11 a 30 nucleotídeos à frente de uma sequência 
conservada de término. Em seguida, são adicionadas caudas poli (A) (cerca de 200 
A) que aumentam a estabilidade da molécula de RNAm, além de auxiliarem no seu 
transporte do núcleo para o citoplasma. Por fim, as sequências não codificantes 
de proteína presentes nos genes, os íntrons, são removidos do transcrito e as 
20
21
sequências codificantes, os éxons, são unidas. Desse modo, a molécula de RNAm 
madura se torna pronta para sair do núcleo por meio do poro nuclear, sendo 
direcionada ao citoplasma, no qual o processo de tradução ocorre.
Figura 8 – Início do processo de transcrição em eucariotos 
Fonte: studyblue.com
Traduç ão e o Código Genético
O processo de tradução envolve a transferência da informação genética de RNA 
à proteína. Sendo o RNA constituído por uma combinação de 4 bases nitrogenadas 
e as proteínas por 20 aminoácidos, não é plausível que a tradução seja uma 
relação direta entre nucleotídeos e aminoácidos. Desse modo, um aminoácido é 
determinado por um ou mais códons e cada códon possui 3 nucleotídeos (trinca 
de bases) (Tabela 2). O conjunto desses códons é chamado de código genético e 
é utilizado universalmente para todos os organismos. 
O processo de tradução ocorre no citoplasma, mais especificamente nos 
ribossomos. Os ribossomos são organelas formadas pela associação de RNAs 
ribossomais (RNAr) que e se encontram divididos em uma subunidade grande 
e outra pequena. Durante a tradução, as duas subunidades se unem sobre uma 
molécula de RNAm. A subunidade menor do RNAr possui uma região com a qual 
o RNA transportador (RNAt) pode se parear ao RNAm, enquanto a subunidade 
maior catalisa as ligações peptídicas que irão unir os aminoácidos.
O RNAt possui uma trinca de nucleotídeos, o anticódon, que é complementar e 
faz pares de base com a sequência códon do RNAm. Existem de 1 a 4 RNAt para 
cada um dos 20 aminoácidos. 
O RNAm é então conduzido através do ribossomo e assim que seus códons 
encontram os sítios ativos dos ribossomos, a sequência de nucleotídeos do RNAm é 
traduzida em aminoácidos com a utilização dos RNAt que atuam como adaptadores 
21
UNIDADE Introdução à Genética
nesse processo, adicionando cada aminoácido na sequência correta à extremidade 
da cadeia polipeptídica em construção. Assim que o ribossomo encontra um códon 
de término a proteína é liberada (Figura 9). 
Tabela 2 – O código genético
2a Base
U C A G
1a
 B
as
e
U
UUU Fenilalanina
(Fen)UUC
UUA Leucina 
(Leu)UUG
UCU
Serina 
(Ser)
UCC
UCA
UCG
UAU Tirosina 
(Tir)UAC
UAA Codão de finalização
UAG Codão de finalização
UGU Cisteína 
(Cis)UGC
UGA Codão de finalização
UGG Triptofano (Trp)
U
C
A
G
3
a Base
C
CUU
Leucina 
(Leu)
CUC
CUA
CUG
CCU
Prolina 
(Pro)
CCC
CCA
CCG
CAU Histidina 
(His)CAC
CAA Glutamina 
(Glu)CAG
CGU
Arginina 
(Arg)
CGC
CGA
CGG
U
C
A
G
A
AUU
Isoleucina 
(Ile)AUC
AUA
AUG Metionina (Met)Codão de iniciação
ACU
Treonina 
(Tre)
ACC
ACA
ACG
AAU Asparagina 
(Asn)AAC
AAA Lisina 
(Lis)AAG
AGU Serina 
(Ser)AGC
AGA Arginina 
(Arg)AGG
U
C
A
G
G
GUU
Valina 
(Val)
GUC
GUA
GUG
GCU
Alanina 
(Ala)
GCC
GCA
GCG
GAU Ácido aspártico 
(Asp)GAC
GAA Ácido glutâmico 
(Glu)GAG
GGU
Glicina 
(Gli)
GGC
GGA
GGG
U
C
A
G
Fonte:Adaptado de brainly.com.br
Figura 9 – Visão geral do processo de transcrição e tradução. Note que a sequência de RNAm 
atua tanto para a síntese de proteínas quanto de outras moléculas de RNA, como RNAr e RNAt
Fonte: efp-ava.cursos.educacao.sp.gov.br
22
23
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Cromossomo X
https://goo.gl/FTgMr7
 Livros
Ciência do DNA
MICLOS, D. A.; FREYER, G. A.; CROTTY, D. A. A. Ciência do DNA. 2.ed. Porto 
Alegre: ArtMed, 2005.
 Vídeos
A Descoberta do DNA 
https://youtu.be/zaSzjTkaM18
Estrutura do DNA e Replicação
https://youtu.be/8kK2zwjRV0M
Transcrição e Tradução
https://youtu.be/oxBPO_xTFD4
 Leitura
O Código Genético Expandido
https://goo.gl/Eb0zoQ
Saiba mais sobre o DNA
https://goo.gl/jZ94vJ
23
UNIDADE Introdução à Genética
Referências
ALBERTS, B., Johson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. Biologia 
molecular da célula. 5ª edição. Porto Alegre: Artmed.
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à genética. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2009.
SNUSTAD, D. P.; MICHAEL, J.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 
6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
WATSON, J. D.; BAKER, T. A.; BELL, S. P., GANN, A.; LEVINE, M., LOSICK, 
R. Molecular biology of the gene. 7.ed. Porto Alegre: ArtMed, 2015. 
24
Genética e Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Bases Cromossômicas da Herança
• Contextualização
• Bases Cromossômicas da Herança
• Alterações Cromossômicas Numéricas e Estruturais
• Cromossomos Sexuais e a Determinação do Sexo
 · Reconhecer os processos genéticos básicos envolvidos com a 
transmissão dos caracteres hereditários e, principalmente, entender o 
comportamento dos cromossomos durante a multiplicação celular, o 
que contribui para os fundamentos da herança descrita por Mendel.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Bases Cromossômicas da Herança
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Contextualização
Para que as características hereditárias sejam passadas de pais para filhos é 
essencial que a reprodução aconteça. Contudo, nem sempre o sexo faz parte 
desse processo. Muitos organismos unicelulares reproduzem-se apenas por divisão 
mitótica e algumas plantas formam brotos multicelulares que mais tarde se separam 
das plantas que as originaram.
No reino animal, a Hydra também se reproduz por brotamento, semelhante às 
plantas. Há também espécies de abelhas e lagartos nas quais as fêmeas reproduzem-
se sozinhas, por um processo chamado partenogênese.
Apesar de a reprodução assexuada ser simples e direta, ela resulta em 
descendentes idênticos aos organismos de origem. Ao contrário disso, a reprodução 
sexuada é mais complexa e permite a mistura de dois genomas distintos, produzindo 
descendentes geneticamente diferentes de seus pais.
Desse modo, a reprodução sexuada apresenta grandes vantagens em relação à 
assexuada, pois garante maior variabilidade genética entre os organismos.
A capacidade de uma célula para se reproduzir pode ser considerada uma das 
características mais importantes para a vida. Existem dois processos pelos quais as 
células se multiplicam, sendo responsáveis pela transferência do material genético, 
os quais veremos em detalhes nesta Unidade.
Para saber mais sobre as vantagens e desvantagens da reprodução assexuada e sexuada leia 
a reportagem “Os reais motivos pelos quais fazemos sexo”, produzida pela BBC.
https://goo.gl/saS0xk
Ex
pl
or
8
9
Bases Cromossômicas da Herança
Teoria Cromossômica da Herança
Como vimos no início do primeiro capítulo, Mendel propôs a existência de “pares 
de fatores” hereditários que eram passados de forma estável ao longo das gerações. 
Além disso, segundo Mendel, esses fatores estavam localizados nas células sexuais 
e eram separados durante a formação de gametas. Na fecundação, ocorreria a 
junção desses gametas, reestabelecendo o par de fatores no novo indivíduo.
Mais tarde, descobriu-se que os fatores propostos por Mendel eram os genes 
e Walter S. Sutton demonstrou que eles estavam localizados em cromossomos, 
surgindo, então, a teoria cromossômica da herança, que fornecia um importante 
fundamento para explicar a transmissão hereditária dos fatores de Mendel.
Após inúmeros estudos, sabemos que todo o material genético está organizado 
em cromossomos e para que haja uma correta transmissão de toda essa informação 
de geração a geração, é necessário que haja uma adequada distribuição dos 
cromossomos nos eventos de multiplicação celular, como a mitose e a meiose, que 
veremos adiante.
Para saber mais sobre os estudos que elucidaram o papel dos cromossomos na 
hereditariedade leia “2010: Um século de Drosophila na genética”.
https://goo.gl/TrmEcD
Ex
pl
or
Assista ao vídeo “Organismo modelo de Drosophila no estudo da herança ligada ao sexo”.
https://goo.gl/tBbifpEx
pl
or
Multiplicação Celular
Existem dois processos pelos quais as células podem se multiplicar: mitose e 
meiose. A multiplicação celular mitótica ocorre em praticamente todas as células 
do organismo. Nesse processo, uma célula multiplica-se originando duas novas 
células-filhas idênticas entre si e à célula parental. Essas células-filhas e a parental 
normalmente são diploides, ou seja, possuem duas cópias de cada tipo de cromos-
somo (2n), contudo o processo de mitose pode também ocorre em células haploi-
des, originado 2 novas células também haploides. Esse é o processo básico utiliza-
do por organismos multicelulares para crescimento e renovação celular (Figura 1).
9
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Já na multiplicação celular meiótica, a célula parental é 2n e origina 4 células-
filhas com apenas uma cópia de cada cromossomo (n) e geneticamente distintas da 
parental. Esse processo é a base da reprodução sexual para a maioria das plantas e 
animais e ocorre durante o processo de produção de gametas (Figura 1).
Importante!
No processo de mitose, a célula-mãe (2n) multiplica o seu conteúdo genético e se divide 
em duas novas células-filhas idênticas (2n). Na meiose, a célula-mãe (2n) multiplica-se 
emquatro novas células-filhas, mas com o conteúdo genético reduzido à metade (n).
Importante!
Figura 1 – Papel da mitose e da meiose no ciclo de vida de organismos eucarióticos
Fonte: Alberts et al., 2010
10
11
Mitose
A única maneira de formar uma célula nova é duplicar uma célula já existente. 
Para que isso ocorra, a célula executa uma sequência de passos coordenados em 
que primeiro há a duplicação exata de todo o material genético (DNA) organizado 
em cromossomos e, em seguida, a célula se divide precisamente em duas cópias 
geneticamente idênticas.
O primeiro evento é chamado de mitose e o segundo de citocinese e o conjunto 
dessas fases é o ciclo celular. A mitose é um processo contínuo e dividido em 5 fases: 
interfase (consiste em G1, S e G2), prófase, metáfase, anáfase e telófase (Figura 2).
Interfase
Crescimento e
metabolismo
Preparação
para mitose
Síntese de DNA
e duplicação
cromossômica
G2
M
4h
4h
10h
1h
Divisão
G1
S
Mitose
Citon
ese
Teló
fase
Aná
fase
Me
táf
ase
Pró
fas
e
Figura 2 – Fases do ciclo celular. Os tempos marcados se referem 
à duração de cada fase em uma célula de mamífero
Fonte: Snustad e Simmons, 2013
Na interfase, podemos observar no citoplasma as primeiras indicações do início 
da mitose, por meio do crescimento celular e da duplicação das organelas que já 
ocorrem na fase G1.
11
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Na fase S, ocorre, então, a duplicação dos cromossomos (mas eles ainda não são 
visíveis ao microscópio óptico) e também dos centríolos, organelas importantíssimas 
na coordenação do movimento dos cromossomos. Em seguida, na fase G2 a célula 
cresce e se prepara para as próximas fases da mitose (Figura 2).
A prófase é marcada pela condensação dos cromossomos e pela separação 
dos centríolos que migram para os polos opostos da célula. Com a desintegração 
da membrana nuclear e do nucléolo, os microtúbulos que partem dos centríolos 
invadem a região nuclear e se ligam a cada cromátide formando um fuso. Nessa 
fase, as cromátides-irmãs permanecem intimamente associadas pelos centrôme-
ros (Figura 3).
Importante!
Cromátides-irmãs, tanto na mitose quanto na meiose, são os dois filamentos idênticos 
de um cromossomo que se duplicou.
Os centríolos só estão presentes durante a mitose nas células animais, células vegetais 
não possuem essas organelas.
Importante!
Na metáfase, os cromossomos compostos pelas cromátides-irmãs estão alta-
mente condensados e dispostos alinhadamente no centro da célula, na placa equa-
torial. Os microtúbulos permanecem ligados às cromátides-irmãs em lados opostos 
do fuso (Figura 3).
Na fase seguinte, anáfase, os centrômeros se separam, dissociando as cromátides-
irmãs que são lentamente puxadas para os polos opostos da célula. Cada cromátide 
com seu próprio centrômero volta a ser considerada um cromossomo (Figura 3).
Por fim, na telófase, os cromossomos organizados em dois conjuntos nos polos 
opostos da célula se descondensam e uma nova membrana nuclear é formada ao 
redor de cada conjunto de cromossomos.
A mitose termina com uma célula-mãe maior, contendo dois conjuntos de cro-
mossomos em dois núcleos (Figura 3). Na etapa seguinte, a citocinese, o citoplas-
ma é dividido por constrição mediana, separando as duas células-filhas (Figura 3).
Assista ao vídeo mostrando o processo real da mitose em microscópio eletrônico.
https://youtu.be/CU0Al6FHYiUEx
pl
or
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13
Intérfase
Início de Metáfase
Anáfase
Prófase
Centrossomo Centrossomo
�lhos começam a
se separar
Cromossomos replicados
condensando-se com
duas comátides irmãs
juntas no centrômero
Núcleo disperso
Centrômero com
cinetócoros ligados
Envoltório nuclear
intacto
Membrana plasmática
Citoplasma
Núcleo
Nucléolo
Cromossomos ainda
não visíveis ao
microscópio óptico
Centrossomo duplica-se.
Cromossomos começam
a se condensar e
tornam-se visíveis.
ETAPA 1
Envoltório nuclear
se desfaz
ETAPA 2
Polo do fuso
Cromossomo
Vesículas do envoltório nuclear
Microtúbulo do áster
Membrana plasmática
Microtúbulo polar
Cinetócoros
Microtúbulo de cinetóroco
Metáfase
Citocinese
Cromossomos
movem-se para
placa metafásica 
ETAPA 3
Polo do fuso
Vesículas do envoltório nuclear
Cromossomos alinham-se na placa
metafásica a meio caminho entre os pólos
Microtúbulo do áster
Microtúbulo polar
Cinetócoros
Microtúbulo de cinetóroco
Microtúbulos de
cinetócoros encurtam-se
à medida que a
cromátide (o crmossomo)
é levada para o pólo
Microtúbulo
polar alonga-se
Microtúbulo do àster
Aumento de separação
dos microtúbulos polares
Telófase
Descondensação de
cromossomos sem
microtúbulos de
cinetócoro
Reconstitui-se
envoltório nuclearMicrotúbulos polares
Envoltório nuclear completo circunda
cromossomos descondensados
Reaparece nucléolo
Corpo médio: região de
superposição de microtúbulos Par de centriolos marca
local do centrossomo
Reconstrução de arranjo
interfásico de microtúbulos
Restos de microtúbulos
polares do fusoAnel contrátil criando
sulco de clivagem
Separação de
cinetócoros irmãos
inicia Anáfase
ETAPA 4
Reconstitui-se
envoltório nuclear
ETAPA 5
Sulco de clivagem
divide célula em duas
ETAPA 6
Figura 3 – Mitose em células animais
Fonte: Snustad e Simmons (2013)
13
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Meiose
O segundo tipo de multiplicação celular é especializado para produzir células 
com a metade do número de cromossomos da célula-mãe e geneticamente distintas. 
Essas células irão formar os gametas, espermatozoides e óvulos, envolvidos com o 
processo de reprodução sexual dos organismos.
A maioria dos organismos eucarióticos se reproduz sexuadamente. Assim, os 
gametas masculinos e femininos se fecundam misturando os genomas para produzir 
um descendente diferente dos pais. Se em geral os organismos são diploides (2n), é 
necessário que os gametas sejam haploides (n) para que a fusão entre dois gametas 
(n + n) gere um descendente diploide.
No núcleo de cada célula de um organismo diploide, há duas cópias de cada 
cromossomo autossômico mais um par de cromossomos sexuais, de acordo com o 
sexo do indivíduo. As duas cópias de cada cromossomo autossômico, uma herdada 
do pai e outra da mãe, são chamadas de cromossomos homólogos e na maioria 
das células eles se encontram separados, como cromossomos independentes. 
Entretanto, durante a meiose, cada cromossomo deve se comunicar com o seu 
homólogo por meio de pareamento e recombinação genética.
A meiose envolve uma etapa de duplicação do material genético e dois eventos 
de divisão celular, o primeiro chamado de divisão reducional (Meiose I) porque 
reduz o número de cromossomos pela metade, e o segundo chamado de divisão 
equacional (Meiose II).
Como na mitose, o ciclo meiótico também inclui as fases G1, S e G2. Durante a 
fase S, cada cromossomo se duplica e as cromátides-irmãs permanecem associadas 
pelos centrômeros. O primeiro estágio da meiose após a replicação é uma prófase I 
longa e complexa, envolvendo vários subestágios (leptóteno, zigóteno, paquíteno, 
diplóteno e diacinese). No geral, nessa fase os pares de cromátides-irmãs, os 
cromossomos homólogos paterno e materno, pareiam-se e vão se tornando cada 
vez mais próximos até formarem uma estrutura de quatro cromátides, chamada de 
bivalente (Figura 4).
O pareamento próximo favorece a recombinação entre os homólogos por um 
processo conhecido como crossing over, ou seja, as cromátides não irmãs dentro 
de cada par de homólogos trocam segmentos de material genético umas com as 
outras (Figura 4).
Esse processo resulta em diferentes combinações de cromossomos, contribuin-
do para uma enorme quantidade de variação genética em populações de reprodu-
ção sexual.
14
15
Cromossomo 1
paterno replicado
Cromossomo 1
materno replicado
Centrômero
Cromátides irmãs
Bivalente Quiasma
 (A) (B)
Figura 4 – Pareamento dos cromossomos homólogos e recombinação entre as cromátides não irmãs 
dos cromossomos homólogos. Quiasma é o nome dado à conexão entre as cromátides não irmãs
Fonte: Albertset al., 2010
Na prófase I, ocorre, ainda, a desintegração do núcleo e do nucléolo. Em 
seguida, na metáfase I, os pares de cromossomos homólogos estão altamente 
condensados e dispostos em lados opostos da placa equatorial. Os centríolos se 
ligam ao centrômero de cada cromossomo homólogo.
Na anáfase I, cada cromossomo homólogo é puxado pelo centríolo em 
direção a polos opostos da célula; assim, cada cromossomo continua consistindo 
em duas cromátides. A separação dos cromossomos homólogos ocorre de modo 
independente. Quando os cromossomos atingem os polos da célula, ocorre a 
telófase I, a membrana nuclear se reconstitui ao redor de ambos os conjuntos de 
cromossomos, ocorre a citocinese e, num intervalo, a interfase; contudo, agora 
não há replicação do DNA.
