introdução a biologia celular e do desenvolvimento

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Introdução a biologia celular e do 
desenvolvimento 
 
CONHECENDO A DISCIPLINA 
Prezado aluno, seja bem-vindo à disciplina Introdução à Biologia 
Celular e do Desenvolvimento! 
A biologia celular, conhecida também como citologia, é de grande 
importância às diferentes áreas da saúde, auxiliando no 
entendimento de como a vida se processa, uma vez que todos os 
seres vivos são formados por células, sendo estas consideradas a 
unidade fundamental da vida. A partir do estudo da estrutura e 
do funcionamento das células, bem como a interação entre elas, é 
possível compreender os processos biológicos básicos que 
participam da composição e do funcionamento dos organismos e 
entender a origem dos tecidos, órgãos e sistemas de um 
organismo, o que é extremamente importante para 
compreendermos as relações evolutivas dos seres vivos. O estudo 
das células nos permite, ainda, o desenvolvimento de tecnologias, 
novos tratamentos e medicamentos para inúmeras doenças, 
garantindo melhores perspectivas para a nossa saúde. 
Esta disciplina serve como base para a construção de 
fundamentos utilizados em diferentes áreas, como bioquímica, 
biotecnologia, farmacologia, fisiologia, genética, dentre outras. 
Por meio dela, vamos compreender a constituição celular dos 
organismos, identificar e distinguir as diferenças das células, 
assim como a composição e funções de suas estruturas. Você 
ainda será capaz de diferenciar as fases do ciclo celular, divisão, 
diferenciação, morte e controle das funções celulares, descrever o 
processo de formação de proteínas, matéria-prima utilizada pelo 
corpo para formar os ossos, músculos e outros órgãos, assim 
como conhecer os conceitos e as classificações relacionadas à 
herança genética, além das etapas do desenvolvimento 
embrionário. 
Veremos que uma célula é capaz de se diferenciar em vários tipos 
celulares, após processos de modificações, estabelecendo 
interdependências entre elas e exercendo funções específicas em 
um organismo. 
Este livro está dividido em quatro unidades. Na primeira unidade, 
estudaremos a teoria celular, compreenderemos os dois 
principais tipos celulares, as semelhanças e diferenças entre as 
células animais e vegetais e os detalhes de suas composições e 
funções. A segunda unidade será voltada para o estudo das 
organelas citoplasmáticas e das alterações celulares, 
compreendendo as fases do ciclo celular. Na terceira unidade, 
abordaremos uma introdução às bases cromossômicas e 
moleculares da hereditariedade, aprenderemos as Leis de Mendel 
e os padrões clássicos e não clássicos de herança gênica. Por fim, 
na unidade 4, conheceremos as etapas do desenvolvimento 
embrionário desde a fecundação até a formação do zigoto, que 
originará o ser vivo. 
Aproveite esta oportunidade, amplie os seus conhecimentos, 
consulte todas as unidades do livro sempre que necessário e não 
deixe de acessar os materiais indicados, pois este tema é essencial 
para o entendimento da vida e fundamental para as 
especificidades de sua carreira. 
O fenômeno da vida. Características das células 
procariontes e eucariontes 
CONVITE AO ESTUDO 
Você já parou para pensar do que somos formados? É comum 
dizermos que todos os seres vivos são compostos por células, 
sendo esta a unidade fundamental da vida, mas de onde surgiu 
este conceito? Será que todas estas células são iguais nos 
diferentes tipos de organismos? Como elas estão organizadas e 
como se comunicam? 
A citologia ou biologia celular é a ciência que estuda as estruturas 
celulares e suas funções permite a compreensão da fisiologia 
celular e seus mecanismos de controle interno e a interação com 
o meio externo no funcionamento celular, seja ele humano, 
animal, vegetal ou mineral. O estudo detalhado desta ciência só 
foi possível a partir de 1590, quando foi inventado o microscópio 
que permitiu a visualização da célula. 
As células em geral possuem estruturas semelhantes em sua 
composição, no entanto, algumas estruturas estão presentes 
apenas em células específicas. Existem seres vivos que são 
compostos por uma única célula e outros como nós, por trilhões 
de células. 
Nesta unidade abordaremos os conteúdos que permitirão a você 
identificar e distinguir as células animais das células vegetais, 
assim como a composição e as funções da membrana plasmática. 
Vamos também compreender o complexo processo de 
comunicação entre as células, a sinalização celular. Ao final da 
unidade, você saberá explicar a teoria celular, identificar e 
diferenciar as células eucarióticas e procarióticas, descrever 
detalhes sobre a membrana plasmática e os tipos de sinalizações 
celulares. 
Na Seção 1.1, estudaremos a teoria celular, o início da 
microscopia e o estudo dos organismos vivos, conhecendo os tipos 
celulares e as diferenças entre eles. Já na Seção 1.2, daremos 
enfoque para a membrana plasmática, suas características, 
composição e funções. Por fim, na Seção 1.3, conheceremos as 
classes de receptores da membrana plasmática e os tipos de 
sinalizadores celulares. 
Graças a esta ciência é possível compreender mais sobre nossa 
composição, criarmos medicamentos mais eficientes e 
avançarmos nos estudos de tratamentos para inúmeras doenças. 
Bons estudos! 
PRATICAR PARA APRENDER 
Caro aluno, vamos iniciar a nossa jornada buscando 
compreender em detalhes as células, uma vez que elas fazem 
parte da estrutura dos organismos, e nós as possuímos em grande 
quantidade em nosso corpo. 
As células, por se tratar de unidades funcionais, têm a 
responsabilidade de manter o adequado funcionamento do 
organismo. Mas será que todas elas são iguais e têm a mesma 
função? Veremos que diante da grande diversidade existente dos 
seres vivos, as células participam de sua formação de modos 
distintos, assim como há diferentes tipos celulares. 
Muitas das técnicas altamente sofisticadas utilizadas hoje, 
encontradas na biotecnologia e aplicadas à diversas áreas da 
saúde, envolvem o estudo das células. Desde as descobertas 
significativas na cura de doenças, o desenvolvimento de 
medicamentos e fármacos, alimentos transgênicos, células-tronco 
usadas em diferentes tratamentos, até mesmo no rendimento de 
atletas as células estão envolvidas, você sabia? Um dos fatores do 
rendimento físico está relacionado à quantidade e funcionalidade 
dos glóbulos vermelhos presentes no corpo, que são as células 
transportadoras de oxigênio para os tecidos do corpo, incluindo 
os músculos. 