A meiose II é parecida com a mitose normal (contudo, há apenas um par de 
cada cromossomo no núcleo).
15
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Na prófase II, os cromossomos se condensam e se movem para a região 
mediana da célula.
Na metáfase II, os cromossomos se alinham na placa equatorial, ligados aos cen-
trômeros, que puxam os cromossomos para os polos opostos da célula na anáfase II.
Quando cada conjunto de cromossomo chega ao polo e o movimento cessa, 
as membranas nucleares se formam ao redor de cada conjunto de cromossomos 
haploides, telófase II e, por fim, a citocinese ocorre. O processo completo da 
meiose e sua comparação com a mitose é apresentado na figura 5.
 (A) (B)
Figura 5 – Comparação entre meiose e mitose
Fonte: Alberts et al., 2010
16
17
Importante!
Durante a anáfase da mitose (e da meiose II), ocorre a segregação das cromátides-
-irmãs de cada cromossomo; já na anáfase da meiose I são os cromossomos homólogos 
que se separam.
Importante!
Em geral, o resultado final das duas divisões meióticas é quatro células-filhas com 
número de cromossomos haploides. Essas células possuem destinos diferentes nos 
diferentes organismos. Nas plantas, em geral, as células haploides provenientes 
da meiose realizam várias divisões mitóticas originando um organismo haploide, o 
gametófito, que produz gametas, ovócitos ou espermatozoides.
Os gametas se fundem durante a fertilização, originando o zigoto diploide que 
se divide mitoticamente em um esporófito. Esse ciclo de vida contendo organismos 
diploides e haploides na espécie é chamado de alternância de gerações.
Nos animais, as células haploides resultantes da meiose se desenvolvem 
diretamente em gametas. Na fêmea, apenas uma das quatro células haploides se 
desenvolverá em um ovócito; as outras se degeneram; enquanto nos machos, todas 
as quatro células haploides se desenvolverão em espermatozoides. A produção de 
gametas, chamada de gametogênese, ocorre nas gônadas, ovários (ovocitogênese) 
e testículos (espermatogênese).
Importante!
Principais consequências genéticas da meiose:
1) Redução do número diploide de cromossomos para haploide, etapa essencial para 
a produção de gametas;
2) Troca de segmentos entre as cromátides homólogas, sendo esse mecanismo 
importantíssimo para aumentar a variação genética;
3) Segregação independente dos cromossomos homólogos (veremos isso com mais 
detalhes na próxima Unidade).
Importante!
Esquematize a meiose de uma célula de Drosophila que possui apenas 4 pares de cromos-
somos (2n=8).Ex
pl
or
17
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Alterações Cromossômicas 
Numéricas e Estruturais
O processo de segregação dos cromossomos homólogos durante a meiose é 
uma matemática intracelular perfeita. Os humanos, por exemplo, possuem 46 
cromossomos que se tornam 92 quando duplicados no início da meiose e 4 conjuntos 
completos, desses, 92 cromossomos precisam ser corretamente distribuídos entre 
as 4 novas células-filhas.
Algumas vezes essa distribuição não é adequada e os cromossomos homólogos 
falham na sua separação, um fenômeno chamado de não disjunção e que pode 
acontecer tanto na meiose I quanto na II. Quando isso acontece, o resultado é que 
alguns gametas haploides apresentam um cromossomo a menos, e outros possuem 
mais de uma cópia do mesmo cromossomo, sendo chamados de aneuploides.
A aneuploidia é comum e foi originalmente estudada em plantas. No geral, 
os organismos mutantes apresentam uma cópia extra de um determinado 
cromossomo; portanto, ao invés de um par, o organismo possui uma triplicata de 
um mesmo cromossomo, sendo chamado de trissomia. Os mutantes nessas plantas 
são geralmente causados por fatores transmitidos principalmente por fêmeas e em 
geral apresentam um efeito fenotípico viável não letal.
Casos de aneuploidia já foram identificados em muitas espécies, incluindo no 
homem, mas diferente das plantas, os seres humanos não toleram muitos tipos de 
anomalias cromossômicas. O fenômeno de aneuploidia parece ocorrer em quase 
5% dos espermatozoides produzidos por homens férteis, mas é mais comum em 
mulheres, principalmente com idade mais avançada, como visto em plantas.
De 35 a 50% das crianças com número anormal de cromossomos são filhos 
de mães com mais de 35 anos. Isso ocorre porque a meiose dos ovócitos é 
interrompida na prófase I ainda durante o período fetal e só é completada no 
momento da ovulação. Desse modo, após 30 ou 40 anos com a meiose suspensa, 
provavelmente os ovócitos começam a se deteriorar. Tais erros de segregação são 
a causa de muitos abortos espontâneos e de retardo mental em humanos. Por 
exemplo, a síndrome de Down é causada por uma cópia extra do cromossomo 21 
(trissomia do 21), totalizando 47 cromossomos ao invés de 46 (Figura 6).
A síndrome de Patau (trissomia do 13) e de Edwards (trissomia do 18) são 
também exemplos de anomalias cromossômicas numéricas, contudo elas são raras 
e devido às anomalias fenotípicas serem muito graves as pessoas vivem pouco.
18
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Figura 6 – Cariótipo de uma mulher portadora de Síndrome de Down (Trissomia do cromossomo 21)
Fonte: iStock/Getty Images
As trissomias podem ocorrer também nos cromossomos sexuais, originando 
cariótipos humanos com triplo X (47, XXX). Neste caso, as pessoas sobrevivem, 
pois dois cromossomos X estão inativos, de modo que fenotipicamente são 
mulheres, mas apresentam fertilidade reduzida e um leve retardo mental.
O cariótipo 47 XXY também pode ocorrer e, nesse caso, os indivíduos são 
estéreis e do sexo masculino, mas podem apresentar características sexuais 
femininas. Essa anomalia é conhecida como Síndrome de Klinefelter.
A origem do cariótipo XXY pode ser resultado da fertilização de um excepcional 
ovócito XX e um espermatozoide Y, ou de um ovócito X e um excepcional 
espermatozoide XY.
Casos de monossomia, quando há a falta de um cromossomo, também existem em 
seres humanos. A única viável é a síndrome de Turner, em que o indivíduo apresenta 
um cariótipo 45, X, originado da fertilização de ovócitos ou espermatozoides com 
falta de um cromossomo sexual. Indivíduos com essa anomalia são fenotipicamente 
mulheres, mas com ovários rudimentares e na maioria das vezes estéreis.
Além de anomalias numéricas, alterações cromossômicas estruturais também 
podem acontecer, como a deleção ou duplicação de segmentos cromossômicos, 
causando também aneuploidias.
Ao contrário da aneuploidia, a poliploidia é a presença de um conjunto 
cromossômica inteiro a mais, isto é, organismos diploides podem ser triploides, 
quadriploides etc. (Figura 7).
19
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
A poliploidia é muito comum em plantas, metade de todos os gêneros de plantas 
são poliploides, sendo muito rara em animais; contudo, mesmo nas plantas os 
organismos poliploides tendem a ser estéreis.
A principal característica fenotípica observável da poliploidia é o grande 
aumento celular, provavelmente relacionado ao maior número de cromossomos. 
Estas espécies tendem a produzir frutos e sementes também de maior tamanho, 
o que as tornam interessantes à agricultura, tais como trigo, morango, melancia, 
batata e berinjela, entre outras.
Gâmeta
Gâmeta
Cariótipo
das espécies
parentais
2n = 6
4n = 12Tetraplóide
Meiose anormal
não-disjunção
Auto
fecundação
Zigoto
autopoliplóide
Figura 7 – Esquema do surgimento da poliploidia
Cromossomos Sexuais e a 
Determinação do Sexo
No reino animal, muitas espécies apresentam grande distinção entre machos 
e fêmeas e, nesse caso, eles são sexualmente dimórficos. Em algumas espécies 
de crocodilos, tartarugas, lagartos, jacarés e até mesmo de peixes, o dimorfismo 
sexual é dependente de fatores ambientais, como a temperatura de incubação dos 
ovos, ou mesmo de fatores sociais. Para outras, o sexo da prole é determinado por 
fatores genéticos, em geral envolvendo um par de cromossomos sexuais.
20
21
Nas espécies em que há a presença de cromossomos sexuais, eles são também 
segregados durante a meiose. Pensando em humanos e outros mamíferos 
placentários, sabe-se que as fêmeas possuem dois cromossomos X e os machos 
um X e um Y; a produção de gametas resultante da meiose em fêmeas será sempre 
de células haploides com cromossomo X, enquanto nos machos teremos alguns 
gametas com cromossomo X e outros com Y (Figura 6a). De modo que, após a 
fusão dos gametas masculino e feminino na fecundação, a determinação sexual 
do organismo descendente será dada pela presença ou ausência do cromossomo 
Y, pois este apresenta um efeito dominante sobre X. Um fator determinante de 
testículo é produzido por um gene específico no cromossomo Y, responsável por 
induzir a medula das gônadas embrionárias a se desenvolver em testículos, esses 
então, passam a produzir testosterona, um hormônio que garante as características 
sexuais masculinas.
Diferentemente disso, em Drosophila (mosca-da-fruta) a determinação do sexo se 
dá pela proporção de cromossomos X em relação aos cromossomos autossômicos.
Assim como nos humanos, as moscas de frutas possuem um par de cromossomos 
sexuais, XX ou XY, e três pares de autossomos (AA). Quando a proporção entre X:A 
é maior do que 1, as moscas se desenvolvem como fêmeas e quando a proporção 
é menor, as moscas se desenvolvem como machos, de modo que o cromossomo Y 
não apresenta nenhum efeito no dimorfismo sexual. Isso ocorre porque as moscas 
possuem um gene no cromossomo X que é ativado ou desativado dependendo da 
proporção X:A.
Em ambos os exemplos dados, os machos possuem dois tipos de gametas, 
os portadores de cromossomo X e os de Y, sendo chamados de sexo heteroga-
mético. As fêmeas, por sua vez, são homogaméticas. Em alguns insetos, como 
gafanhotos, as fêmeas são também homogaméticas (XX), contudo o cromosso-
mo Y é ausente, de modo que o sexo masculino é definido pela ausência de um 
cromossomo, sendo, portanto X0 (xis-zero). Nesse caso, durante a meiose, os 
machos produzem gametas portadores do cromossomo X e gametas ausentes de 
cromossomo sexual (Figura 6b).
Em aves, algumas espécies de peixes, lagartos e insetos o sistema de determinação 
do sexo é do tipo ZW e ao contrário dos sistemas XY e X0, os machos possuem 
dois cromossomo iguais (ZZ) e as fêmeas são heterogaméticas (ZW) (Figura 6c); 
contudo, pouco se sabe sobre o mecanismo de determinação sexual desse sistema.
Há aind a o sistema haploide-diploide (Figuras 6d e 7), comum em abelhas, 
em que os embriões haploides originarão machos e os embriões diploides se 
desenvolverão em fêmeas.
21
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
22+
X
22+
Y
44+
XX
22+
X
44+
XY
44+
XX
44+
XY
ÓvulosEsperma
Parentes
Zigotos
(descendência)
SISTEMA X-Y
(a)
22+
XX
22+
X
SISTEMA X-0
(b)
76+
ZW
76+
ZZ
SISTEMA X-W
(c)
22
23
16
Haplóide
32
Diplóide
SISTEMA HAPLÓIDE-DIPLÓIDE
(d)
Figura 8 – Sistemas de determinação de sexo a) XY, comum em mamíferos incluindo o homem; 
b) X0, comum em insetos; c) ZW, comum em aves e d) haplo-diploide, comum em abelhas
Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images
Nesse caso, a rainha produz ovócitos por meiose, pois ela é diploide, enquanto 
o zangão produz espermatozoides por mitose, pois já são organismos haploides. 
Nesse tipo de sistema, a rainha pode controlar a proporção de machos e fêmeas 
regulando o número de ovócitos que serão ou não fertilizados. A produção de 
descendentes machos pela não fertilização de ovócitos é um mecanismo chamado 
de partenogênese.
FÊMEA
(2n)
MACHO
(n)
Meiose
Sem fertilização
Partenogênese
OvócitoGametas Ovócito Espermatozóide
Mitose
n n n
Zigoto (n)
Macho
Fertilização
Zigoto (2n)
Fêmea
Figura 9 – Sistema haplo-diploide em abelhas
Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images
23
UNIDADE Bases Cromossômicas da Herança
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Mitose e Meiose
Teste seus conhecimentos sobre mitose e meiose com essa atividade interativa
https://goo.gl/1URgJz
 Vídeos
Reprodução Sexuada e Assexuada
https://youtu.be/gRpEt61XM4M
Mitose
https://youtu.be/L0k-enzoeOM
Meiose
https://youtu.be/qCLmR9-YY7o
24
25
Referências
ALBERTS, B. et al. P. Biologia molecular da célula. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, ano.
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à genética. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2009.
SNUSTAD, D. P.; MICHAEL, J.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 
6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
WATSON, J. D. et al. Molecular biology of the gene. 7.ed. Porto Alegre: 
ArtMed, 2015.
25
Genética e Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Mecanismos da Herança
• Mendelismo
• Heredogramas
• Codominância
• Alelos Múltiplos
• Interação Gênica
 · Identificar os mecanismos genéticos que causam ou predispõem 
alterações e atuam na herança de caracteres.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Mecanismos da Herança
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Mecanismos da Herança
Contextualização
Alguém já lhe disse que você tem os olhos da sua mãe ou o nariz do seu avô? Ou, 
ainda, como seu irmão possui olhos azuis se você e seus pais têm olhos castanhos? 
Essas e outras perguntas relacionadas ao “que torna um indivíduo do jeito que ele 
é” foram estudadas e respondidas pela Genética.
Como vimos até aqui, a Genética trata da transferência de informação biológica 
de célula a célula, dos pais para os filhos e, desse modo,de geração a geração.
Os pesquisadores se preocuparam com as razões e os mecanismos envolvidos 
com essas transferências, que são a base para as diferenças e as semelhanças vistas 
entre os grupos de organismos.
Os experimentos de Gregor Mendel com ervilhas de jardim (Pisum sativum) 
foram fundamentais para o entendimento de como as características são herdadas, 
e é o que veremos nesse capítulo.
8
9
Mendelismo
A redescoberta dos estudos de Mendel somada à teoria cromossômica da 
herança e ao conhecimento atual do século XXI permitiram concluir que os padrões 
hereditários são determinados por genes presentes aos pares nos organismos, 
mas que se segregam durante a produção de gametas, de modo que qualquer 
gameta recebe apenas um ou outro gene pareado. E esse par de genes é, então, 
reestabelecido na prole.
Vamos entender com mais detalhes como os estudos de Mendel possibilitaram 
essas conclusões posteriores.
Gregor Mendel nasceu em 1822; aos 21 anos ingressou em um Monastério 
católico na antiga cidade Brunn, Áustria, e aos 25 anos foi ordenado padre.
Além de suas atividades religiosas, Mendel era um grande pesquisador. Estudou 
na Universidade de Viena, entre 1851 e 1853, e após retornar ao Monastério 
iniciou seus experimentos genéticos, que o tornaram famoso.
Ele sempre viveu em meio aos agricultores e conhecia bem os estudos que 
tentavam desvendar os segredos que envolviam a herança de certas características 
expressas por diferentes espécies de plantas. Daí surgiu o seu interesse em realizar 
diversos cruzamentos entre plantas e observar a expressão dos caracteres.
Durante oito anos, Mendel realizou vários experimentos com várias espécies 
diferentes de plantas; entretanto, seu maior sucesso foi com as ervilhas. O sucesso 
com as ervilhas não foi por acaso, mas sim por apresentarem características que 
facilitavam o seu manuseio nas pesquisas.
A ervilha de jardim, Pisum sativum, cresce facilmente em canteiros ou em vasos 
em estufas, possui ciclo reprodutivo relativamente curto, é uma planta diploide 
(possuindo apenas dois conjuntos de cromossomos) e os órgãos reprodutivos 
apresentam flores que realizam autofertilização; portanto, é uma planta fácil de ser 
cultivada e cruzada.
Para iniciar seus experimentos, Mendel escolheu linhagens puras de ervilha por 
meio da autofertilização e teve o cuidado de escolher indivíduos que apresentavam 
apenas uma característica observável diferente entre si no momento de realizar os 
cruzamentos. Como nem sempre isso era possível, Mendel procurava observar 
apenas uma característica de cada vez. A seguir são apresentadas as sete principais 
características estudadas por Mendel nas ervilhas.
9
UNIDADE Mecanismos da Herança
Figura 1 – As sete características observadas por Mendel nas ervilhas Pisum sativum
Alelo: membro de um par de um gene que ocorre em um determinado local (locus) no 
cromossomo. Os alelos são representados pelo mesmo símbolo básico (exemplo, “B” para 
planta alta e “b” para planta anã).
Cromossomos Homólogos
B b
Alelos
Lócus
gênico
Figura 2 – Cromossomos homólogos
Caráter: Característica de um indivíduo relacionada à sua estrutura, forma, substância 
ou função.
Dominância: Condição na qual um membro de um par de alelos predomina em manifestação 
ao outro (exemplo, B sobre b).
Hereditariedade: Transmissão de características dos genitores à prole.
Heterozigoto: Organismo com membros diferentes de um determinado par de alelos 
(exemplo Bb).
Híbrido: Uma prole de genitores homozigotos que difere em um ou mais genes.
Homozigoto: Um indivíduo no qual as duas cópias de um gene são do mesmo alelo 
(exemplo BB ou bb).
Ex
pl
or
10
11
Figura 3 – Exemplos de alelos homozigotos e heterozigotos
Linhagens puras: São plantas que apresentam sempre as mesmas características após a 
autofertilização, isto é, as características não mudam ao longo das gerações.
Recessividade: Quando um membro de um par de alelos não tem a habilidade de se 
manifestar quando o membro dominante está presente.
Segregação: Separação dos cromossomos paternos e maternos um dos outros na meiose.
Segregação independente: Distribuição aleatória de alelos para os gametas.
1ª Lei de Mendel: Monoibridismo
Em um dos seus experimentos, Mendel cruzou plantas altas com plantas anãs, 
ambas puras, e observou que todos os descendentes dessa primeira geração eram 
altos, desaparecendo a característica baixa.
As plantas cruzadas inicialmente são denominadas de parental (P) e a primeira 
geração, de geração F1. Mendel, então, permitiu a autofertilização dos descendentes 
da F1 e quando analisou a prole, agora chamada de F2, observou a presença tanto 
de plantas altas quanto anãs em uma proporção de 3:1 (3 plantas altas para 1 
planta baixa).
Mendel observou que os híbridos (F1) produzidos do primeiro cruzamento tinham 
a capacidade de produzir uma geração anã, embora todos fossem altos, o que permitiu 
deduzir que estes híbridos apresentavam um fator genético para a característica alta 
que dominava a expressão do fator para anã. Assim, ele denominou o fator anão 
como recessivo e o fator alto foi expresso como dominante, e sugeriu, também, 
que os fatores recessivo e dominante se separavam um do outro quando as plantas 
híbridas se reproduziam. 
Mendel obteve o mesmo resultado estudando as outras seis características 
das ervilhas apresentadas na Figura 1, de modo que apenas uma das duas 
características analisadas era expressa nos híbridos em F1 e quando os híbridos 
eram autofecundados produziam dois tipos de prole, cada uma semelhante a uma 
das plantas parentais, sempre na proporção 3:1.
11
UNIDADE Mecanismos da Herança
Um segundo exemplo dos cruzamentos de Mendel pode ser observado na Figura 4.
P:
(parental)
F1:
(1ª geração)
F2:
(2ª geração)
X
Cruzamento entre
ervilha verde e 
ervilha amarela
100% de ervilhas amarelas
(auto-cruzamento)
1 ervilha verde para
cada 3 amarelas
Figura 4 – Exemplo representativo dos cruzamentos realizados por Mendel entre ervilhas 
que produziam sementes verdes e ervilhas com sementes amarelas
Em conclusão, cada característica analisada por Mendel nos cruzamentos 
monoíbridos (experimentos em que apenas uma característica é observada) 
parecia ser controlada por um fator hereditário em par, hoje chamado de gene, 
que se apresentava sob duas formas, dominante e recessivo, chamadas de alelos.
Mendel ainda sugeriu que cada uma das plantas parentais utilizadas possuía 
duas cópias idênticas de um gene; portanto, denominadas homozigotas. Durante 
a produção de gametas, essas cópias seriam separadas e na fecundação o número 
diploide da espécie seria restaurado no zigoto. Nesse caso, sendo os parentais 
homozigotos para duas características diferentes (alta e baixa ou verde e amarela), 
o zigoto híbrido herdaria dois alelos diferentes, um da mãe e outro do pai. Portanto, 
essa prole é denominada de heterozigota. Mesmo um alelo sendo dominante, o 
recessivo não desaparece, de modo que quando os heterozigotos são cruzados entre 
si há a probabilidade de dois gametas com o alelo recessivo se unirem, resultando 
no reaparecimento da característica recessiva.
Mendel e outros pesquisadores criaram uma linguagem de termos e símbolos 
para facilitar a análise matemática dos cruzamentos e também permitir previsões 
dos resultados. Os fatores hereditários, ou seja, os genes são representados por 
letras, sendo a letra maiúscula representativa de um gene dominante e a letra 
minúscula representativa de um gene recessivo, que serve também como base para 
a escolha da letra denotativa do genótipo.
Considerando o cruzamento entre ervilhas que produzem sementes lisas com 
ervilhas que produzem sementes rugosas, as ervilhas parentais utilizadas no primeiro 
cruzamento são homozigotas para alelos diferentes que controlam a textura da 
semente. A característica rugosa é recessiva; portanto, seu alelo é simbolizado 
pela letra r minúscula e o alelo para lisa, dominante, é simbolizado pela letra R 
maiúscula (Figura 5). Aletra utilizada como símbolo é representativa da característica 
recessiva, neste caso r de rugosa. Portanto, as ervilhas com sementes rugosas e 
12
13
lisas puras são representadas por rr e RR, respectivamente. A composição alélica 
é denominada genótipo, enquanto a característica (alta, baixa, verde, amarela, lisa, 
rugosa) constitui o fenótipo.
No exemplo mostrado na Figura 5, as linhagens parentais puras lisa e rugosa, 
RR e rr, contribuem igualmente para a sua prole F1 que apresenta um genótipo 
Rr, ou seja, elas são heterozigotas para o alelo que controla textura da semente 
(possuem um gene dominante e outro recessivo). Contudo, a prole F1 possui o 
mesmo fenótipo que a geração parental RR, todas lisas, pois o alelo R é dominante 
em relação a r. 
Durante a meiose, os cromossomos homólogos se separam, segregando também 
os alelos, de modo que essas plantas de F1 produzem dois tipos de gametas em iguais 
proporções, R e r. A autofecundação de F1 permite que diferentes combinações 
ocorram entre os gametas R e r, gerando 3 tipos de genótipos: RR, rr e Rr (Figura 
5 e Tabela 1). Contudo, devido à dominância, os 3 genótipos resultam em dois 
fenótipos apenas: lisa (RR e Rr) e rugosa (rr) (Tabela 1). Portanto, a geração F2 
possui plantas com sementes lisas e rugosas em uma proporção de 3:1.
rr RR
r R
RrRr
Rr
R
R
r
r
RR
rrRr
Rr
Geração P
X
Gametas
Geraçãpo F1
Geraçãpo F2
Quadrado de Punnet
Figura 5 – Representação simbólica do cruzamento monoíbrido entre ervilhas 
que produzem sementes lisas e ervilhas que produzem sementes rugosas
Tabela 1. Resumo dos resultados fenotípicos e genotípicos obtidos por Mendel com o 
cruzamento entre ervilhas que produzem sementes lisas e ervilhas que produzem sementes rugosas. 
Os resultados são baseados no cruzamento apresentado no quadrado de Punnet da Figura 5
Fenótipo Genótipo Proporção genotípica Proporção fenotípica
Lisa RR 1 3
Rr 2
Rugosa rr 1 1
13
UNIDADE Mecanismos da Herança
Importante!
Para representar os cruzamentos, utiliza-se o diagrama do quadrado de Punnet, como 
mostrado a seguir:
Importante!
Em cada quadradinho 
na horizontal, estão os 
gametas masculinos.
Nestes quadradinhos estão 
os possíveis resultados 
dos cruzamentos entre 
os diferentes gametas 
dos genitores.
Em cada quadrinho 
na vertical, estão os 
gametas femininos.
Figura 6
Mendel realizou ainda uma autofecundação da geração F2, produzindo a 
geração F3. Todas as plantas com sementes rugosas produziram uma prole apenas 
com sementes rugosas, demonstrando que esses alelos eram homozigotos (rr). 
Com relação às plantas com sementes lisas, 1/3 delas produziu uma prole com 
apenas plantas de sementes lisas, sendo também homozigotos (RR) e os outros 
2/3 produziu uma prole com plantas de sementes lisas e rugosas, sendo, portanto, 
heterozigotos (Rr).
Como podemos perceber, dois princípios básicos regem os cruzamentos 
monoíbridos:
• O princípio da segregação: no qual, em um gene heterozigoto, os dois 
alelos diferentes segregam-se um do outro durante a produção de gametas, na 
meiose, assim como ocorre para um gene homozigoto;
• O princípio da dominância: no qual, em um heterozigoto, um alelo pode 
suprimir a expressão do outro.
14
15
Desse modo, a primeira Lei de Mendel, também chamada de Lei da Segregação 
dos fatores, pode ser enunciada da seguinte forma: “Cada caráter é determinado 
por um par de fatores que se segregam durante a formação de gametas, assim pai 
e mãe transmitem apenas um gene para seus descendentes.”
2ª Lei de Mendel: Diibridismo
Além do monoibridismo, Mendel analisou, também, a transmissão combinada 
de duas características, realizando experimentos de diibridismo. Para isso, mais 
uma vez Mendel iniciou os cruzamentos com linhagens puras, ou seja, homozigotas 
dominantes e recessivas. Ele cruzou plantas que produziam sementes amarelas e 
lisas com plantas que produziam sementes verdes e rugosas.
O objetivo de Mendel era saber se as duas características seriam herdadas, 
independentemente uma da outra. Vimos nos experimentos de monoibridismo 
que as características amarela e lisa são dominantes em relação às características 
verde e rugosa, que são recessivas; portanto, o genótipo dos parentais era VVRR 
e vvrr, respectivamente. Após o cruzamento, a geração F1 apresentou todas as 
sementes amarelas e lisas, de modo que os alelos para essas características eram 
então dominantes, mas possuíam um genótipo heterozigoto (VvRr).
Mendel realizou a autofecundação com a geração F1 e obteve uma geração F2 
com todas as possíveis classes fenotípicas: sementes amarelas e lisas, amarelas e 
rugosas e sementes verdes e rugosas e verdes e lisas, em uma proporção de 9:3:3:1, 
respectivamente. Esses resultados permitiram concluir que cada característica era 
controlada por um gene diferente segregando dois alelos e os genes eram herdados 
independentemente.
A Figura 7 mostra a representação simbólica do cruzamento feito por Mendel 
e as respectivas proporções fenotípicas e genotípicas. Sabemos que uma planta 
diploide produz gametas haploides, ou seja, com apenas uma cópia de cada gene. 
Sendo assim, as plantas VVRR produzem gametas com apenas uma cópia do gene 
para cor da semente (alelo V) e uma cópia do gene para textura da semente (alelo 
R). O mesmo ocorre para as plantas vvrr, que possuem uma cópia do gene v e r 
em seus gametas.
Desse modo, a fecundação desses gametas entre as plantas (VR x vr) produzirá 
indivíduos 100% heterozigotos em F1 (VvRr) com um fenótipo amarelo e liso, pois 
os genes V e R são dominantes sobre v e r.
As plantas heretozigotas, por sua vez, produzem gametas com diferentes 
combinações entre os alelos de cada característica (VR, vr, vR e Vr), sendo sempre 
V e R os genes dominantes. Portanto, a autofecundação da geração F1 produz 
todos os fenótipos possíveis.
15
UNIDADE Mecanismos da Herança
Figura 7 – Representação simbólica do cruzamento diíbrido entre ervilhas que produzem 
sementes lisas e amarelas e ervilhas que produzem sementes rugosas e verdes
Outras combinações entre plantas com características diferentes foram 
realizadas por Mendel e, em todos os casos, ele observou que os genes segregavam-
se independentemente, o que o levou a postular o terceiro princípio básico da 
Genética Mendeliana:
• O princípio da segregação independente: os alelos de diferentes genes 
(a cópia de cada gene) segregam-se durante a formação dos gametas, 
independentemente uns dos outros.
16
17
Tente fazer exercícios de cruzamentos monoíbridos (por exemplo: plantas altas x plantas 
anãs; cobaias de pelo preto x cobaias de pelo branco – sabendo-se que a característica anã 
das plantas e a pelagem branca dos cobaias é recessiva) e diíbridos (por exemplo: cobaias 
com pelos grossos e pretos x cobaias com pelos lisos e brancos) para treinar. Lembre-se de 
aplicar o uso dos símbolos adequadamente. Se quiser, realize esses testes com características 
da sua própria família (por exemplo, cor dos olhos, textura do cabelo, cor da pele etc.)
Ex
pl
or
Heredogramas
Experiências com cruzamentos genéticos dirigidos não podem ser realizadas 
com a espécie humana; sendo assim, a determinação do padrão de herança 
das características depende de um levantamento histórico das famílias em que 
certas características aparecem. Isso permite que um geneticista entenda se uma 
determinada característica é ou não hereditária.
Esses estudos são feitos utilizando heredogramas. Os heredogramas são 
diagramas utilizados para evidenciar o grau de parentesco entre membros de uma 
mesma família, por meio do uso de símbolos. Nesses esquemas, os homens são 
representados por um quadrado e as mulheres por um círculo. A reprodução entre 
homens e mulheres é representada por uma linha horizontal, a prole é evidenciada 
a seguir, na sequência da esquerda para a direita, por ordem de nascimento (Figura 
8) e as gerações são representadas ao lado, por números romanos.
Indivíduo do
Sexo Masculino
Indivíduo do
Sexo Feminino
Sexo Inde�nidonº de �lhos do
sexo indicado
Afetado
Heterozigotos
para um caráter
autossômico
Casamento
Acasalamento
Extramarital
Divórcio
Acasalamento
Consanguíneo
Gêmeos
Monozigóticos
Gêmeos
Dizigóticos
Figura 8 – Símbolos utilizados para representação em um heredograma
17
UNIDADE Mecanismos da Herança
Analisando um heredograma, é possível identificar se o padrão de herança de 
certa característica (cor dos olhos, calvície, nanismo, albinismo, distrofia muscular, 
daltonismo etc.) é autossômico dominante ou recessivo.
A primeira análise que fazemos ao observar um heredograma é se a característica 
é condicionada por um gene dominante ou recessivo. O fenótipo resultante de um 
distúrbio autossômico recessivo é herdado como um alelo recessivo e é apenas 
expresso na prole, tanto masculina quanto feminina, de modo que os progenitores 
não são afetados e, nesse caso, ambos os progenitores devem ser heterozigotos, 
ou seja, possuem um alelo dominante e outro recessivo (Figura 9).
Aa Aa
aa aa
aa
aa
aa
aa
Aa Aa
A_ A_ Aa
Aa
A)
B)
C)
Homem
Mulher
Pessoas com a
característica estudada
Figura 9 – Exemplo de heredograma com o padrão de herança de uma característica 
recessiva (por exemplo: cor dos olhos, albinismo, distrofia muscular)
1. O primeiro passo é observar todos os casais e logo percebemos que a filha do primeiro casal 
é portadora da característica que iremos estudar (por exemplo: cor dos olhos azul), mas os 
genitores não; logo, descobrimos que essa é uma característica recessiva;
2. Se apenas indivíduos heterozigotos podem ter filhos com características diferentes das 
apresentadas por eles, assim ambos os genitores são Aa;
3. No segundo caso à direita do heredograma, sabemos que o genótipo do pai e do filho é aa, ou 
seja, eles possuem olhos azuis, mas a mãe não. Desse modo, o filho recebeu um a do pai e o 
outro da mãe, que é heterozigoto, sendo Aa.
18
19
Codominância
Como vimos até agora, genes heterozigotos (Vv, Rr, Bb etc.) exibem o mesmo 
fenótipo (amarelo, liso, alto) de genes homozigotos (VV, RR, Bb), pois a presença 
de um gene dominante se sobressai sobre a expressão do gene recessivo. Contudo, 
em alguns casos, o gene heterozigoto expressa um fenótipo diferente do homozi-
goto associado. Um exemplo disso ocorre para a cor da flor da planta boca-de-leão 
(Antirrhinum majus) que possui três fenótipos diferentes: flores brancas, verme-
lhas e rosas. As cores branca e vermelha são homozigotas (bb e BB, respectiva-
mente) e quando cruzadas possuem plantas heterozigotas, mas que possuem flores 
rosas, ao invés de vermelhas, que é a cor dominante. Desse modo, o alelo para 
cor vermelha (B) possui uma dominância incompleta em relação ao alelo para cor 
branca (b) (Figura 10).
A pigmentação nessas flores depende da quantidade de produção de um produto 
determinado pelo gene da cor. Plantas homozigotos (BB) produzem o dobro da 
quantidade do pigmento do que plantas heterozigotos (Bb), que terão, por sua vez, 
cor menos intensa. Sendo assim, o alelo parcialmente dominante é chamado de 
gene codominante ou semidominante.
Vermelha Branca
Rosa
1/4 2/4 Rosa 1/4 Branca
BB bb
Bb
BB Bb bb
F1
F2
Figura 10 – Representação simbólica do cruzamento diíbrido entre plantas boca-de-leão 
com fl ores vermelhas e com fl ores brancas, mostrando o efeito de codominância do alelo B
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UNIDADE Mecanismos da Herança
Alelos Múltiplos
Para a maioria das características expressas, os genes normalmente existem em 
dois estados alélicos (alto ou baixo, verde ou amarelo, liso ou rugoso etc.). Mas, há 
casos em que um mesmo gene pode possuir três, quatro ou mais alelos e esse é o 
caso da cor da pelagem de coelhos.
A letra minúscula c representa o gene determinante da cor, que possui quatro 
alelos: c (albino), ch (himalaio), cch (chinchila) e c+ (selvagem). A condição homogizota 
desses alelos produz diferentes cores de pelagem dos coelhos: cc – presença de 
pelos brancos por todo o corpo (albinos); chch – presença de pelos pretos apenas na 
extremidades dos corpo; cchcch – presença de pelos brancos com as pontas pretas 
por todo o corpo; c+c+ - pelos coloridos por todo o corpo.
Os tipos sanguíneos humanos é um outro exemplo de alelos múltiplos. Quando 
uma pessoa possui apenas o antígeno A em suas células, o tipo sanguíneo é A, 
quando possui apenas o B, o sangue é tipo B, quando ambos os antígenos estão 
presentes, o sangue é do tipo AB e quando não há nenhum antígeno, o sangue 
é do tipo O. O gene I é o determinante genotípico do tipo sanguíneo e tem três 
alelos: IA e IB, que são responsáveis pela produção do antígeno A e B, e o alelo i 
que não especifica nenhum antígeno.
Com base nesses diferentes alelos, é possível obter 6 genótipos diferentes (IAIA, 
IAi, IBIB, IBi, IAIB, ii) que expressam 4 fenótipos, os tipos sanguíneos A, B, AB e O, 
respectivamente (Tabela 2). Nesse sistema, os alelos IA e IB são codominantes.
Tabela 2. Possíveis genótipos para o sistema sanguíneo ABO humano
Genótipo Fenótipo Antígeno presente
IAIA, IAi Tipo sanguíneo A A
IBIB, IBi Tipo sanguíneo B
IAIB Tipo sanguíneo AB A e B
Ii Tipo sanguíneo O nenhum
Interação Gênica
Durante o processo de segregação independente dos genes na meiose, algumas 
interações entre os genes de cromossomos não homólogos podem ocorrer, de modo 
que dois genes podem controlar a mesma característica. Diferentes combinações 
de alelos de dois genes resultam em fenótipos diferentes, provavelmente, devido ao 
resultado da interação dos seus produtos em nível bioquímico e/ou celular.
A interação gênica foi descoberta por meio de experimentos realizados com 
galinhas. Galinhas domésticas apresentam diferentes formas de crista: noz, rosa, 
ervilha e simples (Figura 11).
O cruzamento entre galinhas de crista rosa com galinhas de crista ervilha 
produz galinhas com outro tipo de crista, a chamada noz. Os pesquisadores 
descobriram que o tipo de crista era controlado por dois genes que se segregam 
independentemente, R e E, cada um com dois alelos. As galinhas com crista rosa 
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21
possuem o genótipo RRee e as galinhas com crista de ervilha possuem o genótipo 
rrEE. As galinhas originadas desse cruzamento são, portanto, RrEe, mas possuem 
crista do tipo noz, diferente dos parentais. Ao cruzar a F1 (RrEe) todos os tipos de 
crista aparecem na prole, inclusive as galinhas com crista simples, que devem ser, 
portanto, homozigoto para ambos os alelos (rree) (Figura 12).
Figura 11 – Formas das cristas em galinhas domésticas diferentes
Figura 12 – Experimento realizado sobre a forma da crista de galinhas. O intercruzamento de F1 
produz quatro tipos de crista diferente em uma proporção 9:3:3:1 (noz, rosa, ervilha e simples)
21
UNIDADE Mecanismos da Herança
Os principais tipos de interação entre os genes são: epistasia e pleiotropia.
• Epitasia: quando dois ou mais genes influenciam uma característica, um alelo de 
um deles pode ter um efeito inibidor no fenótipo. Quando um alelo exibe esse 
efeito, ele é denominado epistático em relação aos outros genes envolvidos.
• Pleiotropia: um único gene pode influenciar muitos fenótipos. Quando um 
gene afeta muitos aspectos do fenótipo, ele é chamado de pleiotrópico.
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23
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Segunda Lei de Mendel (Jogo)
https://goo.gl/kmY2WW
 Vídeos
Mendel e a Ervilha
https://youtu.be/tfjDJE4kWhM
https://youtu.be/VVIr37xPkk0
https://youtu.be/hEdc96wxyZ8
Hereditariedade
https://youtu.be/CBezq1fFUEA
 Leitura
O papel de Mendel na história da Genética
https://goo.gl/UQAB3Q
Mendel e depois de Mendel
https://goo.gl/etK6gS
O Mendel que não era mendelista
https://goo.gl/EAYpsM
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UNIDADE Mecanismos da Herança
Referências
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à genética. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2009.