Um dos primeiros passos para os futuros profissionais da área da 
saúde está relacionado ao conhecimento sobre as células: como 
diferenciá-las, quais são suas características fundamentais e como 
é sua estrutura. Esse é o momento inicial para compreender o 
vasto universo dos organismos vivos, por isso da importância 
deste estudo. 
É importante estar ciente que o estudo das células só foi possível 
após a criação do microscópio, instrumento óptico de alto poder 
de resolução, capaz de ampliar imagens de objetos muito 
pequenos. A microscopia foi fundamental também para a 
formulação da teoria celular, possibilitando o estudo dos 
microrganismos, tornando-se um marco para a ciência. 
Estudaremos um pouco da história desta invenção para 
conhecermos a trajetória e evolução dos microscópios e a relação 
com o estudo das células e a consequente origem da citologia. 
A indústria farmacêutica é um dos setores que mais vem 
recebendo destaque por investir em inovação. A busca constante 
pelo desenvolvimento e pela produção de novos medicamentos 
faz com que ela invista nas atividades de pesquisa e 
desenvolvimento (P&D). Assim para contextualizar as temáticas 
dessa seção junto às possíveis atividades profissionais, veremos o 
contexto em que uma multinacional farmacêutica abriu um 
processo seletivo de trainee para diversos setores. 
Nesta situação-problema, você foi um dos candidatos 
selecionados para uma das vagas de trainee. Você irá atuar no 
setor de produção, na área de pesquisa, desenvolvimento e testes 
dosmedicamentos. Você irá trabalhar com uma equipe de 
farmacêuticos, biólogos, biomédicos, médicos, engenheiros 
químicos e biotecnólogos. Para tanto, você precisará se dedicar 
muito e estar disposto a aprender com esta nova experiência. 
Para auxiliar na contextualização da sua aprendizagem, você foi 
encaminhado para um dos laboratórios da empresa, para 
acompanhar o trabalho de um biólogo experiente e aprender um 
pouco do trabalho dele. 
O biólogo Jean, para iniciar a condução do seu treinamento, lhe 
apresentou para a equipe, fez algumas perguntas para conhecê-lo 
e passou algumas atividades. Jean questionou qual o seu 
entendimento em relação à célula, pois vocês trabalhariam muito 
com elas nos próximos dias. O que você poderia responder ao 
biólogo para demonstrar o seu conhecimento relacionado às 
células? 
Jean lhe mostrou ainda os diferentes microscópios presentes no 
laboratório, com os quais eles trabalham para fazer as análises 
dos materiais em estudo. Você conhece diferentes tipos de 
microscópio e a vantagem de utilizar cada um deles? Sabe a 
importância deles na história e evolução da ciência? 
Para finalizar, o biólogo lhe entregou três lâminas para você 
analisar ao microscópio e caracterizá-las. A partir das imagens 
das lâminas a seguir, quais são as características das células 
observadas por você? Identifique as principais estruturas e tome 
nota para posteriormente apresentá-las ao Jean. 
 
Figura 1.1 | Lâmina A 
 
Fonte: Engelkirk; Duben-Engelkirk (2012, p. 59).Figura 1.2 | Lâmina B 
 
Fonte: Junqueira; Carneiro (2013, p. 51).Figura 1.3 | Lâmina C 
 
Fonte: Wikimedia Commons. 
 
A todo instante uma nova descoberta científica se dá! O estudo 
das células permite ampliar o potencial de pesquisas relacionadas 
à saúde, além de trazer mais evolução para o ramo da ciência e 
esta é a sua oportunidade de conhecer um pouco mais sobre o 
tema. 
CONCEITO-CHAVE 
A citologia (do grego kytos: célula, e logos: estudo), atualmente 
designada biologia celular, é a ciência que estuda a célula 
(unidade funcional de todo o ser vivo) e seu comportamento 
(composição, estruturas e fisiologia). O estudo desta ciência só foi 
possível com a invenção dos primeiros equipamentos de 
visualização microscópica, permitindo a observação de estruturas 
não visíveis a olho nu, como células e microrganismos. 
Para auxiliar nosso estudo, faremos um breve histórico com os 
principais eventos ocorridos no ramo da biologia celular desde a 
invenção do microscópio até a descoberta da célula, e a 
formulação da teoria celular, uma vez que a história da biologia 
celular está diretamente ligada ao desenvolvimento tecnológico 
que tornou possível o estudo da célula. 
• 1590: Hans Janssen e Zacharias Janssen, os holandeses 
fabricantes de óculos, criaram lentes capazes de ampliar imagens, 
permitindo uma visão de detalhes impossíveis de serem 
visualizados a olho nu. Acredita-se terem sido os inventores do 
primeiro microscópio. 
• 1665: Robert Hook, cientista inglês, inventa o microscópio 
composto (com lente ocular e objetiva). A partir de observações 
realizadas em finos cortes de cortiça (material de origem vegetal), 
descreveu pequenas cavidades preenchidas por ar, no caso as 
paredes celulares das células mortas do tecido observado por ele, 
nomeando-as “célula” (do latim cella: pequeno compartimento), 
sendo a descoberta de maior divulgação do século XVII. 
• 1673: Anton Van Leeuwenhock, holandês, construiu o seu 
próprio microscópio simples e conseguiu visualizar pela primeira 
vez células vivas (em material biológico humano: sangue, fibras 
musculares, espermatozoides etc.). 
• 1831: Robert Brown, botânico escocês, descreveu pela primeira 
vez o núcleo, constatando que a maioria das células possuía uma 
estrutura interna ovoide ou esférica. 
• 1838: Mathias Jakob Schleiden, botânico alemão, defende que as 
plantas e seus órgãos eram formados por células e relaciona o 
núcleo à divisão celular. 
• 1839: Theodor Schwann, fisiologista alemão, por meio de 
estudos com tecidos animais, descobre a enzima pepsina, o 
metabolismo celular e a fisiologia de células musculares e 
nervosas. 
TEORIA CELULAR 
Considerado um marco na biologia, a teoria celular foi formulada 
por meio do estudo das propriedades das células. Esse conceito 
surgiu no século XIX, pelo botânico alemão Mathias Jakob 
Shleiden e o fisiologista, também alemão, Theodor Schwann, 
entre os anos de 1838 e 1839, que formularam a hipótese de que 
todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células, e a 
célula é a unidade estrutural da vida, sendo esta a base da teoria 
celular. 