SNUSTAD, D. P.; MICHAEL, J., SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 
6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
WATSON, J. D. et al. Molecular biology of the gene.7.ed. Porto Alegre: 
ArtMed, 2015.
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Genética e Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Introdução ao Estudo de Imunologia
• Princípios Básicos Da Imunologia
• Funções do Sistema Imune
• Celulares do Sistema Imune
 · Apresentar visão geral sobre a Imunologia, destacando os tipos de 
respostas imunes e os tipos celulares que a compõem.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Introdução ao Estudo de Imunologia
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Contextualização
Você sabia que o corpo humano pode, por meio de um sistema de reações 
químicas e físicas, proteger-nos frente a agentes estranhos (patógenos) e até mesmo 
contra nossas próprias células quando (por mutação) elas e tornam malignas 
(cânceres) e, assim, podem evitar o surgimento de algumas doenças?
Atualmente, diversas células especiais que podem retirar e destruir esses 
patógenos são conhecidas.
O sistema capaz de fazer o que foi descrito acima é denominado Sistema 
Imunológico, que é composto por uma porção de células e órgãos cuja principal 
função é proteger o indivíduo frente a patógenos, por meio de diversos mecanismos 
de defesa.
O Sistema Imunológico pode ser definido como o conjunto de moléculas, células, 
tecidos e órgãos presentes nos seres humanos e em outros seres vivos capaz de 
eliminar agentes ou moléculas estranhas ao corpo, inclusive o câncer, preservando 
a homeostase.
Os mecanismos fisiológicos capazes de desempenhar essa função consistem 
em uma resposta coordenada (moléculas e células) que culmina em respostas que 
podem ser tanto específicas quanto seletivas, gerando até uma memória imunitária, 
que pode ocorrer naturalmente, como foi dito, mas também artificialmente, por 
meio das vacinas.
Na ausência de um sistema imune, as infecções, que antes não eram percebidas, podem 
levar à morte do organismo. No entanto, mesmo com um sistema imune funcional, as 
doenças ocorrem, pois os patógenos também desenvolvem mecanismos para fugir da 
resposta imunológica.
Portal PUC Minas Gerais – Portal Explorando o Sistema Imunológico.
https://goo.gl/UIlOsX
Fiocruz, Introdução à Imunologia
https://goo.gl/QavQ4Y
Ex
pl
or
Como apresentado, a Imunologia torna-se de extrema importância para a 
Humanidade, já que é por meio de seu estudo que se entende como se dão as 
interações dos microrganismos com o corpo humano e por meio disso auxiliam-
se diversas áreas do conhecimento como a Biologia, a Biomedicina, a Farmácia 
e a Medicina, haja vista que é por meio dela que se elaboram remédios, como é 
o caso da elaboração da vacina da dengue que, atualmente, passa por uma fase 
de teste. Isso demonstra que a Imunologia é uma importante ferramenta para a 
Humanidade frente aos diversos desafios que estão presentes e que podem surgir.
8
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Princípios Básicos Da Imunologia
A definição de Imunologia vem do latim immunitas, que se relaciona à proteção 
contra as demandas judiciais que os senadores romanos sofriam. Do ponto de 
vista histórico, o termo imunidade denotava a proteção contra doenças infecciosas. 
Desse modo, o Sistema Imunológico abrange as células e as moléculas que são 
responsáveis pela imunidade, que ocorre devido à resposta imunológica, que é 
coletiva e coordenada pelo Sistema Imunológico a substâncias estranhas.
A função fisiológica do sistema imunológico, como mencionado no parágrafo 
anterior, é defender o organismo contra agentes infecciosos (microrganismo), 
além de moléculas que podem causar respostas imunológicas. Por outro lado, 
os mecanismos que protegem os indivíduos frente às infecções e às substâncias 
estranhas também são capazes de provocar danos ao próprio organismo em algumas 
situações, e quando isso ocorre chamamos de doenças autoimunes. Desse modo, a 
imunologia é o estudo de diversos componentes e de mecanismos em nível celular 
e molecular que ocorrem após o contato de um indivíduo com microrganismos e/
ou outras moléculas estranhas ao corpo.
Edward Jenner (Figura 1) é o cientista ao qual é atribuído o início dos estudos 
de Imunologia. No final do Século XVIII, Edward observou que a varíola bovina ou 
vacínia desempenhava ação de imunidade contra a doença da varíola humana. Então, 
em 1796, ele conseguiu mostrar para a comunidade científica que a inoculação da 
varíola bovina em seres humanos protegia contra a varíola humana. Esse método 
foi chamado de vacinação, termo que é utilizado até hoje e que, atualmente, é usado 
para descrever a inoculação de amostras de agentes patológicos enfraquecidos ou 
atenuados em indivíduos sadios, com a finalidade de protegê-los contra doenças 
que antes os ameaçavam.
Quando a vacinação foi introduzida, Jenner não tinha conhecimento dos 
agentes infecciosos. Apenas no século XIX, Robert Koch provou que as doenças 
infecciosas eram causadas por microrganismos patogênicos, cada um responsável 
por uma determinada enfermidade ou patologia.
Atualmente, são reconhecidas quatro grandes ca-
tegorias de microrganismos ou patógenos. São eles 
os vírus, as bactérias, os fungos patogênicos e outros 
organismos eucarióticos, chamados de parasitas.
Após isso, em 1880, Louis Pasteur projetou uma 
vacina contra a cólera aviária e desenvolveu uma 
vacina antirrábica. No início da década de 1890, 
Emil von Behring e Shibasaburo Kitasato descobri-
ram que o soro de animais imunes à difteria ou 
ao tétano continha “atividade antitóxica” específica 
que possibilitava proteção em curto prazo contra 
os efeitos das toxinas dessas duas doenças. Atu-
almente, chamamos essa atividade de anticorpos.
Figura 1 – Edward Jenner 
(Google, 2010)
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Tipos de Resposta Imune
A resposta imune apresenta duas respostas básicas, uma específica, que corres-
ponde à síntese de anticorpos frente ao patógeno específico ou aos produtos por 
ele metabolizados. Essa resposta é conhecida como resposta imunológica adap-
tativa, já que se desenvolve e pode prolongar-se durante a vida de um organismo, 
ou seja, assemelhando-se a uma resposta de adaptação à infecção causada pelo 
patógeno. Em muitos casos, aresposta imunológica adaptativa resulta, adicional-
mente, em um processo denominado memória imunológica, que possui identidade 
imunológica protetora, por toda a vida do indivíduo, a novas infecções causadas 
pelo mesmo patógeno. Esse importante mecanismo de resposta não observada na 
outra resposta é a imunológica, que é chamada de resposta imunológica inata. 
Essa resposta é intimamente ligada a uma resposta imediata, auxiliando, assim, no 
combate a uma grande gama de patógenos em primeira instância.
Entretanto, essa característica imediata não conduz a uma imunidade duradoura 
e nem específica para nenhum patógeno individual. Historicamente, a imunidade 
inata era muito estudada pelo imunologista russo Elie Metchnikoff, que descobriu 
que muitos patógenos podem ser engolidos e digeridos por células fagocíticas, as 
quais ele denominou de “macrófagos”. Os macrófagos estão sempre presentes e 
prontos para atuar e por isso são células importantíssimas na composição da linha 
de frente da resposta imunológica.
Diante do que foi dito acima, fica claro definir que uma das principais diferenças 
entre as respostas imunológicas inata e adaptativa é que a resposta imunológica 
adaptativa necessita de tempo para se desenvolver, já que ela é específica para um 
determinado patógeno; a inata é inespecífica e, por isso, já está presente mesmo 
em organismos saudáveis.
Com o prosseguimento dos trabalhos, ficou claro que os anticorpos poderiam 
ser induzidos contra um grande número de substâncias, que foram chamadas de 
antígenos, já que podem estimular a produção de anticorpos.
Posteriormente, detectou-se que a produção de anticorpos não é a única função 
da resposta imunológica adaptativa e, assim, o termo antígeno é utilizado para 
mencionar qualquer substância que pode ser reconhecida e combatida pelo sistema 
imunológico adaptativo.
Sistema imunológico: https://youtu.be/JzaQaFVNi3o
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Funções do Sistema Imune
A ação da resposta imunológica inata e a da adaptativa desempenha quatro 
funções básicas em um organismo, como demonstrado na Tabela 1. A primeira 
relaciona-se ao reconhecimento imunológico: que é a detecção de uma infecção, 
cuja função é atribuída às células sanguíneas brancas do sistema imune inato e 
também pelos linfócitos do sistema imune adaptativo.
A segunda função é desempenhada pelas funções imunológicas efetoras, ou seja, 
pelo sistema do complemento composto por moléculas de proteínas sanguíneas 
como os anticorpos que, juntamente com os linfócitos, têm a capacidade de destruir 
os patógenos, e também por outras células sanguíneas brancas.
O terceiro é chamado de regulação imunológica, ou a capacidade do sistema 
imunológica de se autorregular. Esse é um importante mecanismo da resposta 
imunológica, pois o Sistema Imunológico tem de se controlar para não causar 
dano ao próprio organismo. Quando o Sistema Imunológico não se autorregula, é 
possível que haja desenvolvimento de determinadas condições, como as alergias e 
as doenças autoimunes, como, por exemplo, o lupus.
A quarta e última função é a proteção do indivíduo contra uma doença que já o 
atingiu. Nesse caso, a função específica do Sistema Imunológico Adaptativo é arma-
zenar o reconhecimento de um patógeno por meio de uma memória imunológica.
Atualmente, os imunologistas trabalham para tentar produzir de forma artificial 
imunidade de longa duração contra patógenos que ainda não provocam essa 
imunidade naturalmente.
Tabela 1 – Imunidade Inata X Adaptativa
Características Inata Adaptativa
Especificidade 
Moléculas compartilhadas por grupos de 
microrganismos e Moléculas produzidas 
por células do hospedeiro lesionados
antígenos microbianos e não microbianos
Diversidade Limitada; Muito grande
Memória Nenhuma Sim
Não reatividade ao próprio Sim Sim
Componentes
Barreiras Celulares e Químicas Pele; epitélios das mucosas; moléculas antimicrobianas
Linfócitos nos epitélio; anticorpos 
secretados nas superfície epiteliais
Proteínas do sangue Complemento, outras Anticorpos
Células Fagócitos (macrófagos, neutrófilos), células destruidoras naturais Linfócitos
Fonte: Modificado de Murphy, 2010
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UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Resposta Imune Inata
Neste tópico, vamos abordar com mais detalhes a resposta imunológica inata, 
que também pode ser chamada de imunidade natural ou nativa. Ela consiste 
na linha de defesa inicial contra os microrganismos e também aos produtos das 
células lesionadas. Essa resposta é formada por: mecanismos bioquímicos e físicos 
de defesa celular existentes que anteriormente ao contato com o patógeno já 
estão prontos para responder rapidamente. Por sempre estar pronto para gerar a 
resposta, o mecanismo de combate aos patógenos sempre será igual, mesmo se as 
infecções forem repetidas.
Existem quatro componentes do Sistema Imunológica Inato (Figura 2):
• Barreias físicas e químicas: São os epitélios e as substâncias químicas 
antimicrobianas sintetizadas nas superfície dos epitélios;
• Células fagocitárias: São os macrófagos e os neutrófilos; as células dendríticas 
e as células assassinas naturais (natural killer – NK);
• Proteínas do sangue: Compostas por membros de sistema de compri-
mento e também por outros mediadores da inflamação, que veremos em 
Unidade posterior;
• Proteínas chamadas de citosina: Regulam e coordenam diversas atividades 
celulares imunes.
Resposta Imune Adaptativa
A forma de resposta imune adaptativa refere-se à especificidade de moléculas e 
à capacidade de lembrar e responder com mais intensidade em exposições repetidas 
frente a um mesmo microrganismo. Ela pode, também, diferenciar uma gama 
de substâncias microbianas, não microbianas e microrganismo e, devido à isso, é 
denominada imunidade específica ou imunidade adquirida, porque muitas das 
respostas apresentadas são “adquiridas” por experiência. Suas principais células 
são linfócitos e seus produtos secretados, como os anticorpos. As substâncias 
estranhas que induzem as respostas imunológicas específicas reconhecidas pelos 
linfócitos ou os anticorpos são os antígenos.
Os mecanismos de defesa contra microrganismos estão de alguma maneira em 
todos os seres multicelulares. Essa resposta corresponde às respostas inatas. As 
respostas mais elaboradas como a imunológica adaptativa ocorrem apenas para os 
vertebrados. Dois modos de ação de resposta imune adaptativa, com características 
similares, foram selecionados durante a evolução.
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.A primeira surgiu há 500 milhões de anos: o grupo de peixes sem maxilas 
(agnatha), como as lampreias e as feiticeiras, que desenvolveu resposta com diversas 
células semelhantes aos linfócitos de espécies mais derivadas de vertebrados, 
na qual atuavam como linfócitos e até respondiam à imunização. Os receptores 
de antígenos dessas células eram ricos em leucinas capazes de reconhecer uma 
elevada gama de antígenos, mas eram diferentes dos anticorpos e dos receptores 
de células T (segundo modo), que sugiram mais tarde no processo de evolução. A 
evolução dos linfócitos e os diversos receptores de antígenos altamente diversos, 
os anticorpos e os tecidos linfoides especializados, ocorreram em um espaço de 
tempo curto e, de certo modo, coordenado nos vertebrados não agnatha, como 
nos tubarões, há cerca de 360 milhões de anos.
As respostas imunológicas dos hospedeiros, tanto a inata quanto a adquirida, têm 
seus mecanismos de ação integrados. No entanto, os microrganismos patogênicos 
evoluíram concomitantemente, tornando-se resistentes às respostas do hospedeiro, 
cada vez mais específicas e complexas.
Diante disso, as relações das respostas inata e adaptativa estimulam uma à 
outra. A resposta adaptativa frequentemente atua intensificando os mecanismos 
protetores, tornando-os capazes de combater com maior eficiência os patógenos.
A resposta imune adaptativa possui duas respostas distintas, a imunidade 
humoral e a imunidade celular (Figura 2). Essas respostas são mediadas por 
componentes distintos do Sistema Imunológico.A função delas consiste na 
eliminação de microrganismos patogênicos.
Especificando uma pouco mais, a imunidade humoral é basicamente mediada 
por moléculas do sangue e pelas secreções das mucosas, que são denominadas 
anticorpos e são capazes de reconhecer os antígenos microbianos, de neutralizar 
sua capacidade de infecção e, por fim, eliminá-los.
Os anticorpos, que são agentes vitais para a resposta imunológica adaptativa, é 
sintetizado nos linfócitos B (também podem ser chamados de células B). A imunidade 
humoral é o principal mecanismo de defesa contra microrganismos e suas toxinas, 
já que ela é capaz de ativar diversas vias de sinalização de defesa e, como diferentes 
tipos celulares de anticorpos, promovem a ingestão de microrganismo pelas células 
do hospedeiro (fagocitose).
A outra imunidade mencionada no parágrafo anterior é a imunidade celular, 
que também é chamada de imunidade. Essa resposta é realizada por células, 
provindas dos linfócitos T (também denominadas células T). Ela é importante porque 
alguns vírus e bactérias sobrevivem e se proliferam no interior das células que a 
fagocitaram e em outras células do hospedeiro; então, a defesa é realizada dentro 
dela, promovendo a destruição de microrganismos que residem nos macrófagos e 
no nutrófilo ou em células infectadas.
13
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Célula Função ativada
Macrófago
Célula dendrítica
Neutró�lo
Eosinó�lo
Basó�lo
Mastócito
Fagocitose e 
ativação de 
mecanismos 
bactericidas
Apresentação 
de antígeno
Fagocitose e 
ativação de 
mecanismos 
bactericidas
Matar anticorpos 
cobertos por 
parasitas
Desconhecida
Liberação 
de grânulos 
contendo 
histamina e 
agentes 
ativos
Captura do 
antígeno na 
periferia
Apresentação 
de antígeno
Figura 2 – Célula mieloides da imunidade inata e adaptativa
Fonte: Murphy, 2010
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Figura 3 – Tipos de imunidade adaptativa
Fonte: Abbs, 2012
Na imunidade humoral, os linfócitos B secretam anticorpos para impedir a 
proliferação de microrganismos extracelulares e os eliminam.
Na imunidade celular, os linfócitos T auxiliares ativam os macrófagos para a 
destruição dos microrganismos fagocitados, ou os linfócitos T citotóxicos destroem 
diretamente as células infectadas. 
Nessa resposta da resposta, a imunidade frente ao microrganismo pode ser 
obtida pelo contato do hospedeiro com esse patógeno. Essa resposta à exposição 
a um antígeno é denominada imunidade ativa (Figura 3), já que o organismo 
infectado desempenha papel ativo na resposta ao antígeno.
Dessa forma, os organismos e os linfócitos que nunca foram infectados são 
denominados virgens, ou seja, imunologicamente inexperientes, e os que já 
foram expostos a um microganismo e apresentam resposta a esse patógeno são 
considerados imunes.
Outra forma de obter a imunidade pode ser pela transferência para um organismo 
por meio do soro ou de linfócitos de um organismo imunizado, tornando o receptor 
imune também. Essa forma de imunidade é denominada imunidade passiva 
(Figura 4). Um exemplo desse processo é a transferência de anticorpos maternos 
para o feto, que o protege contra infecções não adquiridas.
Há, ainda, outra forma, que é a passagem de anticorpos de animais imunizados 
para pacientes letais, com tétano e com picadas de cobra, por exemplo.
15
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Ao longo do tempo, a imunidade humoral foi definida como um tipo de imunidade 
que poderia ser transferida de indivíduos de organismos previamente imunizados 
para indivíduos não imunes ou virgens por meio da transfusão de sangue que não 
possui células, mas com anticorpos, ou seja, o plasma ou o soro. A diferença da 
imunidade celular e que nesta ocorre a passagem de células (linfócitos T) para 
organismos não imunes, mas não por meio de plasma ou sangue.
Vacinação na maternidade: https://goo.gl/Oo2lAQ
Ex
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or
Figura 4 – Imunidade Ativa e Passiva
Fonte: Abbs, 2012
Principais Características da Resposta Imune Adaptativa
As características das respostas humorais e celulares refletem as propriedades 
dos linfócitos que mediam as respostas. São elas:
• Especificidade e diversidade (Figura 5): As respostas imunológicas são 
específicas para cada antígeno. A porção do antígeno que é reconhecida na 
célula linfoide determina o antígeno ou epítopos. Os receptores dos linfócitos 
identificam diferenças sutis nas regiões dos epítopos, gerando uma gama de 
especificidade denominada repertório dos linfócitos, que chega entre 107 
a 109. Essa capacidade de reconhecer um grande número de antígenos é 
chamada de diversidade;
• Memória (Figura 5): Com a ocorrência de um contato com um antígeno, ocorre 
eficiência na sua resposta imunológica, caso o organismo seja futuramente 
exposto a esse mesmo antígeno novamente. De forma geral, as respostas que 
ocorrem pela segunda exposição são chamadas de respostas imunológicas 
secundárias. Elas são mais rápidas, possuem maior magnitude de resposta e 
qualitativamente são frequentemente melhores que a da primeira resposta ou 
resposta imunológica primária. A memória imunológica ocorre porque, depois 
da exposição (primeira) ao antígeno, as células que foram geradas possuem vida 
16
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longa e são mais numerosas que as células T virgens. Adicionalmente, essas 
células apresentam características que as tornam mais efetivas que as células 
virgens (o que gera resposta de maior eficiência que na resposta imunológica 
primária); por exemplo, as células B de memória se ligam com maior afinidade 
que as células envolvidas na resposta imunológica primária;
Figura 5 – Especifi cação, memória e concentração das respostas imunes adaptativas
Fonte: Abbs, 2012
• Expansão clonal: Após a exposição a um antígeno, os linfócitos sofrem 
profunda proliferação, o que caracteriza a expansão clonal, que se refere à 
proliferação das células com receptores idênticos para o mesmo antígeno, ou 
seja, clones. Isso permite que a resposta imunológica seja mais rápida;
• Especialização: A diversa e específica característica de resposta do Sistema 
Imune gera maximização da eficiência das respostas. Devido à isso, a imunida-
de humoral e a celular são decorrentes de diferentes microrganismos, ou pelo 
antígeno, mas com diferentes estágios de infecção (intracelular ou extracelular). 
Desse modo, os linfócitos T ou anticorpos gerados podem variar entre uma clas-
se ou outra de microrganismo, dependendo da imunidade humoral ou celular;
• Concentração e homeostasia (Figura 5): Todas as respostas imunes dimi-
nuem com o passar do tempo após a exposição, chegando a um estado basal 
chamado de homeostasia. Isso ocorre porque a resposta desencadeada atua 
para eliminar o antígeno e, por isso, elimina o estímulo para a sobrevida e 
para a ativação dos linfócitos. Com exceção das células de memória, os linfó-
citos são os primeiros a morrerem por apoptose;
• Não reatividade ao próprio (Figura 6): Uma das características do sistema 
imune de um organismo saudável é a capacidade de reconhecer e eliminar um 
antígeno estranho e não o próprio. Essa capacidade é denominada tolerância. 
Esse mecanismo inclui a inativação dos linfócitos, que têm a expressão de 
um receptor específico para que os antígenos do próprio organismo sejam 
17
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
eliminados. A deficiência desse mecanismo pode gerar respostas imunológicas 
dirigidas contra antígenos próprios, o que se denomina doenças autoimunes. 
Essas características geram a especificidade e a eficiência, gerando fases 
distintas na resposta imune adaptativa que vai do reconhecimento do antígeno 
até a memória.
Doenças Autoimunes: https://goo.gl/GrPH3q
HIV 20 anos depois: https://goo.gl/g6q1ai
Lupus: https://goo.gl/I1tsOA
Ex
pl
or
Figura 6 – Fases da resposta imune adaptativa
Fonte: Abbs, 2012
Celulares do Sistema Imune
As células que compõem as duas respostas imunológicas, a inata e a adaptativa, 
são originárias na medula óssea, lá se desenvolvendo e se maturando (Figura 7). 
Posteriormente aoseu desenvolvimento e à maturação, as células vão realizar a 
proteção dos tecidos periféricos, sendo que algumas delas permanecem no interior 
dos tecidos e outras circulam na corrente sanguínea e também em um sistema 
de vasos especializados denominado sistema linfático. A função desse sistema é 
drenar os fluidos extracelulares e as células livres dos tecidos, transportando-as pelo 
corpo como linfa e assim devolvendo-as para a corrente sanguínea.
18
19
As células do tronco hematopoiéticas pluripotentes, nas quais são formadas as 
células do Sistema Imunológico Adaptativo, dividem-se em duas formas de células-
tronco. Uma é a progenitora da célula linfoide comum, gerando diversas células 
como a linhagem linfoide de células sanguíneas brancas ou leucócitos, as células 
matadoras naturais (NK) e os linfócitos B e T.
A outra é a progenitora mieloide, que dá origem aos demais leucócitos, os 
eritrócitos (hemácias) e os megacariócitos que produzem as plaquetas, importantes 
para a coagulação sanguínea (Figura 7).
Durante o desenvolvimento e a maturação, os linfócitos T e B são diferen-
tes dos macrófagos, medula óssea, sangue, linfonodos, tecidos, células efetoras, 
célula-tronco hematopoiética pluripotente, progenitor linfoide comum, progenitor 
mieloide comum, progenitor de macrófago/granulócito, progenitor de eritrócito/
megacariócito, megacariócito eritroblasto, granulócitos (ou leucócitos polimorfonu-
cleares), célula B, célula T, célula NK, célula dendrítica imatura, neutrófilo, eosinófi-
lo, basófilo, precursor desconhecido de mastócitos, monócito, plaquetas, eritrócito, 
célula B, célula T, célula NK, célula dendrítica madura, célula dendrítica imatura, 
mastócito, célula plasmática, célula T ativada, célula NK ativada e outros leucócitos, 
pela presença de um receptor antigênico. Além dos linfócitos T e B serem diferen-
tes dessa gama de células acima descritas, eles se diferenciam no timo e nas demais 
na medula óssea (Figura 7).
Após o contato com o antígeno, as células B vão se diferenciar em células plasmáti-
cas secretoras de anticorpos; já as células T em efetoras, cujas atividades são variadas.
Como já dito, as células NK não possuem atividade específica para antígeno. Os 
leucócitos que permanecem serão os monócitos, as células dendríticas e os neutrófi-
los, os eosinófilos e os basófilos. As últimas três que irão ficar na corrente sanguínea 
serão os granulócitos, graças aos grânulos presentes no citoplasmático (Figura 7).
As células dendríticas imaturas vão entrar nos tecidos, nos quais se maturam 
após entrar em contato com um patógeno. Uma subpopulação menor de células 
dendríticas será gerada pelo progenitor linfoide comum. As células mieloides 
progenitoras comuns estão em menor quantidade que os progenitores linfoides 
comuns e a maioria das células dendríticas do organismo se desenvolve a partir 
de progenitores mieloides comuns. Os monócitos maturam-se em macrófagos ao 
entrarem nos tecidos. A célula precursora que dá origem aos mastócitos ainda é 
desconhecida. Os mastócitos também entram nos tecidos nos quais completam sua 
maturação (Figura 7).
19
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Macrófago
Medula óssea
Medula óssea
Sangue
Linfonodos Tecidos
Células efetoras
Célula-tronco hematopoiética pluripotente
Progenitor 
linfoide
comum
Progenitor
mieloide
comum
Progenitor
de macrófago/
granulócito
Progenitor de
eritrócito/
megacariócito
Megacariócito Eritroblasto
Granulócitos (ou leucócitos polimorfonucleares)
Célula B Célula T Célula NK
Célula B Célula T Célula NK
Célula dendrítica 
Imatura
Neutró­lo Eosinó­lo Basó­lo
Precursor
desconhecido
de mastócitos
Monócito Plaquetas Eritrócito
Célula dendrítica
madura
Célula dendrítica 
imatura
Mastócito
Célula plasmática
Célula T
ativada
Célula NK
ativada
Figura 7 - Todos os elementos celulares do sangue, incluindo as células do sistema 
imune, derivam das células tronco hematopoiéticas pluripotentes da medula óssea
Fonte: Murphy, 2010
Percursor das Células de Imunidade Inata
Como já dito, o progenitor mieloide comum é o precursor de muitas células da 
resposta imunológica inata, tais como os macrófagos, granulócitos, mastócitos e 
células dendríticas, e também de megacariócitos e células sanguíneas vermelhas. 
Os macrófagos e os monócitos compõem um dos três tipos de fagócitos; os outros 
dois tipos são os granulócitos (células sanguíneas que compõem a linhagem branca 
do sangue chamadas de neutrófilos, eosinófilos e basófilos). O terceiro tipo são as 
células dendríticas.
A vida dos macrófagos é relativamente longa e, como já mencionado, uma 
de suas funções é a de fagocitar e matar microrganismos invasores, sendo a 
primeira linha na imunidade inata, mas essa célula também desempenha um papel 
20
21
na resposta imune adaptativa, coordenando as respostas imunes, auxiliando na 
indução da inflamação e na secreção de proteínas sinalizadoras, que vão ativar 
e recrutar outras células para a resposta. Sendo assim, os macrófagos possuem 
atividade especializada dentro do sistema imunológico, assim como são células 
limpadoras do organismo, eliminando células mortas e restos celulares.
Os granulócitos são assim chamados porque possuem grânulos densamente 
corados em seu citoplasma ou chamados de leucócitos polimorfonucleares. Existem 
três tipos de granulócitos: os neutrófilos, os eosinófilos e os basófilos, os quais é 
possível identificar pela diferente coloração dos grânulos (Figura 2).
A vida deles é curta se comparada a dos macrófagos. No entanto, sua produção 
é em maior quantidade durante a resposta imunológica, na qual eles migraram 
para o local que está infectado. As células mais numerosas são os neutrófilos 
fagocíticos, capturando e destruindo uma gama de microrganismos em vesículas 
intracelulares, destruindo-os pelas enzimas de degradação e outras substâncias 
antimicrobianas armazenadas em seus grânulos. As funções de proteção dos 
eosinófilos e dos basófilos não são bem entendidas, mas se acredita que eles 
sejam importantes na defesa contra parasitas, devido ao seu tamanho, maior que 
o dos macrófagos ou neutrófilos.
Os mastócitos, que não tem definido seu precursor sanguíneo, são diferenciados 
nos tecidos. Acredita-se que essas células têm ação na proteção das superfícies 
internas do organismo contra vermes parasíticos. Os grandes grânulos liberados 
durante a resposta auxiliam na indução do processo de inflamação.
A terceira classe das células fagocíticas são as células dendríticas. Elas possuem 
longos prolongamentos semelhantes a dedos, semelhantes aos das células nervosas. 
As células dendríticas imaturas migram da medula óssea para a corrente sanguínea 
para entrar nos tecidos, nos quais vão amadurecer. Elas são capazes de fagocitar 
continuamente grandes quantidades de fluído extracelular e seu conteúdo, processo 
conhecido como macropinocitose. Essas células degradam os patógenos que 
capturaram, mas sua principal atividade consiste em ativar uma determinada classe 
de linfócitos, os linfócitos T, ao entrarem em contato com os microrganismos. 
Entretanto, só o reconhecimento das células dendríticas ao antígeno não é suficiente 
para ativar um linfócito T virgem. Assim, as células dendríticas maduras possuem 
propriedades adicionais que permitem apresentar antígenos e inativar e ativar os 
linfócitos T. Por isso são conhecidas como células apresentadoras de antígenos 
(APCs), tendo importantíssima ligação entre a resposta imune inata e a resposta 
imune adaptativa.
Células da Imunidade Adaptativa
Assim como as células da imunidade inata, na medula óssea, o progenitor 
linfoide comum é que dá origem aos linfócitos específicos (Figura 7) do Sistema 
Imune Adaptativo e, também, às células NKs, da resposta inata (Figura 7), que são 
capazes de reconhecer e matar algumas células anormais, como algumas células 
tumorais e células infectadas com o vírus herpes.
21
UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Os linfócitos permitem ao sistema imune produzirresposta contra uma 
grande variedade de patógenos graças às variedades dos receptores epítopos que 
reconhecem e se ligam aos antígenos. Na ausência de uma infecção, a maioria dos 
linfócitos circulantes é pequena e não tem sinais diferenciados; possuindo poucas 
organelas; sua cromatina nuclear em grande parte está inativa (são os linfócitos 
conhecidos como virgens). Esses linfócitos virgens não possuem atividade funcional 
até o momento em que entram em contato com seu antígeno-específico. Já os 
linfócitos que já encontraram seu antígeno específico anteriormente tornaram-se 
ativados, são funcionais e denominados linfócitos efetores.
Para os linfócitos B (células B), após o contato com o seu antígeno-específico, eles 
se ligam a um receptor de antígeno de células B ou também chamado de receptor de 
células B, e aí se proliferam para se diferenciarem em células plasmáticas. A forma 
é a efetora dos linfócitos B e seus anticorpos produzidos. Dessa forma, o antígeno 
que ativa uma determinada célula B se torna o alvo dos anticorpos produzidos 
pela progênie dessa célula. A classe de moléculas de anticorpos, produzidas 
pelas células B, são conhecidas como imunoglobulinas (Ig); já os receptores de 
antígeno dos linfócitos B são chamadas de imunoglobulinas de membrana (mIg) ou 
imunoglobulina de superfície (sIg).
O receptor de antígeno de células T ou receptor de células T (TCR), que é 
relacionado à imunoglobulina, torna-se efetor do mesmo modo que as células B, 
com a distinção na sua estrutura e na propriedade de reconhecimento.
Com o primeiro contato com o antígeno, a célula T se transforma nos tipos 
funcionais de linfócitos T efetores e com três classes de função: morte, ativação 
e regulação. Para realizar essas três classes, as células T se dividem em células 
T citotóxicas, que matam as células infectadas com o patógeno intracelular e as 
células T auxiliares que produzem outros sinais adicionais essenciais na ativação das 
células B que, ao serem ativadas pelos antígenos, diferenciam-se em anticorpos.
Por fim, outra função das células T é ativar os macrófagos que vão se tornar mais 
eficientes para matar os patógenos capturados. As células T reguladoras suprimem 
a atividade de outros linfócitos e ajudam a controlar as respostas imunes.
22
23
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
Sistema imunológico
https://youtu.be/JzaQaFVNi3o
 Leitura
Vacinação na maternidade
https://goo.gl/Oo2lAQ
Doenças Autoimunes
https://goo.gl/GrPH3q
HIV 20 anos depois
https://goo.gl/g6q1ai
Lupus
https://goo.gl/I1tsOA
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UNIDADE Introdução ao Estudo de Imunologia
Referências
MURPHY, K.; TRAVERS, P., WALPORT, M. Imunologia de Janeway. 7.ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2010.
ABBS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. Imunologia Celular e Molecular. 
7.ed. Elsevier. (Edição Digital). 2012.
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Genética e 
Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Imunidade Inata
• Resposta Imune Inata
• Reconhecimento da Resposta Imune Inata
• Resposta Inflamatória
 · Apresentar um aprofundamento da resposta imune inata, desta-
cando os receptores envolvidos no reconhecimento dos agentes in-
fecciosos e os componentes envolvidos nessa resposta. Além disso, 
abordaremos a resposta inflamatória e o recrutamento padrão dessa 
resposta imune.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Imunidade Inata
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Imunidade Inata
Contextualização
Como vimos, o Sistema Imune apresenta duas respostas: a inata e a adaptativa. 
Agora, abordaremos a inata.
Você sabia que a imunidade inata pode nos ajudar em doenças muito perigosas, 
como a AIDS?
A resposta imunológica conhecida como inata é a linha de frente na defesa 
do organismo, inclusive quando se trata da infecção pelo HIV. Em fórum na 3ª 
Conferência da Sociedade Internacional de AIDS sobre Patogênese e Tratamento 
do HIV, Alan Landay, do Rush Medical College, e Marcus Altfeld, da Harvard 
Medical School, ambos nos Estados Unidos, falaram sobre dois tipos de células 
que compõem essa resposta inata: dendríticas e natural killer (NK).
As NK constituem a primeira resposta a uma doença viral. Elas eliminam 
células infectadas e secretam citocinas para dar início ou modificar uma resposta 
imunológica adaptativa. Seu número e sua atividade aumentam no início da infecção 
pelo HIV, mas, quando a doença se torna crônica, essas células ativas e funcionais 
são perdidas.
Logo no começo da epidemia de AIDS, nos Estados Unidos, Landay investigou 
um terço da população infectada naquele país e descobriu que a atividade das NK 
estava deprimida nesses pacientes.
Segundo Altfeld, indivíduos com infecção não progressiva pelo HIV-1 têm níveis 
estáveis de NK. Ele constatou em suas pesquisas que essas células são capazes de 
inibir a replicação do HIV in vitro.
Entre as células dendríticas estão as PDC (Plasmacytoid Dendritic Cells). 
Elas são encontradas no tecido linfoide, há poucas delas no sangue e quando 
expostas a agentes patógenos, secretam interferon.
De acordo com Landay, as PDC impedem que as células T infectadas pelo HIV 
produzam partículas virais. Suas pesquisas sugerem que existe uma relação entre 
o número de PDC e o estado clínico do paciente. “Os sobreviventes à doença
apresentam uma quantidade maior dessas células”, disse. Contudo, embora a
terapia antirretroviral seja capaz de aumentar os níveis de células T, o tratamento
nunca restitui o número normal de PDC.
Landay também estudou a ação in vitro da molécula sintética CpG, que mimetiza o DNA de 
uma bactéria e estimula receptores de células imunológicas. Ele verificou que essa molécula 
ativava as PDC e, portanto, poderia ser útil no desenvolvimento de uma vacina terapêutica
https://goo.gl/oEqZNU
Ex
pl
or
8
9
Resposta Imune Inata
Nesta Unidade, continuaremos a discutir sobre o Sistema Imunológico, mas 
agora aprofundando os principais tópicos mencionados anteriormente. Nesse 
contexto, começaremos com a resposta imune intata.
A resposta imune inata é a linha de frente da defesa do hospedeiro. As invasões 
por microrganismos são inicialmentecontidas em minutos após o encontro com 
o agente infeccioso. Embora a imunidade inata seja muito efetiva para prevenir 
que o organismo seja infectado por microrganismos, os patógenos, por definição, 
são microrganismos que desenvolveram maneiras de burlar as defesas inatas do 
organismo mais eficientemente do que outros microrganismos.
Uma vez que os patógenos dominem o Sistema Imunológico, vão requerer esforço 
conjunto das respostas imune inata e adaptativa para eliminá-los do organismo. 
Mesmo com essa dificuldade, o Sistema Imune inato normalmente mantém alguns 
patógenos sob controle, enquanto o Sistema Imune adaptativo acelera sua ação.
Como mencionado na Unidade anterior, os agentes causadores de doenças são 
divididos em cinco grupos: os vírus, as bactérias, os fungos, os protozoários e os 
helmintos (vermes).
Os protozoários e vermes são chamados aqui de parasitas. Há uma gama de 
doenças causadas por microrganismos (vírus, bactérias e fungos) e os parasitas, 
como pode ser observado na Tabela 1.
Como também se observa na Tabela 1, há grande diferença no modo de ação 
e forma de vida e, entre elas, a resposta imunológica inata tem uma gama de 
processos e moléculas mais específicas para combatê-los.
Os patógenos podem ser intracelulares obrigatórios, como os vírus que, para 
replicação, entram na célula e, assim, devem ser reconhecidos e impedidos de 
nela entrar, ou detectados e eliminados logo após a sua entrada. Outro tipo são os 
patógenos intracelulares facultativos, como a microbactéria, que podem replicar 
dentro ou fora da célula.
Para os patógenos intracelulares, o Sistema Imune inato tem, em geral, dois 
meios de defesa: os fagócitos, que fagocitam o patógeno antes da entrada na 
célula, ou as células NK, que podem reconhecer e matar diretamente a célula 
infectada. As células NK são muito importantes, pois ajudam a manter infecções 
virais sob controle até que a resposta adaptativa tenha sido gerada.
9
UNIDADE Imunidade Inata
Tabela 1 – Variedade de microrganismos que podem causar doenças. Os organismos 
patogênicos são divididos em cinco grupos: vírus, bactérias, fungos, protozoários e vermes. 
Alguns patógenos bem conhecidos em cada grupo estão citados no quadro a seguir.