Mais tarde, em 1855, o médico polonês Rudolf Virchow propôs a 
ideia de que todas as células são provenientes de outra célula pré-
existente. Em 1878, Walther Flemming estudou o processo de 
divisão celular e a distribuição dos cromossomos no processo que 
chamou de mitose, conseguindo comprovar como a multiplicação 
das células ocorria. 
Os princípios gerais que fundamentam a teoria celular, são: 
• Todos os seres vivos são formados por uma ou mais células. 
• Toda célula se origina de outra preexistente. 
• A célula é a menor unidade estrutural e funcional de todos os 
seres vivos. 
Sabe-se que a atividade de um organismo depende da atividade 
de suas células, e todas as reações metabólicas e bioquímicas 
ocorrem no interior das células. As células contêm informações 
genéticas e hereditárias que são passadas para outras células 
durante o processo de divisão celular. 
Atualmente, afirma-se que as células são formadas por três partes 
básicas: a membrana, o citoplasma e o núcleo, e possuem 
basicamente a mesma constituição química. 
MICROSCOPIA 
Como vimos anteriormente, o estudo das células não seria 
possível sem a descoberta do microscópio, instrumento essencial 
para o desenvolvimento da citologia, o qual revolucionou o 
conhecimento científico. 
O objetivo da microscopia é permitir que possamos distinguir 
detalhes não observáveis a olho nu, por meio de imagens 
ampliadas de um objeto. As células, além de minúsculas, são 
também incolores e transparentes, e a descoberta de suas 
principais características internas está relacionada com a 
evolução dos microscópicos, assim como a derrubada da teoria da 
geração espontânea e os “seres invisíveis” causadores de doenças. 
O microscópio possibilitou a evolução no conhecimento sobre o 
funcionamento e tratamento de doenças. 
Vamos conhecer um pouco destes instrumentos tão importantes e 
revolucionários para a ciência? 
Os primeiros microscópios eram muito simples, com apenas uma 
lente, restringindo os resultados dos trabalhos realizados. Mais 
tarde, no final do século XIX, surgiram os primeiros microscópios 
binoculares e com um conjunto de lentes objetivas que 
permitiram uma visualização melhor. Trata-se dos microscópios 
ópticos (MO) ou também conhecidos como microscópios de luz. O 
feixe luminoso projetado pelo microscópio, ao atravessar a célula 
ou material de estudo, penetra na lente objetiva (de cristal) e 
refrata a luz, projetando uma imagem aumentada do material de 
100 a 1000 vezes. 
Em 1933, Ernst Ruska inventou o microscópio eletrônico, um 
grande avanço na microscopia que o rendeu um Prêmio Nobel de 
Física. O microscópio eletrônico (ME), possui um poder de 
resolução muito maior e utiliza em sua tecnologia feixes de 
elétrons e lentes eletromagnéticas para observar o objeto, com 
possibilidade de ampliação em até 300 mil vezes, contribuindo 
para a detecção de estruturas não visíveis pelo microscópio 
óptico. 
Figura 1.4 | Poder de resolução 
 
Nota: Os tamanhos das células e de seus componentes estão representados em uma 
escala logarítmica, indicando a amplitude de objetos que podem ser prontamente 
resolvidos a olho nu e nos microscópios ópticos e eletrônicos. 
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 531). 
É importante sabermos que existem vários tipos de microscópios 
ópticos (de fluorescência, de polarização, ultravioleta etc.) e 
microscópioseletrônicos (de varredura e de transmissão) e cada 
um deles é utilizado para uma determinada finalidade, sendo 
possível visualizar diferentes níveis de estruturas, dependendo do 
tamanho, espessura, origem, dentre outras características (Figura 
1.4). 
ASSIMILE 
No microscópio eletrônico de transmissão (MET), a 
imagem é formada simultaneamente à passagem do 
feixe de elétrons através do material. A imagem final 
é visualizada em uma tela fosforescente ou placa 
fotográfica, uma vez que os feixes de elétrons são 
imperceptíveis ao olho humano. O MET é utilizado no 
estudo de materiais biológicos, com alto poder de 
definição permite estudos de morfologia celular, 
organelas e interações entre as células e outros 
organismos. 
O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é muito 
semelhante ao MET, no entanto, a sua principal 
característica é que o feixe de elétrons não atravessa o 
material, ele varre a superfície da amostra, 
fornecendo uma imagem tridimensional. O MEV é 
geralmente utilizado de forma complementar ao MET, 
para estudos de morfologia e taxonomia, e o seu 
poder de resolução é menor do que o MET. 
Desta forma, verificamos que com o avanço da 
microscopia foi possível o aprofundamento no 
conhecimento das células, tecidos e órgãos, 
permitindo ampliar e aplicar pesquisas na área da 
saúde em geral, mas também em outras áreas de 
conhecimento. 
REFLITA 
Com a invenção do microscópio 
eletrônico, mais evoluído e potente, por 
que os microscópios ópticos não deixaram 
de ser utilizados? Qual a vantagem deles 
em relação ao microscópio eletrônico? 
ESTUDO DOS ORGANISMOS VIVOS 
A vida está presente por toda parte e fazemos parte de 
um grupo de seres vivos muito diversificado. Apesar 
de sabermos que todo organismo vivo é formado por 
células e que as células são a unidade fundamental de 
todos os seres vivos, podemos dizer que elas são todas 
iguais? Todos os organismos vivos possuem as 
mesmas células e em quantidade igual? 
Realmente a célula faz parte da estrutura de um 
organismo e nós, por exemplo, as possuímos em 
grande quantidade. Nosso corpo é composto por 
tecidos, órgãos, músculos, sangue, os quais são, todos, 
compostos por células. 
Quando qualquer célula tem o seu papel prejudicado, 
seja estrutural ou funcional, o organismo vivo 
apresenta alterações que podem inclusive gerar o 
desenvolvimento de patologias. 
EXEMPLIFICANDO 
Vamos pensar no nosso corpo como um 
grande quebra-cabeça, e cada uma das 
peças é uma célula. Todos os seres vivos 
são formados por células. Desta forma, 
quando o quebra-cabeça está montado 
forma-se uma imagem, assim como a 
união de várias células forma um ser vivo. 
Quando alguém perde uma peça, o 
quebra-cabeça fica incompleto e a imagem 
não pode ser formada, ou se uma peça se 
danifica, a imagem completa não ficará 
tão nítida. Ocorre o mesmo com o nosso 
corpo, quando uma célula morre ou é 
danificada, dependendo do papel que ela 
exerce, pode haver alterações e 
desenvolvimento de patologias, como 
ocorrem com as células cancerígenas por 
exemplo. 