Vírus de DNA
Vírus de RNA
Adenovírus
Orthomyxovírus
Herpesvírus
Paramyxovírus
Poxvírus
Coronavírus
Flavivírus
MicobactériaActinobactéria
Ascomicetos
Sangue, fígado
EspiroquetasEspiroquetas
Tecidual
Nematódeos
Platelmintos
Intestinal 
Papovavírus
Reovírus
Rhabdovírus
Clamídia
Parvovírus
Picornavírus
Arenavírus
Ricketsia
Hepadnavírus
Togavírus
Esta�lococos
Cocos Gram +
Retrovírus
Micoplasma
Chlamydiae
Protobactéria
Mollicutes
Herpes simples, varicela zoster, vírus
Epstein-Barr, citomegalovírus, HHV8
Caxumba, sarampo, vírus sincicial respiratório
Varíola, vírus da vacínia
Pólio, coxsackie, hepatite A e rinovírus
Papilomavírus
Rotavírus, reovírus
Raiva
Bacilos Gram + Corynebacterium diphtheriae, Bacillus anthracis,Listeria monocytogenes
Candida albicans, Cryptococcus neoformans,
Aspergillus fumigatus, Histoplasma capsulatum,
Coccidioides immitis, Pneumocystis carinii
Trichuris trichuras, Trichinella spiralis,
Enterobius vermucularis, Ascaris lumbricoides,
Ancylostoma duodenale, Strongyloides stercoralis
Entamoeba histolytica, Giardia intestinalis,
Leishmania donovani, Plasmodium falciparum,
Trypanosoma brucei, Toxoplasma gondii,
Cryptosporidium parvum
Vírus da hepatite B
Vírus in�uenza
Rubéola, vírus da encefalite transmitido
por artrópodes 
Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi,
Leptospira interrogans
Onchocerca volvulus, Loa loa,
Dracuncula medinensis
Schistosoma mansoni, Clonorchis sinensis
Staphylococcus aureus
Vírus transmitido por artrópodes
(febre amarela e dengue)
Mycobacterium tuberculosis, M. leprae, M. avium
Estreptococos Streptococcus pneumoniae, Strep. pyogenes
Coriomeningite linfocítica, febre Lassa
NeisseriaCocos Gram – Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis
Vírus da leucemia das células T, HIV
Bacilos Gram –
Salmonella typhi, Shigella �exneri,
Campylobacter jejuni, Vibrio cholerae,
Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa,
Brucella melitensis, Haemophilus in�uenzae,
Legionella pneumophilus, Bordetella pertussis
Clostrídio Clostridium tetani, C. botulinum, C. perfringensFirmicutes
Vírus
Bactérias
Fungos
Protozoários
Vermes
ALGUMAS CAUSAS COMUNS DE DOENÇAS EM HUMANOS
Adenovírus humano (p. ex., tipos 3, 4 e 7)
Parvovírus humano
Vírus do resfriado, SARS
Rickettsia prowazekii
Chlamydia trachomatis
Mycoplasma pneumoniae
Fonte: Murphy, 2010
10
11
A evolução da resposta inata ocorreu juntamente com a dos microrganismos, 
protegendo os organismos pluricelulares. Uma importante evidência que sugere que 
essa resposta tem um ancestral comum a todos os pluricelulares é que a resposta 
imune inata de mamíferos é muito semelhante a encontrada em plantas e insetos. 
Um exemplo são os receptores semelhantes à Toll (Toll-like receptors), que são 
encontrados em todas as formas de vida pluricelulares.
Os diferentes tipos da resposta inata agem nos distintos momentos da infecção. 
As barreiras epiteliais dificultam a entrada do microrganismo. Caso a barreira seja 
ultrapassada, os fagócitos entram em ação no tecido e esses mesmos fagócitos, 
juntamente com as proteínas plasmáticas, agem na corrente sanguínea.
Duas importantes respostas da imunidade inata, que não foram abordadas na 
Unidade anterior, são as respostas inflamatória e antiviral, que serão abordadas 
com mais detalhes neste tópico.
De forma geral, a inflamação é o processo em que os leucócitos e as proteínas 
plasmáticas são enviadas para o local da inflamação para eliminar e destruir o 
agente causador da infecção.
A defesa antiviral é composta por modificações nas células a fim de não permitir 
a replicação viral e aumentar a suscetibilidade à morte pelos leucócitos.
Reconhecimento da Resposta Imune Inata
A capacidade de reconhecimento da resposta inata é válida para estruturas 
moleculares que possuem as características de patógenos microbianos, mas não 
células de mamíferos.
As substâncias que estimulam o reconhecimento dessas respostas denominam-
se Padrões Moleculares Associados aos Patógenos (PAMP). Os diferentes tipos de 
microrganimos-0, como bactérias, vírus e fungos, expressão de diferentes tipos de 
PAMP, tais como ácidos nucleicos e proteínas em microrganismos e carboidratos 
e lipídeos que não são sintetizados em mamíferos, como lipopolissacarideos de 
bactérias gram-positivas. A Tabela 2 mostra algumas dessas moléculas.
Além das moléculas abordadas acima, a resposta imune inata reconhece também 
produtos microbianos essenciais para a sobrevivência desses organismos.
Esse tipo de reconhecimento é importante, pois são componentes que não 
podem ser perdidos e assim não são escondidos pelos microrganismos na tentativa 
de evitar o reconhecimento do hospedeiro. Um exemplo é o RNA viral de fita 
dupla, que desempenha importante papel na replicação de certos vírus (Tabela 2).
Outro importante reconhecimento dessa resposta são as moléculas endógenas 
que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas, denominadas 
Padrões Moleculares Associadas a Danos (DAMP).
11
UNIDADE Imunidade Inata
O DAMP é o resultado dos danos celulares causados pela infecção ou na 
indicação de lesões celulares assépticas como toxinas químicas, queimaduras, 
traumas e redução do suprimento sanguíneo, mas não são liberados por células 
mortas por apopitose (Tabela 2).
Tabela 2 – Exemplos de PAMP e DAMP
Padrões Moleculares Associados aos Patógenos Tipo de Micro-organismo
Ácidos nucleicos
ssRNA
dsRNA
CpG
Vírus
Vírus
Vírus, bactérias
Proteínas PilinaFlagelina
Bactéria
Bactéria
Lipídios de parede celular LPSÁcido lipoteicoico
Bactérias gram-negativas
Bactérias gram-positivas
Carboidratos MananaGlucanas dectina
Fungos, bactérias
Fungos
Padrões Moleculares Associados a Danos
Proteínas induzidas por estresse HSP
Cristais Urato monossódico
Proteínasnucleares HMGB1
CpG, citidina-guanina dinucleotídeo; dsRNA, RNA de dupla fita; HMGB1, grupo box de alta mobilidade 1; 
HSP, proteínas de choque térmico; LPS, lipopolissacarídeo; ssRNA, RNA de fita simples.
Fonte: Abbs, 2012.
Para realizar o reconhecimento dos PAMP e dos DAMP, a resposta imune 
inata utiliza proteínas presentes no sangue e nos fluidos extracelulares, mas, 
principalmente, nos receptores dispostos em diferentes porções das células e 
moléculas solúveis no sangue e na secreção das mucosas. As células que expressam 
esses receptores são os fagócitos (macrófagos e neutrófilos), células dendríticas, 
algumas células epiteliais e muitas outras células que compõem tecidos e órgãos. 
Esses receptores são chamados de receptores de reconhecimento de padrões, 
expressos tanto na membrana plasmática quanto na endossômica, no citoplasma, 
o que possibilita que a resposta imune inata possa agir tanto em agentes presentes 
dentro, quanto fora das células (Tabela 3).
O mecanismo de ação desses receptores envolve a sua ligação com os PAMP e os 
DAMP, ativando uma sinalização que gera funções antimicrobianas e pró-inflamatórias.
12
13
Tabela 3 – Moléculas de Reconhecimento de Padrões do Sistema Imune Inato
Receptores de Reconhecimento de 
Padrões Associados às Células
Local Exemplos Específi cos Ligantes PAMP/DAMP
Receptores semelhantes a Toll (TLR) Membrana plasmática 
e membranas 
endossômicas das células 
dendríticas, fagócitos, 
linfócitos B, células 
endoteliais e muitos 
outros tipos celulares
TLR 1-9
Diversas moléculas 
microbianas, incluindo 
LPS bacteriano e 
peptidoglicanos, ácidos 
nucleicos virais
Receptores semelhantes a NOD (NLR)
Citoplasma de 
fagócitos, células 
epiteliais e outras células
NOD1/2
Família NALP 
(inflamassomos)
Peptidoglicanos da 
parede celular bacteriana
Flagelina, dipeptídeo 
muramil, LPS; cristias de 
urato; produtos de células 
danificadas
Receptores semelhantes a RIG (RLF)
Citoplasma de fagócitos e 
outras células RIG-1, MDA-5 RNA viral
Receptores similares à lectina do tipo C
Membranas plasmáticas 
de fagócitos
Receptor de manose
Dectina
Carboidratos da superfície 
microbiana com manose e 
frutose terminais
Glucanas presentes em 
paredes celulares fúngicas
Receptores scavenger
Membrana plasmática 
de fagócitos CD36
Diacilglicerídeos 
microbianos
Receptores N-Formil met-leu-phe
Membrana plasmática 
de fagócitos FPR e FPRL1
Peptídeos contendo 
resíduos N-formilmetionil
13
UNIDADE Imunidade Inata
Moléculas Solúveis de 
Reconhecimento
Local Exemplos Específicos Ligantes PAMP
Pentraxinas
Plasma Proteína C-reativa
Fosforilcolina e 
tosfatidiletanollamina 
microbianas
Colectinas
Plasma
Alvéolos
Lectina ligante 
de manose
Proteínas surfactantes 
SP-A e SP-D
Carboidratos com manose 
e frutose terminais
Diversas estruturas 
microbianas
Ficolinas
Plasma Ficolina
N-Acetilglicosamina e ácido 
lipoteicoico componentes 
de paredes celulares de 
bactérias gram-positivas
Complemento
Plasma C3 Superfícies microbianas
Anticorpos naturais
Plasma IgM
Fosforilcolina em 
membranas bacterianas 
e membranas de células 
apoptóticas
Fonte: Abbs, 2012
Diante dessa introdução, é possível aprofundarmos sobre os receptores celulares 
de reconhecimento de padrões de PAMP e DAMP. As células que expressam as 
maiores quantidades desses receptores são os fagócitos e as células dendríticas, 
demonstrando seu papal crucial para a ingestão dos patógenos, como fazem os 
macrófagos e os neutrófilos (fagócitos), no estímulo a uma resposta inflamatória e, 
por subsequência, uma resposta adaptativa, como é o papel das células dendríticas.
14
15
Dentro desses diversos receptores, está um família de moléculas evolutivamente 
conservadas de receptores denominados receptores semelhantes às Toll (TRL), são 
glicoproteínas que reconhecem grande variedade de microrganismos. Existem 9 
tipos desses receptores, os TRL1 a TRL9 (Figura 1).
Figura 1 – Estrutura, localização e especifi cidade dos TRL de mamíferos
Fonte: Abbs, 2012
Moléculas que as TRLs reconhecem são o LPS e o ácido lipoteicoico, constituintes 
de paredes celulares de bactérias gram-negativas e gram-positivas, respectivamente. 
Reconhecem, também, a flagelina, uma subunidade proteica presente nos flagelos 
das bactérias móveis. Para os vírus, sua ligação se dá no RNA de fita simples e 
dupla, e para fungos (mananas), ligam-se nas manosas.
15
UNIDADE Imunidade Inata
Como dito anteriormente, a resposta inata se dá tanto em microrganismo 
como em moléculas endógenas que indicam dano celular. Para essas moléculas, o 
TRL participa ativamente no reconhecimento, incluindo as moléculas de choque 
térmico (HPS), as chaperonas, que estão relacionadas à resposta ao estresse, a 
proteína do grupo box de alta mobilidade 1 (HMGBI), que se liga ao DNA e está 
envolvida no reparo gênico. Se essas proteínas estiverem localizadas extracelular-
mente, elas ativam os TLR2 e TRL4 em células dendríticas, macrófagos e outros 
tipos de células.
Já foi demonstrada a grande diversidade de forma dos TLRs e as células em que 
são expressas. Adicionalmente, esses receptores podem ser encontrados tanto na 
membrana celular, quanto nas membranas intercelulares, sendo que os TRL 1, 2, 
4, 5 e 6 são expressos nas membranas plasmáticas, reconhecendo os PAMP no 
ambiente extracelular, principalmente os LPS e o ácido lipopoteicoico das bactérias 
por meio dos TRL 2 e 4, respectivamente.
Já no interior das células, são expressos os TRL 3, 7, 8 e 9, principalmente no 
retículo endoplasmático rugoso, detectando diversos ácidos nucleicos. O TRL 3 
ainda pode detectar as fitas duplas de RNA de vírus, mas o RNA de fita simples é 
reconhecido pelo TRL8.
Já o TRL9 pode se ligar a fitas de DNA simples e dupla, em que não são 
apenas expressos por microrganismos; no entanto, é específico destas moléculas 
a região endossômica, o que diferencia as moléculas do hospedeiro que não se 
relaciona ao endossoma dos microrganismos, mas o DNA e o RNA microbiano 
podem terminar no endossoma dos fagócitos ou das células dendríticas ao serem 
fagocitadas. Por fim, para as células danificadas, os TRL 3, 7, 8 e 9 podem iden-
tificar componentes saudáveis de moléculas estranhas ou de células do próprio 
corpo, quando são danificadas.
O ponto do mecanismo de resposta pelo TLR, resulta na ativação de várias 
vias de sinalização da qual esses receptores iniciam nos fatores de transcrição que, 
por sua vez, induzem a expressão gênica cujos produtos são importantes para a 
realização da resposta inflamatória (Figura 2). As principais vias de sinalização são 
as MyD88 independente de TRIF, que ativa NF-kB e IRF4.
16
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Figura 2 – Funções de Sinalização do TRL. Os TRL1, 2, 5 e 6 usam proteína adaptadora 
MyD88 e ativam os fatores de transcrição NF-kB e AP-1. O TRL3 usa a proteína adaptadora TRIF 
e ativa os fatores de transcrição IRF3 e IRF7. O TLR4 pode ativar ambas as vias. Os TRL7 e 9 
presentes no endossoma utilizam o MyD88 e ativam NF-kB e IRF7 (não mostrados)
Fonte: Abbs, 2012
17
UNIDADE Imunidade Inata
TRL – Animação: https://youtu.be/iVMIZy-Y3f8
Ex
pl
or
Os receptores citosólicos de PAMP e DAMP auxiliam a resposta imune inata no 
citoplasma e, juntamente com os TRL, estão associados à resposta inflamatória.
As principais classes desses receptores (citoosólicos) são os receptores 
semelhantes à NOD e os receptores semelhantes à RIG, que desempenham função 
importante em alguns tipos de bactérias e parasitas que apresentam mecanismos de 
escape para as vesículas fagocíticas, pois esses microrganismos apresentam toxinas 
que criam poros na membrana da célula hospedeira, o que inclui as membranas 
endossômicas, permitindo a esses patógenos chegar ao citoplasma. Diante disso, 
esses receptores são uma importante defesa.
Os receptores semelhantes à NOD (NLR) pertencem a uma subfamília de mais 
de 20 proteínas citosólicas que reconhecem os PAMP e os DAMP citoplasmáticos. 
Além disso, são capazes de recrutar outras proteínas quefazem parte da via de 
sinalização da inflamação.
Essa família de receptores apresenta ao menos 3 diferentes domínios que 
possuem estruturas e funções distintas. As diferentes estruturas são: um com 
domínio muito rico em leucinas (sua estrutura de reconhecimento é semelhante ao 
TRL); o domínio NACHT (proteína neuronal de inibição de apopitose conhecida 
como NAIP e outras proteínas como CITA, HET-E e TPI); o domínio efetor, que 
tem função de recrutar proteínas para o processo de sinalização (Figura 3).
Os receptores NOD1 e NOD2 (subfamília dos NLR) (Figura 3) possuem o 
domínio CARD. Os receptores são expressos no citoplasma por diversas células 
como as epiteliais mucosas e os fagócitos e respondem à peptidoglicanas con-
tidas nas paredes celulares das bactérias, mais especificamente, a NOD1, que 
conhece moléculas presentes em bactérias gram-negativas, e a NOD2, que é 
principalmente expressa em células intestinais de Paneth, que reconhece uma 
molécula chamada peptídeo muramil expressa tanto em bactérias gram-negativas 
quanto em gram-positivas.
Outro grupo de receptores é o NLRP (subfamília NLR), que se liga aos PAMP e 
aos DAMP citoplasmáticos e vai realizar a resposta por meio dos inflamassomos, 
que geram formas ativas de citocina inflamatória denominada IL – 1 (Figuras 3 e 4).
Atualmente, são conhecidos 14 tipos de NLRP, sendo muitos deles com o mesmo 
domínio efetor Pirina. Dos 14 tipos de NLRP, apenas 3 foram bem estudados: os 
IPAF/NRLC4, NRLP3 e NRLP1.
De forma geral, com a ativação dos receptores IPAF/NRLC4, NRLP3 e 
NRLP1, por meio de um agente microbiano ou por alterações de ions ou moléculas 
endógenas, esses receptores se ligam a outras proteínas por interações homotípicas, 
18
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formando um complexo designado inflamossomo, que se liga a proteínas NLRP3, 
que se ligam a proteínas adaptadoras e essas, por sua vez, ligam-se a uma forma 
percussora de uma enzima inativa chamada caspase I e, com essa interação com 
as proteínas adaptadoras, são ativadas, ou seja, a caspase I só é ativada após o 
recrutamento do complexo inflamassomo.
A principal função da caspase I é clivar formas percussoras de citoplasmáticas 
inativas de duas citosinas homólogas denominadas IL-1β e IL-18, gerando as 
formas ativas dessas citocinas.
CARD ADCIITANLRA
NAIPSNLRB
NODI, NLRC4
NOD2NLRC
NLRC3, NLRC5, NLRXI
NLRPI
NLRP2-9, 11-14NLRP
NLRP10
NACHT
BIR BIR BIR NACHT
NACHTCARD
NACHT
NACHTCARDCARD
X
NACHT CARDPYD
NACHTPYD
NACHTPYD
Figura 3 – Esquematização das subfamílias NLR e seus domínios – NLR Subfamiles do inglês Subfamílias NLR
PC-pç/=A resposta RLRP-inflamassomo como, por exemplo, as ligações 
às proteínas RLRP3 explicadas acima, são induzidas por diversos fatores 
citoplasmáticos como produtos microbianos, cristais ambientais ou endógenos e 
redução da concentração plasmática de ions de potássio (K+), que geralmente estão 
associados a infecções e estresse celulares.
Dentro dos produtos microbianos estão flagelina, dipeptídeo muramil, LPS, 
toxinas formadoras de poros e RNA bacteriano e viral. Já as substâncias cristalinas 
são derivadas do ambiente como o amianto ou a sílica, e podem ser também de 
origem endógena como o pirofosfato de cálcio, urato monossódico provindo de 
células mortas, que também pode liberar para o meio extracelular ATP e este gerar, 
também, a formação do inflamassomo.
A grande quantidade de agentes sugere que a ligação desses compostos, não 
ocorre diretamente, como os RLPRs, e sim de forma indireta, como íon potássio, 
vinda de toxinas de bactérias formadoras de poros. Outras foram de ligação podem 
ser as espécies reativas de oxigênio (radicais livres) e também podem induzir o 
inflamossomo (Figura 4).