O corpo humano é formado por milhares de células, e 
cada uma delas tem funções e formatos distintos, no 
entanto, elas precisam trabalhar em conjunto para 
que o nosso corpo se mantenha estruturado e em 
ótimo funcionamento. A diferenciação celular é o 
processo na qual as células se especializam para 
desempenhar funções diferentes. Como exemplo, 
podemos pensar nas milhares de células que se unem 
e formam os tecidos, e estes por sua vez formam os 
órgãos, que unidos formam os sistemas, que juntos 
fazem parte da composição do nosso corpo. 
Uma vez que a célula é a unidade de todo ser vivo, 
existem os seres vivos que são formados por uma 
única célula, os unicelulares, como as bactérias, os 
protozoários e alguns tipos de fungos e algas, os quais 
são considerados os seres mais simples. E os seres 
vivos formandos por muitas células são chamados de 
pluricelulares ou multicelulares, como os animais, as 
plantas, algumas algas e fungos, todos caracterizados 
por possuírem células diferenciadas capazes de 
formar tecidos. Cada célula possui todas as estruturas 
responsáveis pela nutrição, produção energética, 
metabolismo e reprodução e, desta forma, cumprem o 
ciclo vital do ser vivo. 
Independentemente do formato da célula, todas são 
constituídas pela membrana plasmática, citoplasma 
e material genético, o qual pode estar disperso 
no citoplasma (células procariontes) ou em um 
núcleo delimitado por uma membrana nuclear, 
a carioteca (células eucariontes). 
CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES 
Há apenas dois tipos básicos de células: as 
procariontes e as eucariontes. 
As células procariontes (pro: primeiro, e cario: 
núcleo), também chamadas de procarióticas, são 
células bem simples, consideradas primitivas, e 
quando comparadas a outro tipo de célula, são 
consideradas bem menores. Estas células são 
caracterizadas pela escassez de membranas – em 
geral, a membrana plasmática é a única membrana 
presente nesse tipo de célula. O seu material genético 
fica disperso no citoplasma, uma vez que ela não tem 
núcleo, e o DNA se apresenta na forma de anel e não 
está associado a proteínas (histonas). A molécula de 
DNA se enrola formando um bloco denso chamado de 
nucleoide. O citoplasma não é compartimentado, por 
essas células não possuírem citoesqueleto, e sua 
forma é definida por uma parede celular, cobertura 
resistente que serve como proteção para a célula 
(proteção mecânica). Estas células possuem formas 
simples e variadas, como esferas, bastonetes ou 
hélices e, em alguns casos, podem formar colônias. 
Os seres vivos que possuem células procariontes são 
denominados procariotas: são as bactérias (Figura 1.5) 
e cianobactérias (cianofíceas ou algas azuis). A 
bactéria Escherichia coli é a célula procariota mais 
estudada, por sua estrutura simplificada e a sua 
rápida multiplicação. 
Figura 1.5 | Desenho tridimensional das estruturas de uma bactéria, exemplo 
de célula procarionte 
 
Fonte: Junqueira e Carneiro (2012, p. 293). 
A E. coli tem a forma de bastão, é separada pelo meio 
externo por uma membrana plasmática, por fora 
desta membrana ainda possui uma parede rígida 
composta de proteínas e glicosaminoglicanas, com 
função protetora. As células procariontes não 
possuem organelas, com exceção dos ribossomos, que 
podem se ligar a moléculas de RNAm (formando os 
polirribossomos). Também não se dividem por mitose 
e meiose, utilizam um mecanismo bem mais simples, 
a reprodução assexuada binária ou por bipartição. 
Neste processo de reprodução, a bactéria duplica o 
seu material genético e se divide em duas, ambas as 
partes terão a mesma quantidade de DNA. Em alguns 
casos, a membrana plasmática sofre invaginações que 
penetram no citoplasma e se enrola, originando 
estrutura chamadas de mesossomos (auxiliam na 
respiração). Algumas células procariontes autotróficas 
(realizam fotossíntese) possuem em seu citoplasma 
membranas paralelas entre si, associadas à clorofila 
ou a outros pigmentos responsáveis pela captação de 
energia luminosa. A maioria, no entanto, são células 
heterotróficas, que dependem de uma fonte externa 
de energia, e utilizam mecanismos de absorção de 
alimentos por meio da fermentação ou respiração 
celular. As células procariontes podem, ainda, possuir 
flagelos (auxiliam na locomoção) e fímbrias ou pili 
(auxiliam na aderência às células hospedeiras). 
Já as células eucariontes (eu: verdade, e cario: 
núcleo), possuem um núcleo bem individualizado e 
delimitado pelo envoltório nuclear. Em geral, há um 
núcleo por célula, mas algumas células podem ter 
mais de um núcleo. São células mais complexas e 
maiores do que as células procariontes e estão 
presentes nos protozoários, fungos, algas, plantas e 
animais. 
As células eucarióticas são caracterizadas pela 
riqueza de membranas, além da membrana 
plasmática e da membrana nuclear, possuem 
compartimentos internos menores, denominados 
organelas citoplasmáticas, responsáveispor processos 
metabólicos. O material genético está separado do 
citoplasma por uma membrana dupla chamada de 
carioteca. Nesta célula, os filamentos de DNA se ligam 
a proteínas histonas e formam filamentos chamados 
de cromatina, por sua vez dentro da cromatina são 
encontrados os nucléolos. As células eucariontes 
realizam um processo de divisão mais complexo, que 
envolvem os mecanismos de mitose e meiose, que 
serão estudados mais adiante. A variabilidade de 
formas das células eucarióticas é grande e, 
geralmente, a sua função específica é que a 
determina. 
Com o sistema de organelas, as células eucariontes 
aumentaram a sua eficiência, permitindo atingirem 
tamanhos maiores sem prejuízo de suas funções. 
Agora que já conhecemos as principais diferenças 
entre as células procariontes e eucariontes, como 
podemos diferenciar a célula animal da célula vegetal, 
sendo que ambas são células eucariontes? A presença 
ou a ausência de determinadas organelas 
citoplasmáticas é que as diferenciará, vejamos a 
seguir. 
CÉLULA ANIMAL E CÉLULA VEGETAL 
Muitos componentes celulares são comuns às células 
animais e às células vegetais, mas a distribuição das 
organelas difere uma célula de outra. O aspecto ou 
distribuição das organelas também pode ser 
diferente, inclusive dentro de uma mesma célula. No 
entanto, ao analisarmos os componentes de ambas as 
células, é possível notarmos algumas diferenças 
marcantes. Vamos conhecê-las: 
Figura 1.6 | Esquema representativo de uma célula vegetal e um célula 
animal, exemplos de células eucariontes 
 
Fonte: adaptado de Shutterstock. 
A célula animal (Figura 1.6) é uma célula eucarionte 
presente nos animais do Reino Animalia e é 
caracterizada por não ter parede celular, sendo 
delimitada pela membrana plasmática, responsável 
por delimitar e proteger a célula. A célula animal, 
assim como vimos nas bactérias, possui membrana 
plasmática, citoplasma e ribossomos. O citoplasma é 
constituído pelo citosol, composto por água, proteínas, 
íons, aminoácidos, enzimas, entre outros. Dispersos 
no citoplasma, diferentemente das bactérias, nestas 
células encontramos as organelas citoplasmáticas. 
Estas organelas são estruturas intracelulares com 
funções bem definidas, responsáveis pelo 
funcionamento das células: digestão, respiração, 
sintetização e transporte de proteínas, dentre outras. 
Estudaremos mais adiante cada uma delas: 
ribossomos, vesículas, retículo endoplasmático liso e 
rugoso, aparelho de Golgi, microtúbulos, 
citoesqueleto, lisossomos (organela exclusiva das 
células animais), centríolos, vacúolos, mitocôndrias e 
peroxissomos. 
LEMBRE-SE 
Os lisossomos são organelas 
citoplasmáticas com a função de degradar 
partículas, auxiliando na digestão 
intracelular de células animais 
eucariontes. As células vegetais como são 
autótrofas, capazes de produzir o seu 
próprio alimento, possuem os plastídeos, 
organela exclusiva destas células, que 
auxiliam no processo de fotossíntese, 
síntese de aminoácidos e ácidos graxos, 
além de armazenamento. 
A célula vegetal (Figura 1.6) também é uma célula 
eucarionte e é muito semelhante à célula animal: tem 
núcleo, ribossomos, retículo endoplasmático rugoso e 
liso, complexo de Golgi, citoesqueleto, mitocôndrias, 
dente outros. Contudo, por apresentarem diferenças 
estruturais e metabólicas, elas possuem alguns 
componentes exclusivos. As células vegetais possuem 
a parede celular, responsável pela proteção das 
células e dos vacúolos, uma vez que os vacúolos das 
células vegetais são muito maiores do que os das 
células animais e podem ocupar quase todo o volume 
celular. Devido a sua capacidade de produzir o 
próprio alimento, ou seja, por ser autotrófica, para 
realizar a fotossíntese as células possuem uma 
organela específica, os plastos (ou plastídeos). Os 
plastos são diferenciados de acordo com a função que 
exercem e podem ser classificados como cromoplastos 
(possuem pigmentos coloridos, como carotenoides e 
xantofilas), leucoplastos (ausente de pigmentos, 
armazenam lipídeos, amido e proteínas) e 
cloroplastos (possuem o pigmento da clorofila, 
responsável pela absorção da luz e realização da 
fotossíntese). Outra organela presente somente em 
células vegetais é o glioxissomo, semelhante ao 
peroxissomo, porém especializado, o qual é 
importante na germinação de sementes. 
Estamos chegando ao fim desta seção, mas não 
podemos deixar de comentar a respeito de um grupo 
biológico extremamente discutido, os vírus. Afinal, 
eles são considerados um organismo vivo? 
Os vírus são estruturas muito pequenas, visíveis 
somente com a microscopia eletrônica. São 
conhecidos pelas doenças que causam aos seres 
humanos, animais e plantas. Uma das principais 
características destes organismos que os diferencia de 
outros seres vivos é não possuírem células, ou seja, 
são acelulares. Mas nós acabamos de estudar que 
todos os seres vivos são formados por células, não é 
mesmo? 
Os vírus são formados por uma molécula de DNA ou 
RNA (material genético), envoltos por uma estrutura 
conhecida por capsídeo, composta por proteínas. Os 
vírus precisam de uma célula hospedeira viva para 
replicar o seu material genético, porque eles não 
possuem metabolismo próprio e acabam utilizando 
todas as organelas e enzimas de uma célula para se 
reproduzir, prejudicando, assim, as funcionalidades 
da célula. 
Estes organismos seriam uma exceção à regra? Há 
controvérsias em relação à classificação dos vírus. 
Segundo as considerações científicas, se analisarmos a 
característica dos seres vivos de se reproduzirem, a 
capacidade de evoluírem em resposta ao ambiente e 
apresentarem uma variabilidade, os vírus devem, 
então, ser considerados organismos vivos. No entanto, 
por não possuírem metabolismo próprio, muitos 
cientistas acreditam que deveriam ser considerados 
somente partículas infecciosas, entidades sem vida, ao 
invés de seres vivos propriamente ditos. 
SEM MEDO DE ERRAR 
Você como trainee precisa demonstrar os seus 
conhecimentos a respeito da origem das células, as 
suas principais estruturas para conseguir identificá-
las e saber as diferenças dos tipos de microscópios e 
quando utilizá-los. Agora você já está preparado para 
resolver a situação-problema com todo o 
conhecimento adquirido até o momento. Vamos lá? 
A célula é a unidade estrutural e funcional dos seres 
vivos, sendo visível apenas com o microscópio. Foi 
descoberta em 1665, por Robert Hook, quando este 
observou células mortas de cortiça. Em geral, as 
células são constituídas pela membrana plasmática, 
citoplasma e material genético. Elas se diferenciam 
tanto em sua estrutura quando em sua funcionalidade 
e podem ser células procariontes (mais simples) e 
células eucariontes (mais complexas). 
A invenção do microscópio permitiu ao homem uma 
nova visão do mundo e a exploração de diversos 
campos antes desconhecidos, invisíveis a olho nu. Foi 
possível reconhecer as células e suas estruturas 
graças a este advento. Com o avanço desta tecnologia 
e o conhecimento científico, muitos tratamentos de 
doenças, medicamentos e terapias vêm sendo 
desenvolvidos, trazendo ótimos benefícios à saúde. 