19
UNIDADE Imunidade Inata
Figura 4 – Inflamassomo. A ativação RLRP3-inflamassomo que culmina na ativação do pró-IL-1β e a IL-1 ativa
Fonte: Murphy, 2010
Os últimos receptores abordados nesta Unidade serão os receptores semelhantes 
ao RIG, que são sensores citolíticos de RNA viral, respondendo a ácidos nucleicos 
de vírus por meio de produção de interferons antivirais tipo I.
Inflamossomo – texto: https://goo.gl/VhyxsZ
Ex
pl
or
Resposta Inflamatória
A inflamação é uma resposta muito importante para o combate a infecções, 
sendo que para que ela ocorra, três papéis fundamentais devem acontecer.
O primeiro é o oferecimento de células e moléculas efetoras adicionais para 
os sítios de infecção para aumentar a morte dos microrganismos invasores pe-
los macrófagos.
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O segundo é a barreira física, por meio de coagulação microvascular, para que 
haja a prevenção da dispersão da infecção.
O terceiro e último é relacionado ao reparo dos tecidos lesados. No local da 
infecção, a resposta inflamatória é começada pelos macrófagos, dando início a 
uma caracterização das respostas inflamatórias: a dor, a vermelhidão, o calor e o 
edema naquele local da infecção.
Essas quatro características descritas acima ocorrem devido a quatro tipos 
de mudanças nos vasos sanguíneos nos quais ocorreu a infecção, aumento do 
diâmetro vascular, o que gera elevação do fluxo sanguíneo (calor e vermelhidão). 
No entanto, ocorre a redução da velocidade desse fluxo, sobretudo nas superfícies 
internas dos pequenos vasos sanguíneos locais, mudança nas células endoteliais 
que revestem os vasos sanguíneos, que começam a expressar moléculas de 
adesão celular que ligam os leucócitos circulantes. Essa combinação da lentidão 
do fluxo sanguíneo com as moléculas de adesão, agora expressas, permite 
maior eficiência na adesão de leucócitos ao endotélio e sua migração para 
dentro do tecido. Esse processo é chamado de extravasamento. Todas essas 
mudanças são iniciadas por citocinas e quimiocinas produzidas por macrófagos 
ativados (Figura 5).
Com o início da inflamação, as primeiras células brancas que chegam ao local 
são os neutrófilos, seguidos pelos monócitos, que lá se diferenciam em macrófagos 
teciduais. Além dos macrófagos, os monócitos são capazes de originar células 
dendríticas no tecido também. Essa diferenciação dependerá do sinal que recebem 
do ambiente, como, por exemplo, a citocina, fator estimulante de colônias de 
granulócitos e macrófagos (GM-CSF) e a interleucina-4 (IL-4), que vão induzir os 
monócitos na diferenciação em células dendríticas. Já outras citocinas e o fator 
estimulante de colônias de macrófagos (M-CSF) vão estimular a diferenciação para 
macrófagos (Figura 6). Observam-se durante o último estágio da inflamação outros 
leucócitos presentes, como eosinófilos e linfócitos.
A terceira maior mudança nos vasos sanguíneos nos quais ocorre a infecção é o 
aumento da permeabilidade vascular. Isso acontece porque as células do endotélio 
que revestem as paredes dos vasos sanguíneos ficam mais separadas uma das 
outras, levando à saída do fluido e de proteínas do sangue para o lado do tecido, 
causando o inchaço ou edema e a dor, além do acúmulo de proteínas plasmáticas 
cuja função é auxiliar na defesa do hospedeiro. Essas mudanças no endotélio são 
conhecidas em geral como ativação endotelial.
A quarta mudança é a coagulação em microvasos que auxilia na prevenção da 
difusão de patógeno para o tecido infectado (Figura 5).
21
UNIDADE Imunidade Inata
Figura 5 – As quatro alterações nos vasos sanguíneos devido à infecção
Fonte: Murphy, 2010
Essas mudanças são induzidas por uma variedade de mediadores inflamatórios 
liberados devido ao reconhecimento do patógeno pelos diversos receptores 
presentes nos macrófagos.
Além deles, outros mediadores são importantes como mediadores lipídicos da 
inflamação: as prostaglandinas, leucotrienos e fator ativador de plaquetas (PAF), que 
são rapidamente produzidos pelos macrófagos por vias enzimáticas que degradam 
os fosfolipídeos de membrana. Suas ações são seguidas por aquelas das citocinas 
e as quimiocinas que são sintetizadas e secretadas pelos macrófagos em resposta 
aos patógenos.
A citocina fator de necrose tumoral (TNF-α), por exemplo, é um potente ativa-
dor do endotélio celular.Outra maneira pela qual o rápido reconhecimento dos pa-
tógenos induz resposta inflamatória é por meio da ativação da cascata do comple-
mento. Um dos produtos de clivagem da reação do complemento é um peptídeo 
chamado C5a, potente mediador da inflamação, com diferentes atividades. Além 
de aumentar a permeabilidade vascular e induzir a expressão de algumas moléculas 
de adesão, atua como potente quimioatraente de neutrófilos e monócitos.
O peptídeo C5a também ativa fagócitos e mastócitos locais, os quais, por sua 
vez, são estimulados para liberar seus grânulos, que contêm as pequenas moléculas 
inflamatórias histamina e a citocina TNF-α. Em casos de ferimentos, o dano aos 
vasos sanguíneos induz imediatamente outras duas cascatas enzimáticas protetoras. 
O sistema quinina é uma cascata enzimática de pró-enzimas plasmáticas, que é 
induzida pelo dano aos tecidos, produzindo vários mediadores inflamatórios, 
incluindo o peptídeo vasoativo bradicinina.
O sistema quinina é o exemplo de cascata de protease, também conhecido 
como cascata enzimática de ativação, no qual as enzimas são inicialmente inativas, 
ou na forma de pró-enzimática. Depois que o sistema é ativado, a protease ativada 
quebra e ativa a próxima protease da série, e assim por diante.
A bradicinina causa aumento na permeabilidade vascular que promove influxo 
de proteínas plasmáticas para o local do tecido lesado. Isso também causa dor que, 
embora desagradável para a vítima, chama atenção ao problema e leva à imobili-
zação da região afetada do corpo, ajudando a limitar a disseminação da infecção.
22
23
O sistema de coagulação é outra cascata de proteases que é iniciada no sangue 
depois do dano dos vasos sanguíneos. Essa ativação leva à formação de um grumo 
de fibrina, cujo papel normal é prevenir a perda de sangue. Em relação à imunidade 
inata, contudo, o coágulo barra a entrada de microrganismos infecciosos para a 
corrente sanguínea. A cascata de quinina e a cascata de coagulação sanguínea são 
igualmente iniciadas pelas células endoteliais ativadas e também têm importante 
papel na resposta inflamatória contra patógenos, mesmo que não ocorram 
ferimentos ou danos teciduais.
Dessa forma, dentro de minutos após a penetração no tecido pelo patógeno, a 
resposta inflamatória causa um influxo de proteínas e células que podem controlar 
a infecção. Isso estabelece uma barreira física na forma de coágulo sanguíneo, 
limitando a dispersão da infecção e fazendo com que o hospedeiro fique alerta ao 
local da infecção.
Figura 6 – Entrada e diferenciação dos monócitos circulantes no sangue
Fonte: Murphy, 2010
Ação dos anti-infl amatórios: https://goo.gl/UyiMfg
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UNIDADE Imunidade Inata
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
TRL – Animação
https://youtu.be/iVMIZy-Y3f8
 Leitura
Inflamossomo
https://goo.gl/uZb6BU
Resposta inflamatória – Resumo
https://goo.gl/QduKuP
24
25
Referências
MURPHY, K.; TRAVERS, P.; WALPORT, M. Imunologia de Janeway. 7.ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2010.
ABBS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. Imunologia Celular e Molecular. 
7.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012 (Edição Digital) 
25
Genética e Imunologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Aline Dal’Olio Gomes
Revisão Textual:
Prof. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Imunidade Adaptativa
• Resposta Imunológica Adaptativa
• Reconhecimento do Antígeno
• Ativação dos Linfócitos
• Resposta Imune Humoral
• Memória Imunológica
• Doenças do Sistema Imune
 · Apresentar um aprofundamento da resposta imune adaptativa, 
descrevendo os principais mecanismos com ela envolvidos, tais 
como anticorpos, reconhecimento do antígeno, resposta imune 
celular, ativação dos linfócitos, resposta imune humoral, memória 
imunológica e doenças do Sistema Imunológico.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Imunidade Adaptativa
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Imunidade Adaptativa
Contextualização
Como vimos, o Sistema Imune apresenta duas resposta: a inata e a adaptativa. 
Agora, abordaremos a resposta adaptativa, lembrando que ela é crucial para nos 
protegermos contra diversas infecções, influindo se elas nos infectarem novamente.
Para que essa proteção ocorra, é necessário que essas células reconheçam 
especificamente os patógenos e é aí que surgem os linfócitos T e B e as imuno-
globulinas, que desempenham papel importante nesse processo e também para 
que haja mecanismo de ativação dos linfócitos, para que possamos combater es-
ses patógenos. Assim, estudaremos como as imunoglobulinas e os linfócitos são 
ativados e, também, como consequência dessa ativação, de que forma ocorre a 
resposta humoral.
Outro tema importante e vital para que possamos ter vida saudável por muito 
tempo é a questão e a capacidade do Sistema Imunológico de produzir células com 
memória de patógenos específicos e ainda por cima gerar resposta eficiente contra 
elas. É graças a essa capacidade que não ficamos resfriados, por exemplo, todos 
os invernos!
Por fim, vamos abordar rapidamente no texto os patógenos que conseguem 
derrotar o nosso Sistema Imunológico e como eles fazem isso. Esse tema é 
importante, já que nos remete a pensar sobre como os organismos evoluem e 
também como conduzimos nossas vidas em relação à prevenção de doenças.
8
9
Resposta Imunológica Adaptativa
Para iniciarmos esta Unidade, vamos recapitular os principais pontos da resposta 
imunológica adaptativa, que estão ilustrados na Figura 1.
A resposta imune adaptativa refere-se à especificidade de moléculas e à 
capacidade de lembrar e responder com mais intensidade em exposições repetidas 
frente a um mesmo microrganismo.
Ela pode, também, diferenciar uma gama de substâncias microbianas, não 
microbianas e microrganismos e, devido a isso, é denominada imunidade específica 
ou imunidade adquirida, porque muitas das respostas apresentadas são “adquiridas” 
por experiência.
Suas principais células são linfócitos e seus produtos secretados, como os 
anticorpos. As substâncias estranhas que induzem as respostas imunológicas 
específicas reconhecidas pelos linfócitos ou os anticorpos são os antígenos.
A resposta imune adaptativa apresentaduas respostas distintas: a imunidade 
humoral e a imunidade celular. Essas respostas são mediadas por componentes 
distintos do Sistema Imunológico. A função delas consiste na eliminação de 
microrganismos patogênicos.
Especificando uma pouco mais, a imunidade humoral é basicamente mediada 
por moléculas do sangue e pelas secreções das mucosas, que são denominadas 
anticorpos e são capazes de reconhecer os antígenos microbianos, neutralizar sua 
capacidade de infecção e por fim eliminá-los.
Os anticorpos, que são agentes vitais para a resposta imunológica adaptativa, 
são sintetizados nos linfócitos B (também podem ser chamados de células B). A 
imunidade humoral é o principal mecanismo de defesa contra microrganismos e 
suas toxinas, já que ela é capaz de ativar diversas vias de sinalização de defesa, 
como os diferentes tipos celulares de anticorpos que promovem a ingestão de 
microrganismo pelas células do hospedeiro (fagocitose).
A outra imunidade mencionada no parágrafo anterior é a imunidade célula, 
também chamada de imunidade adquirida. Essa resposta é realizada por células, 
provindas dos linfócitos T (também denominadas células T). Ela é importante porque 
alguns vírus e bactérias sobrevivem e se proliferam no interior das células que a 
fagocitam e outras células do hospedeiro; então, a defesa é realizada dentro da 
célula promovendo a destruição de microrganismos que residem nos macrófagos 
e neutrófilos ou em células infectadas.
9
UNIDADE Imunidade Adaptativa
Figura 1 – Resumo da Resposta Imunológica Adaptativa
Fonte: nano-macro.com
Reconhecimento do Antígeno
Para iniciarmos esse tópico, vamos relembrar o que são os anticorpos. São 
proteínas, presentes em todos os vertebrados, de enorme variedade e com alta 
especificidade no reconhecimento à exposição aos antígenos, que também são os 
mediadores primários da resposta humoral.
Os anticorpos apresentam três tipos de ligação com os antígenos, sendo eles 
imunoglobulina, receptor de linfócitos T e molécula do complexo principal de 
histocompatibilidade (MHC).
A diferenciação dessas três classes de moléculas está no sítio de ligação com o an-
tígeno, natureza do sítio a que pode ser ligado, natureza dos determinados antígenos 
reconhecidos, afinidade de ligação ao antígeno e on-rate e off-rate (Tabela 1).
Tabela 1 – Caracterização e diferenciação dos três tipos de anticorpos presentes nos vertebrados
Característica
Molécula de Ligação 
ao Antígeno
Imunoglobulina (lg) Receptor de linfócitos T (TCR)* Moléculas de MHC*
Sítio de ligação ao 
antígeno
Formado por três CDR nos 
domínios VH e três CDR 
nos domínios VL
Formado por três CDR nos 
domínios Va e três CDR 
nos domínios Vb
Fenda de ligação peptídica 
formada por domínios a1 e a2 
(classe I) e a1 e b1 (classeII)
10
11
Característica
Molécula de Ligação 
ao Antígeno
Natureza do 
antígeno que 
pode ser ligado
Macromoléculas (proteínas, 
lipideos, polissacarídeos) e 
pequenas substâncias químicas
Complexo peptídeo-MHC Peptídeos
Natureza dos 
determinantes 
antigênicos 
reconhecidos
Determinantes conformacio-
nais e lineares de diversas 
macromoléculas e substâncias 
químicas
Determinantes lineares de pep-
tídeos; apenas 2 ou 3 resíduos 
de aminoácidos do peptídeo 
são ligados à molécula de MHC
Determinantes lineares de pep-
tídeos; apenas alguns resíduos 
de aminoácidos de um peptídeo
Afinidade de 
ligação ao 
antígeno
Kd 10
–7 – 10–11 M; a afinidade 
média das Ig aumenta durante 
a resposta imunológica
Kd 10
–5 – 10–7 M Kd 10
–6 – 10–9 M; ligação 
extremamente estável
On-rate e off-rate On-rate rápida, off-rate variável On-rate lenta, off-rate lenta On-rate lenta, off-rate muito lenta
*As estruturas e funções das moléculas de MHC e TCR são discutidas, respectivamente, nos Capítulos 6 e 7.
CDR, região determinante de complementariedade; Kd, constante de dissociação; MHC, complexo principal de 
histocompatibilidade (apenas a molécula de classe II é mostrada); VH, domínio cariável da cadeia pesada da Ig; VL, 
domínio variável da cadeia leve da Ig.
Fonte: modificado de Abbs, 2012
Após essa breve apresentação, começaremos a discutir como esses anticorpos 
reconhecem os antígenos por meio da sua estrutura e das propriedades de ligação 
dos anticorpos aos antígenos.
Os anticorpos podem existir de duas formas: ou ligados na membrana dos 
linfócitos B virgem (atuando como receptor de antígenos), ativam essas células e 
também iniciam a resposta humoral, ou como anticorpos secretados localizados 
nos tecidos, sangue ou mucosa.
Para esses anticorpos secretados durante a fase efetora da resposta humoral, há 
a ligação dos anticorpos aos antígenos e a eliminação deles por meio de diversos 
mecanismos efetores, o que ocorre, geralmente, com a interação com outras células 
do Sistema Imunológico, como proteínas do complemento e células, incluindo 
fagócitos e eosinófilos.
Outra importante função dos linfócitos B nesse contexto é que eles são as únicas 
células que produzem moléculas de anticorpos, já que são eles que expressam a 
forma de membrana dos anticorpos que atuam como receptores de antígenos, que 
são liberados da membrana do linfócito B após a exposição a um antígeno, indo 
para a corrente sanguínea. Após a coagulação, esses anticorpos permanecem em 
um fluido denominado soro que, por sua vez, contém todas as proteínas presentes 
no plasma, com exceção dos fatores de coagulação.
Os anticorpos apresentam características gerais importantes para diferenciá-los. 
A maioria dos anticorpos são denominados gamglobulinas devido à sua semelhança 
com a letra do alfabeto grego gama e também de imunoglobulina (a partir de agora, 
os anticorpos serão chamados de imunoglobulina), que é a estrutura da molécula 
responsável pela imunização.
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
Mesmo com essas semelhanças em relação à estrutura das moléculas, as 
imunoglobulinas apresentam diferenças quanto à sua estrutura, que está diretamente 
relacionada à ligação dela com o antígeno específico (acredita-se que existem mais 
de um milhão de moléculas).
Atualmente, as imunoglobulinas são divididas em classes e subclasses de acordo 
com as características da região C da cadeia pesada, que apresenta funções específicas.
As classes de cada imunoglobulina são chamadas de isótipos e são dividas em 
cinco, em suas regiões constantes: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM, além dessa divisão, as 
IgA e IgG são subdividas em IgA1 e IgA2 e a IgG1,IgG2, IgG3 e IgG4.
Os diferentes tipos se diferenciam por suas propriedades biológicas, localiza-
ções funcionais e habilidade para lidar com diferentes antígenos, como se mostra 
na Quadro 1.
Quadro 1 – Tipos de isótipos de humanos e suas funções
Isótipo do 
Anticorpo
Subtipos 
(Cadeia H)
Concentração 
Sérica 
 (mg/mL)
Meia-vida 
Sérica (dias)
Forma 
Secretada
Funções
IgA IgA 1,2 (a1 ou a2) 3,5 6
IgA 
(dímero) 
Monômero, 
dímero, 
trímero
Imunidade de mucosa
IgD Nenhum (d) Traço 3 Nenhuma Receptor de antígeno do linfócito B virgem
Nenhum (e) 0,05 2 IgE Monômero
Defesa contra 
parasitas helmintos, 
hipersensibilidade 
imediata
IgG1-4 (g1, 
g2, g3 ou 
g4)
13,5 23 IgG1 Monômero
Opsonização, 
ativação do sistema 
complemento, 
citotoxicidade 
mediada por células 
dependentes de 
anticorpo, imunidade 
neonatal, autoinibição 
do linfócito B
Nenhum 
(m) 1,5 5
IgM 
Pentâmero
Receptor de antígeno 
do linfócito B virgem, 
ativação do sistema 
complemento
As funções efetoras dos anticorpos são discutidas em detalhes no Capítulo 12.
Fonte: Adaptado de Abbs, 2012
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A estrutura similar entre as imunoglobulinas refere-se à parte estrutural que 
não se liga aos antígenos, apresentando duas porções (leves e pesadas), sendo 
que cada porção é composta por duas cadeias idênticas (Figura 2). Essas duas 
porções são chamadas de Ig. As cadeias pesadas e leves são compostas por regiões 
denominadas aminoterminais variadas (V), que participam do reconhecimento dos 
antígenos, uma região carbaxiterminal constante (C), a qual, nas cadeias pesadas,media as funções efetoras da molécula.
De forma geral, a imunoglobulina apresenta um sítio de ligação ao antígeno, 
que é formado pela justaposição dos domínios VL e VH. A cadeia pesada termina 
em caudas C e a ligação de proteína do sistema de complemento e do receptor de 
Fc nas regiões da cadeia pesada de aproximação na cadeia pesada, como pode ser 
observado na Figura 3. Nessa Figura, é possível, notar, ainda que a IgM apresente 
mais um domínio (CH) em relação a IgA secretada, uma visão um pouco mais 
detalhada de como são as estruturas dessas moléculas.
Figura 2 – Esquematização da IgG e IGM (A e B) e estrutura cristalina de raios-X da IgG (C)
Fonte: Adaptado de Abbs, 2012
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
Diante do que foi abordado sobre a estrutura das imunoglobulinas, discutiremos 
com mais detalhes as regiões variáveis dos anticorpos, em que a maioria das 
diferenças é definida por três curtos segmentos localizados na região V da cadeia 
pesada e três da mesma região, mas da cadeia leve, que são conhecidos como 
hipervariáveis; é nesses locais que os antígenos se ligam nas moléculas das 
imunoglobulinas, nas regiões VH VL.
Anticorpos: https://goo.gl/DgdDP5
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Ativação dos Linfócitos
Para que as imunoglobulinas sejam ativadas e para que elas possam desempe-
nhar seu papel com eficiência, é necessário que os linfócitos sejam ativados, e é 
isso que abordaremos agora.
Os linfócitos T são de extrema importância nesse processo, pois são eles que 
erradicam as infecções por microrganismos intracelulares e ativos e outras células 
como os macrófagos e linfócitos B. Para que a resposta seja eficiente, esses 
linfócitos devem superar alguns desafios, tais como os mencionados a seguir.
Baixo número de células T imaturas – Para que o antígeno seja apresentado 
às células T rapidamente, existem células especializadas, denominadas células 
apresentadoras de antígenos (APC) e entre elas estão as células dendríticas.
Os linfócitos devem identificar a presença de antígenos em todos os locais do 
corpo e por isso as células T circulam também em órgãos linfoides secundários. 
Para auxiliar nesse contexto, as células dendríticas, que são encontradas em todos 
os tecidos, capturam os anticorpos e levam para a região linfoide, na qual estão 
localizadas as células T circulantes.
Por interagir com diversas células, como os linfócitos B, os macrófagos e as 
células dendríticas e, para que essas células somente interajam com as células do 
hospedeiro, os receptores dos linfócitos T reconhecem antígenos apresentados 
pelas células do hospedeiro.
Os receptores que desempenham esse papel de reconhecimento são as moléculas 
do complexo principal de histocompatibilidade (MHC). Isso difere com os linfócitos 
B em que tanto os receptores de imunoglobulina quanto as imunoglobulinas 
secretadas reconhecem antígenos solúveis ou associados às células.
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Os linfócitos T respondem a diferentes agentes infecciosos microbianos em dife-
rentes compartimentos celulares. Isso ocorre porque os APC combatem de forma 
distinta, dependendo se o antígeno é intra ou extracelular e, assim, apresentam 
as diferentes classe de células T, assim com o MHC também captura os antígenos 
de diversos locais e apresenta às células T. Exemplo é a defesa contra vírus na cir-
culação, que é mediada pelas imunoglobulinas e para que a produção das Ig seja 
efetiva, há participação dos linfócitos T CD4 auxiliares. Entretanto, se esse mesmo 
vírus afetar um tecido, a participação dos linfócitos T CD8 é muito importante.
Entre esse reconhecimento, a maioria dos linfócitos T reconhece apenas 
peptídeos curtos e, por consequência, eles só reconhecem sequência de aminoácidos 
específicos, enquanto as células B podem reconhecer moléculas maiores como 
peptídeos, proteínas e ácidos nucleicos, entre outros e, diante disso, as células T, 
normalmente antígenos ou substâncias de origem proteica.
O que decorre desse reconhecimento mais específico das células T é que os 
receptores das células T CD4 e CD8 são específicos para antígenos apresentados 
por moléculas do MHC e elas só se ligam à peptídeos (Figura 3).
Figura 3 – Esquema do reconhecimento de um complexo de peptídeo como MHC pela célula T
Fonte: Adaptado de Abbs, 2012
Os receptores MHC apresentam dois tipos: o MHC classe I e o MHC classe II, 
diferindo tanto na expressão nos tecidos quanto na sua composição espacial, mais 
especificamente na composição de suas subunidades.
Ambas as moléculas se assemelham aos domínios das imunoglobulinas, mas 
a MHC classe I apresenta duas cadeias polipeptidias, a cadeia a, que atravessa a 
membrana, é associada a uma cadeia menor, a b2-microglobulina (Figura 4).
Já o receptor MHC apresenta duas que atravessam a membrana e, além disso, 
a diferença entre os dois receptores, a fenda de ligação dos MHC, classe II, é 
formada por dois domínios: a1 e b1.
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
α2
α3 β2m
TM
α1α2
α3 β2m
TM TMTM
α1 α1 β1
α2 β2
Ligação
Peptídica
Classe I Classe II
Membrana
CitoplasmáticaCauda
Citoplasmática
Cauda
Citoplasmática
Figura 4 – Diferenças entre os receptores MHC classe I e classe II
Fonte: Acervo do Conteudista
O reconhecimento dos antígenos pelas células que não são células T ocorre com 
células que atuam como células apresentadoras de antígenos (APC) para ativar 
as células T virgens e as células T efetoras previamente diferenciadas, como as 
células dendríticas, que são as mais importantes, mas os macrófagos e os linfócitos 
B também fazem esse trabalho, principalmente via células T CD4 auxiliares 
previamente ativadas (não virgens) (Figura 5), ativando os receptores MHC.
Figura 5 – Principais APC e seus mecanismos de ativação das células T
Fonte: Adaptado de Abbs, 2012
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As APCs apresentam complexos peptídeos-MHC (Figura 3) para o reconheci-
mento das células T, além de estímulos adicionais chamados segundos sinais, para 
a maturação das células T virgens. As APCs que maturam as células T virgens são 
chamadas de coestimuladores.
Outro fator importante é a intensificação do sinal pelos APC devido à exposição 
dos produtos microbianos, como a ativação de receptores Toll pelos macrófagos e 
células dendríticas. Essa intensificação do sinal pelas APC que apresentam antígenos 
pode intensificar sua função de apresentação de antígenos, sobretudo as células T 
CD4 que, com a presença de antígenos, promovem a expressão de uma molécula 
denominada ligante do CD40, que se liga às células dendríticas e aos macrófagos.
Ativação dos linfócitos B: https://youtu.be/r02YWYZRsuk
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Resposta Imune Humoral
Antes de iniciarmos, vamos a uma visão geral do Sistema Imune Humoral. 
Basicamente, essa resposta é mediada por moléculas do sangue e pelas secreções das 
mucosas, os anticorpos, que são capazes de reconhecer os antígenos microbianos 
e de neutralizar a sua capacidade de infecção e por fim eliminá-lo.
As imunoglobulinas, que são agentes vitais para a resposta imunológica adapta-
tiva, são sintetizadas nos linfócitos B (também podem ser chamados de células B).
A imunidade humoral é o principal mecanismo de defesa contra microrganismos 
e suas toxinas, já que ela é capaz de ativar diversas vias de sinalização de defesa, como 
os diferentes tipos celulares de anticorpos promovem a ingestão de microrganismo 
pelas células do hospedeiro (fagocitose).
As principais funções das imunoglobulinas são neutralizar e eliminar microrga-
nismos infecciosos e toxinas microbianas; além disso, as imunoglobulinas são pro-
duzidas por plasmócitos de vida curta ou de vida longa, que são gerados de células 
B virgens ou de memória em órgãos linfoides e produzidos na medula óssea.
Essas imunoglobulinas têm suas funções efetoras mediadas por regiões constan-
tes de cadeia pesada e diferentes isotipos de cadeias pesadas possuem funções dis-
tintas, mas as funções são iniciadas pelas regiões variáveis, como foi mencionado 
anteriormente.
Diante dessa breve introdução, podemos começar a abordar o tema, focando, so-bretudo, as diversas funções que as imunoglobulinas possuem na defesa do organismo.
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
Como dito, essa resposta neutraliza e elimina os agentes infecciosos. Iniciando 
pela neutralização dos microrganismos e de suas toxinas, as imunoglobulinas 
bloqueiam a ligação dos microrganismos e/ou toxinas celulares. Um exemplo é 
o vírus influenza, que utiliza a hemaglutinina como envelope e essas moléculas 
conseguem interferir bloqueando a interação do vírus com os receptores celulares, 
fazendo um bloqueio estérico. Como a neutralização só é feita com a ligação do 
antígeno com a imunoglobulina, qualquer tipo dessa última molécula pode realizar 
esse bloqueio (Figura 6).
Ac neutralizantes
bloqueiam a adesão celular
Ac neutralizantes
bloqueiam ação 
toxina secretada
Previne
infecção
Previne
toxicidade
Anticorpos neutralizantes
Neutralização
Bactéria
Toxina
Mecanismos Efetores Mediados por Ag-Ac
Figura 6 – Esquematização de neutralização de bactérias e toxinas, 
impedindo a ligação deles com a célula do hospedeiro
Fonte: Acervo do Conteudista
Outra forma de resposta é a cobertura (opsonização) dos microrganismos, por 
meio das imunoglobulina IgG, promovendo a ligação a receptores Fc em fagócitos 
monocelulares e neutrófilos. Isso ocorre porque os receptores para as porções Fc 
dos IgG ligam-se para porções opsonizadas pelos anticorpos.
É possível, ainda, os fagócitos fagocitarem os agentes infecciosos sem a presença 
das IgG, como uma resposta imune inata. As respostas com e sem a presença de 
imunoglobulina estão na Figura 7.
De forma geral, as Ig não permitem a ligação dos agentes infecciosos às células 
impedindo a infecção. Além disso, eles impedem a disseminação da infecção de 
uma célula para a outra e bloqueiam as ligações entre as toxinas e as células, como 
já foi abordado.
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Figura 7 – Resposta com e sem a presença de imunoglobulinas (anticorpos) 
agindo na infecção da célula (A), liberação do microrganismo da célula infectada 
e da infecção da célula adjacente (B) e o efeito patológico da toxina (C)
Fonte: Adaptado de Abbs, 2012
Para finalizar esse tópico, será abordado de forma rápida o Sistema Comple-
mento, que é um dos principais mecanismos da resposta humoral e também da 
resposta inata.
Esse Sistema consiste em proteínas séricas e superfície celular que interagem 
uma com a outra e também com outras porções do Sistema Imune, que tem como 
função a geração de substâncias que eliminem o microrganismo. Suas principais 
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
características são: é ativado por microrganismos, ou imunoglobulinas, que estão 
ligados a outros microrganismos ou outros patógenos, envolvendo hidrólise de 
proteína com ruptura de ligações peptídicas (proteólise), gerando complexos 
enzimáticos e os produtos que são gerados por essas enzimas se ligam na membrana 
celular dos microrganismos ou nas imunoglobulinas ligadas a esses patógenos.
Sua ativação é inibida devido a proteínas reguladoras das células dos hospedeiros 
e/ou na ausência do patógeno.
Memória Imunológica
As respostas da memória imunológica são chamadas de respostas imunes 
secundárias, respostas imunes terciárias e assim sucessivamente, dependendo de 
quantas vezes o organismo seja infectado pelo patógeno.
Talvez seja um dos fatores mais importantes para um indivíduo, pois previne 
doenças. Essas respostas diferem da resposta imune primária, já que não houve 
ainda a produção do anticorpo, o que pode ser corroborado com as células T e 
B de memórias que não apresentam a mesma resposta das células T e B virgens. 
Entretanto, experimentalmente, não foi possível ainda comprovar cientificamente 
se a memória imunológica é diretamente relacionada às células de memória 
especializadas, mas é possível estabelecer de forma experimental que os indivíduos 
que já foram infectados já apresentam células de memória.
Em relação à diferença das respostas dessas células de memória e as virgens, 
já havia sido identificado experimentalmente que as células B com memória 
respondem ao antígeno com uma eficiência 100 vezes maior que as células 
virgens. A explicação para isso é que a resposta primária gera rápida produção 
de IgM, seguida de resposta de IgG; já a resposta secundária gera baixa síntese 
de IgM e grandes quantidades de IgG e uma pequena porção de IgA e IgE. Na 
realidade, quando começa a resposta secundária, a base das imunoglobulinas estão 
nas células B de memória, formando isotipos maduros, desviando a produção de 
IgM para a de IgG, IgA e IgE.
Em relação à afinidade do IgG, aumenta a sua na resposta primária e também nas 
respostas subsequentes. Essa resposta gera células B com afinidade cada vez maior, 
de acordo com a quantidade de exposição ao antígeno, o que eleva a expressão 
de MHC de classe II, que facilita a interação de poucas células B com os linfócitos 
T auxiliares, gerando produção de imunoglobulinas e diferenciação das células B e 
ocorre o início da resposta (Figura 8).
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Figura 8 – Maturação da afi nidade em uma resposta de anticorpos
De acordo com a resposta, o número de imunoglobulina 
aumenta e a variedade de afi nidades (KA) eleva-se também
Fonte: Adaptado de Murphy, 2010
Ainda na resposta imune secundária, as imunoglobulinas disponíveis se ligam di-
retamente no patógeno, desviando-se para os fagócitos para degradação e a elimina-
ção e, se houver grande quantidade de imunoglobulinas pré-existentes para eliminar 
ou inativar o patógeno, é possível que não ocorra reposta imune secundária.
Na resposta primária e também no início da resposta secundária, as imunoglo-
bulinas sintetizadas apresentam função vital no direcionamento da maturação da 
afinidade na resposta secundária, porque só os receptores das células B é que vão 
se ligar aos patógenos rapidamente para encontrar o antígeno ainda não comple-
xado; assim, há a possibilidade de processá-lo em pequenos fragmentos e auxiliar 
as células T.
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
Acredita-se que as células B circulam nos compartimentos linfoides secundários, 
principalmente nos folículos do baço, dos linfonodos e das placas de Peyer da 
mucosa intestinal.
Memória imunológica: https://goo.gl/vmZbWI
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Doenças do Sistema Imune
Até o presente momento, nós debatemos como o Sistema Imunológico responde 
frente aos desafios que os patógenos proporcionam. Agora, iremos abordar as 
falhas e as doenças que podem ocorrer com o Sistema Imune.
Essas falhas podem ser por deficiência hereditária graças a falhas genéticas e a 
Síndrome de Imunodeficiência Adquirida (AIDS), que ocorre quando o hospedeiro 
não consegue eliminar o invasor que, nesse caso, é o vírus que ataca o Sistema 
Imune humano, conhecido como Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV).
Na evolução do seu Sistema Imunológico, os vertebrados tiveram a permanência 
de mecanismos sofisticados de proteção contra os agentes infecciosos. No entanto, 
esses agentes também evoluíram, selecionando mecanismos que os fizessem 
escapar dos mecanismos de proteção, o que nos permite observar que nosso 
Sistema consegue responder bem frente a muitos patógenos, mas não a todos.
Um modo de o agente conseguir se livrar da resposta imune é por meio da 
variação antigênica, que é alterar seus antígenos. Existem três modos de varia-
ção antigênica:
1. Agentes infecciosos apresentam ampla variedade de tipos antigênicos; 
2. Ocorre com o vírus influenza, que apresenta duas formas para executar 
a variação antigênica: a deriva dinâmica, causada por mutações pontuais 
nos genes, e o desvio antigênico, que se deve a grandes mudanças na 
hemaglutinina dos vírus;
3. Rearranjos programados, que ocorrem em tripanossomos africanos, que 
são revestidos por uma um tipo único de glicoproteína, a Glicoproteína 
Variante-Específica (VSG) que, dentro do genoma desse protozoário, é 
expressa em um dado momento e pode ser alterada por rearranjo genético, 
que coloca um novo gene VSG no sítio de expressão.
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Esses são exemplos de comomuitos dos agentes infecciosos podem causar 
doenças recorrentes ou persistentes, evitando os mecanismos de defesa do 
hospedeiro normal ou subvertendo-os, a fim de promover sua própria replicação.
Além da variação antigênica, existe a latência, a resistência aos mecanismos efe-
tores e a supressão do sistema imune. E o problema pode vir, também, da própria 
resposta imune, já que alguns patógenos utilizam a ativação imune para disseminar 
a infecção, e outros não causariam doença se não fosse pela resposta imune.
Outro problema são as imunodeficiências, que é quando um ou mais componentes 
do Sistema Imunológico é deficiente, sendo classificadas como primárias e secundárias.
As primárias são causadas por mutações que afetam um dos diversos genes 
que controlam a expressão e as atividades das respostas imunes, e as secundárias 
são adquiridas como consequência de outras doenças, ou fatores ambientais, ou 
mesmo devido a uma consequência adversa de intervenção médica.
Existem muitas doenças imunodeficientes como mostra a Tabela/Quadro a seguir.
Quadro 2. Síndromes de imunodefi ciência humana
Tipo de distúrbio Condições
Distúrbios circulstórios 
e sistêmicos
Anemia falciforme, diabetes melito, nefrose, veias variçosas, defeitos cardíacos congênitos
Distúrbios obstrutivos Estenose ureteral ou uretral, asma brônquica, bronquiectasia, rinite alérgica, tuba de Eustáquio bloqueada, fibrose cística
Defeitos integumentares Eczema, queimaduras, fraturas do crãnio, trato sinusal de linha média, anomalidades ciliares
Imunodeficiências secundárias Desnutrição, prematuridade, linfoma, esplenectomia, uremia, terapia imunossupressora, enteropatia com perda de proteínas, doenças virais crõnicas
Imunodeficiências primárias Agamaglobulinemia ligada ao cromossomo X, síndrome de DiGeorge, doença granulomatosa crônica, deficiência de C3
Fatores microbiológicos 
incomuns
Supercrescimento antibiótico, infecções crônicas com microorganismos resistentes, 
reinfecção contínua (suprimento de água contaminada, contato infeccioso, equipamento 
de terapia de inalação contaminado)
Copos estranhos “Shunts” ventriculares, cateter venoso central, válvulas cardíacas artificiais, cateter urinário, corpos estranhos aspirados
Modificado a partir de Stiehm ER: Immunologic Disorders in Infants and Children, 4º ed. Philadelphia, WB Saunders Company, 
1996, p. 202; utilizado com permissão.
Alergias: https://youtu.be/wAB1gBzcdFM
Hipersensibilidade: https://youtu.be/2I0K_Asm_RwEx
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UNIDADE Imunidade Adaptativa
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
Ativação dos linfócitos B
https://youtu.be/r02YWYZRsuk
Alergias
https://youtu.be/wAB1gBzcdFM
Hipersensibilidade
https://youtu.be/2I0K_Asm_Rw
 Leitura
Imunoglobulina
https://goo.gl/qeUDnn
Memória Imunológica
https://goo.gl/gWgRwK
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Referências
ABBS, A.K., LICHTMAN, A.H., PILLAI, S. 2012. Imunologia Celular e 
Molecular. 7ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier (Edição Digital).
MURPHY, K., TRAVERS, P., WALPORT, M. 2010. Imunologia de Janeway. 7ª 
edição. Porto Alegre: Artmed.
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