Existem dois modelos de microscópios, os ópticos e os 
eletrônicos, e dentre eles existem vários tipos, cada 
um com uma determinada finalidade. Os 
microscópios ópticos, também conhecidos como 
microscópios de luz, são os mais comuns de serem 
vistos, mais utilizados em instituições de ensino. O 
microscópio óptico utiliza a luz e as lentes de cristal, 
permitindo um aumento de 10 a 100 vezes, chegando 
a uma ampliação final de 1000 vezes de uma imagem. 
Já os microscópios eletrônicos não utilizam a luz e, 
sim, feixes de elétrons, e ao invés de lentes de cristal 
utilizam lentes eletromagnéticas. São muito mais 
potentes e podem ampliar uma imagem em até 300 
mil vezes. No entanto, mesmo sendo muito potentes, 
eles permitem apenas a visualização da superfície da 
amostra, enquanto os microscópios ópticos permitem 
a visualização diretada amostra, sendo ideais para 
observar materiais vivos. 
Na lâmina A, é possível visualizar bactérias. As 
bactérias são microrganismos unicelulares 
procariontes e podem ter variadas formas, no caso da 
figura, estas bactérias possuem formato de bacilos. 
Estes organismos vivos são compostos de citoplasma, 
membrana plasmática e parede celular. O material 
genético fica disperso no citoplasma. 
A lâmina B representa uma célula animal e pode ser 
de um organismo pluricelular eucarioto. Possui a 
membrana plasmática, o citoplasma e o núcleo, 
visíveis na imagem. O seu material genético encontra-
se dentro do núcleo, delimitado pela membrana 
nuclear, e em seu citoplasma ficam alocadas diversas 
organelas citoplasmáticas não visíveis ao microscópio 
óptico, com exceção dos vacúolos. 
Por fim, a lâmina C contém células vegetais. É possível 
dizer que é de um organismo pluricelular eucarioto. 
São notáveis a parede celular, o núcleo e o citoplasma 
destas células. Notamos ainda que o citoplasma ocupa 
quase toda a parte da célula. 
Após todas estas observações, você já está preparado 
para apresentar todas os seus apontamentos para o 
Jean, demonstrando que você está preparado para as 
próximas etapas do treinamento. Você conseguiu 
superar o desafio até aqui, parabéns! O caminho 
proposto foi apenas um exemplo de como você 
poderia responder a situação-problema apresentada. 
AVANÇANDO NA PRÁTICA 
MICROSCOPIA E A SAÚDE 
O laboratório de biologia celular e molecular da 
universidade na qual você estuda recebeu uma 
demanda de amostras para serem analisadas. Os 
pesquisadores de doutorado e mestrado estão 
analisando o vírus SARS-CoV-2, para a publicação de 
um trabalho. O vírus causador da doença COVID-19, 
de importância internacional, de acordo com a 
Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 80% 
dos pacientes são assintomáticos ou apresentam 
poucos sintomas da doença, enquanto em 
aproximadamente 20% dos casos, os pacientes 
requerem atendimento hospitalar. 
Os pesquisadores estão buscando compreender um 
pouco mais a respeito da estrutura deste vírus e o seu 
comportamento. O laboratório recebeu equipamentos 
novos e foi todo estruturado para atender a estas 
pesquisas, no entanto, os estagiários que auxiliavam 
os pesquisadores estavam ausentes, devido a uma 
viagem da universidade. O professor da disciplina de 
Biologia Celular convocou alguns alunos para ajudar 
os pesquisadores e a sua missão será tirar fotos do 
vírus no microscópio para serem analisadas 
posteriormente. No entanto, lhe foi solicitado que 
você tire as fotos de mais de um microscópio. 
Quais microscópios você deve utilizar? Qual a 
diferença na imagem deles? E você consegue se 
lembrar das características e estruturas dos vírus 
para poder observá-las? 
PRATICAR PARA APRENDER 
Caro aluno, estudamos até aqui a unidade 
fundamental da vida, a célula. Aprendemos a 
classificá-la e conhecemos um pouco sobre a suas 
características e particularidades. Vocês se lembram 
dos três componentes básicos de todas as células? 
Todas as células, sejam elas procariontes ou 
eucariontes, têm em sua estrutura a membrana 
plasmática, o citoplasma e o material genético. 
Nesta seção, iremos aprofundar os nossos estudos em 
um dos componentes mais característicos das células, 
a membrana plasmática ou membrana celular. Você 
seguramente já ouviu falar em “mosaico fluido”, 
“permeabilidade seletiva”, “uma camada que tem 
medo da água e outra com afinidade à água”, dentre 
outras expressões, todas elas fazem referência a 
algumas das características da membrana celular. 
A membrana plasmática é a estrutura que delimita 
todas as células vivas: ela separa o ambiente 
intracelular do ambiente extracelular, controlando 
assim tudo o que entra e sai da célula, por meio de 
transportes ativos (com gasto de energia) ou passivos 
(sem gasto de energia). Além de delimitar a célula e 
protegê-la de agentes diversos, a membrana celular 
participa de processos de reconhecimento celular e 
sinalização celular, participa da comunicação entre as 
células, dentre outras funções particulares de 
algumas membranas. 
E qual seria então a sua importância na saúde? 
Algumas doenças são causadas por alterações na 
membrana plasmática e acabam apresentando risco à 
vidacomo o mal de Alzheimer e a fibrose cística. Além 
disso, a absorção de fármacos também está 
relacionada com o funcionamento da membrana 
celular, dependendo da composição, eles conseguem 
penetrar mais rápido pelas membranas, como no caso 
dos fármacos solúveis em lipídios. Desta forma, 
estudaremos não só a composição da membrana 
plasmática, mas também as suas funções, 
características e como são realizados os transportes 
de substâncias através da membrana, uma vez que 
esta é seletiva e apenas algumas substâncias podem 
entrar ou sair das células. Além disso, dependendo da 
concentração de moléculas no meio intracelular em 
relação ao meio extracelular, a membrana faz um 
transporte diferente. Vamos conhecê-los no decorrer 
desta seção. 
Seguiremos com a situação hipotética em que uma 
multinacional farmacêutica abriu um processo 
seletivo de trainee em diversos setores e você foi um 
dos candidatos selecionados. Você está atuando no 
setor de produção, na área de pesquisa, 
desenvolvimento e testes dos medicamentos e 
trabalha com uma equipe de farmacêuticos, biólogos, 
biomédicos, médicos, engenheiros químicos e 
biotecnólogos. Para executar bem a sua função, você 
precisa se dedicar muito e estar disposto a aprender 
com esta nova experiência. Você foi encaminhado 
para um dos laboratórios da empresa, para 
acompanhar o trabalho de um biólogo experiente e 
aprender um pouco do trabalho feito por ele. 
O gestor que está conduzindo o seu treinamento lhe 
apresentou ao farmacêutico Carlos, do mesmo 
laboratório, e vocês farão alguns testes para verificar 
a ação de fármacos nas células e como eles 
atravessam a membrana celular para agirem. Eles lhe 
explicaram que os fármacos podem atravessar a 
membrana plasmática de quatro formas distintas: por 
difusão passiva, por difusão passiva facilitada, por 
transporte ativo e por pinocitose. 
Qual a diferença entre estes transportes? Existem 
outros transportes realizados pela membrana 
plasmática? Jean solicitou o seu auxílio para montar 
uma apresentação para os outros trainees que irão 
conhecer o laboratório. Para a apresentação será 
necessário apresentar uma introdução com as partes 
principais das células comuns a todos os seres vivos, 
com ênfase na membrana plasmática, suas 
características e funções, para que todos possam 
compreender a demonstração dos testes que vocês 
farão. 
Como veremos, a membrana plasmática não é apenas 
uma barreira inerte na célula que a delimita: ela tem 
funções de extrema importância e seu mau 
funcionamento pode afetar algumas de suas funções, 
gerando problemas sérios como o desenvolvimento de 
doenças, entre outros, os quais podem trazer 
consequências para o ser vivo em questão. Todos 
esses pontos serão estudados nesta seção. 
CONCEITO-CHAVE 
A membrana plasmática ou celular, como também é 
chamada, é a estrutura que delimita a célula, ou seja, 
separa o meio intracelular do extracelular. Ela está 
presente na superfície de todas as células, sejam elas 
procariontes ou eucariontes, e é responsável por 
manter a integridade da célula e controlar o tráfego 
de substâncias que entram e saem, formando uma 
barreira seletiva com uma estrutura complexa e 
organizada. Devido a sua diminuta espessura, com 
cerca de 7 a 10 nm, não pode ser visualizada em 
microscópio óptico, no entanto, a sua existência já era 
conhecida antes da invenção do microscópio 
eletrônico, por meio de técnicas de coloração e 
contrastes. Um dos primeiros indícios de sua 
existência foi a observação da alteração do volume 
das células de acordo com a concentração de soluções 
inseridas nestas. Na década de 1950, com a 
microscopia eletrônica, foi possível identificar as 
características e composição das membranasplasmáticas, concluindo que a estrutura básica das 
membranas biológicas é semelhante em todos os tipos 
celulares. Vamos conhecer um pouco mais desta 
membrana a seguir. 
COMPOSIÇÃO E FUNÇÕES 
Todas as membranas plasmáticas são constituídas 
basicamente por moléculas de lipídeos, proteínas e 
cadeias de carboidratos ligados aos lipídios e às 
proteínas. A proporção destes componentes varia 
conforme o tipo de célula. Por exemplo: as 
membranas de mielina (recobrem fibras nervosas) 
possuem 80% de lipídios, enquanto as membranas de 
eritrócitos (glóbulos vermelhos) possuem cerca de 
40% de sua massa composta por lipídios, e o restante 
distribuídos entre os demais constituintes. 
ATENÇÃO 
Apesar das porcentagens dos 
componentes da membrana plasmática 
variarem bastante de acordo com o tipo 
celular considerado, elas, em geral, 
apresentam uma composição lipoproteica 
predominante. 
O primeiro componente da membrana celular que 
iremos estudar é o lipídio. Os lipídios associados às 
membranas são moléculas com uma extremidade 
hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica. Mas o que isso 
significa e qual é a sua importância? 
As moléculas que apresentam a região hidrofílica têm 
afinidade com a água, sendo solúveis em meio 
aquoso, isto ocorre porque elas são moléculas polares. 
Já a região hidrofóbica destas moléculas tem aversão 
à água e é insolúvel em meio aquoso, porém solúvel 
em lipídios e considerada apolar. As moléculas que 
apresentam estas características são consideradas 
anfipáticas, ou seja, elas têm regiões hidrofílicas e 
hidrofóbicas. 
Os lipídios mais abundantes da membrana são os 
fosfolipídios, por conterem grupos fosfato e, dentre 
eles, os mais comuns encontrados nas membranas 
celulares são os fosfoglicerídeos, esfingolipídios, 
colesterol e glicolipídios. 
ASSIMILE 
O colesterol está presente nas membranas 
das células animais e não é encontrado 
nas células vegetais, que, ao contrário, 
contêm outros esteróis. 
A concentração de esteróis determina a 
fluidez da membrana e quanto maior a 
concentração, menos fluida é a 
membrana. As células procariontes não 
contêm esteróis, salvo raras exceções 
(JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2012). 
Graças às suas propriedades anfipáticas, os 
fosfolipídios, em meio aquoso, formam uma dupla 
camada ou bicamada, com porções hidrofóbicas 
voltadas para o interior da célula e a as extremidades 
hidrofílicas voltadas para o meio exterior aquoso. 
Essa característica é essencial para a manutenção da 
bicamada lipídica, estrutura básica universal da 
membrana plasmática, assim como de outras 
membranas biológicas, que, associadas a proteínas, 
constituem um mosaico fluido, que estudaremos mais 
adiante. 
As proteínas podem ser consideradas o segundo 
maior componente das membranas plasmáticas, cuja 
atividade metabólica depende delas. Cada tipo de 
membrana tem proteínas características, 
responsáveis pelas funções da membrana 
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Existem dois grandes 
grupos de proteínas, as integrais (ou intrínsecas) e as 
periféricas (ou extrínsecas), classificadas de acordo 
com a facilidade ou não de extraí-las da bicamada 
lipídica. Elas atravessam a bicamada lipídica e 
auxiliam em quase todas as funções da membrana e 
estão envolvidas no transporte através da membrana 
e na comunicação celular. As proteínas se encontram 
agrupadas pela membrana de acordo com as suas 
especialidades, uma vez que são as principais 
responsáveis pela atividade da membrana plasmática. 
ASSIMILE 
As proteínas integrais são integradas à 
membrana, estão firmemente associadas 
aos lipídios e só podem ser separadas da 
parte lipídica com o auxílio de técnicas, 
como o uso de detergentes. As proteínas 
que atravessam a membrana de um lado a 
outro são conhecidas por proteínas 
transmembranas. Enquanto as proteínas 
extrínsecas não estão associadas aos 
lipídios e podem ser facilmente isoladas 
com o emprego de soluções salinas. 
E, por fim, os outros componentes da membrana 
celular são os carboidratos (oligossacarídeos). 
Encontrados na superfície externa das células, eles 
podem estar associados às proteínas (glicoproteínas) 
ou aos lipídios (glicolipídios). Quando associados às 
proteínas, os carboidratos formam marcadores 
celulares, que permitem às células reconhecerem 
umas às outras. 
EXEMPLIFICANDO 
O nosso sistema imunológico possui 
células imunitárias (leucócitos) que por 
meio de marcadores celulares conseguem 
diferenciar as células do nosso organismo 
que não devem ser “atacadas” das células 
estranhas, que devem ser “atacadas”. Ou 
seja, trata-se de um mecanismo de defesa 
do nosso organismo. 
A região composta por glicoproteínas e glicolipídios é 
denominada de glicocálice ou glicocálix, com 
importantes funções para a célula, desde proteção 
contra lesões de natureza química e mecânica, 
capacidade de adsorver água (evitando ligações 
indesejadas entre células), reconhecimento celular e 
adesão celular (importante para criação de tecidos) 
 
DICA 
O glicocálice das hemácias determina os 
grupos sanguíneos (A, B, AB ou O). O 
reconhecimento do tipo sanguíneo é 
extremamente importante para a 
realização de transfusões de sangue e 
tratamento de algumas doenças. 
Conhecendo a composição básica das membranas 
plasmáticas, podemos concluir que elas estão 
envolvidas em processos vitais das células: proteção 
das estruturas celulares, permeabilidade seletiva (no 
controle de entrada e saída de substâncias da célula), 
delimitação do conteúdo intracelular e extracelular 
(mantém a integridade da célula), transporte de 
substâncias essenciais ao metabolismo celular (com o 
auxílio das proteínas), suporte físico para enzimas 
que ficam fixadas nela, reconhecimento de 
substâncias e comunicação celular (por meio de 
receptores específicos na membrana). 
MEMBRANA PLASMÁTICA E SUAS CARACTERÍSTICAS 
Além da sua propriedade de permeabilidade seletiva, 
controlando o fluxo de substâncias na célula, a 
membrana plasmática possui outras duas 
características: a sua fluidez e assimetria. 
Para representar a estrutura dinâmica e complexa da 
membrana plasmática, formada por uma bicamada 
lipídica, constituída de proteínas e carboidratos, foi 
proposto, em 1972, o modelo de mosaico fluido (figura 
1.7), idealizado por Singer e Nicholson. O modelo foi 
assim denominado, porque a membrana plasmática 
se assemelha a um mosaico composto por uma 
combinação de proteínas e lipídios (fosfolipídios). 
Figura 1.8 | Modelo mosaico fluido da membrana plasmática 
 
Fonte: adaptada de Wikimedia Commons. 
 
A bicamada da membrana é formada por 
fosfolipídios, moléculas anfipáticas que se encontram 
em constante deslocamento, permitindo a fluidez da 
membrana. As moléculas de proteínas presentes na 
bicamada da membrana estão dispostas com a sua 
parte hidrofílica em contato com a região aquosa da 
célula. Algumas proteínas podem se deslocar 
lateralmente, comprovando que a membrana é um 
fluido que permite a movimentação das proteínas 
dentro de uma matriz lipídica líquida (JUNQUEIRA; 
CARNEIRO, 2012). 
A membrana plasmática apresenta uma assimetria 
entre as duas faces de sua membrana, as quais 
marcam a composição de lipídios e de proteínas. 
Outro fator que corrobora com esta assimetria é a 
distribuição das moléculas de carboidratos 
(glicolipídios e glicoproteínas), localizadas somente na 
face da membrana voltada para o meio extracelular, 
conhecida como glicocálix. 
É importante termos o conhecimento de que a 
membrana plasmática de algumas células apresenta 
especializações de funções. Nestes casos, as regiões da 
membrana sofrem determinadas modificações 
especializando-a para uma atividade mais específica, 
como absorção de substâncias, aderência, locomoção 
e comunicação intracelular. Alguns exemplos mais 
conhecidos destas especializações são: 
• Microvilosidades: prolongamentos digitiformes, 
encontradas na superfície de células do intestino e 
rins, aumentam a absorção de nutrientes. 
• Desmossomos: estruturas formadaspela membrana 
com a função de manter as células unidas umas às 
outras, aumentando a adesão entre elas. São 
encontrados em vários pontos da superfície da 
membrana plasmática. 
• Cílios e flagelos: estruturas citoplasmáticas anexas à 
membrana plasmática, com função, em geral, de 
locomoção. Os flagelos por exemplo são encontrados 
em espermatozoides, enquanto os cílios estão 
presentes nas vias respiratórias, auxiliando na defesa 
(retenção de impurezas). 
TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA 
A membrana plasmática, como vimos, não só separa o 
meio intracelular do extracelular, como também 
controla a entrada e saída de substâncias da célula, 
formando uma barreira que facilita ou dificulta a 
passagem de moléculas, por isso é denominada de 
membrana semipermeável ou com permeabilidade 
seletiva. O transporte de substâncias através da 
membrana pode ocorrer de diferentes maneiras, 
dependendo das características das substâncias e das 
estruturas presentes em cada uma das células. 
Para compreender os diferentes tipos de transportes 
da membrana plasmática, precisamos primeiro 
conhecer as substâncias que passam pelas 
membranas, conhecidas como soluto (íons ou 
pequenas moléculas que são dissolvidas) e solvente 
(meio líquido, no qual o soluto é dissolvido). E como 
ocorre o fluxo dessas substâncias na membrana? As 
moléculas seguem um gradiente de concentração, isto 
significa que elas sempre seguem em direção ao local 
de maior concentração para o local de menor 
concentração, até que a distribuição das moléculas 
seja uniforme, e para manter o equilíbrio, o 
intercâmbio de substâncias passa a ser proporcional. 
Desta forma, podemos caracterizar o meio intra e 
extracelular como isotônico, quando a concentração 
de soluto é igual no meio interno e externo da célula; 
hipertônico, quando a concentração de soluto é maior 
em relação ao solvente, no meio; e hipotônico, quando 
a concentração de soluto é menor em relação ao 
solvente, no meio. Com estas informações já sabemos 
que o tipo de substância e a concentração dela 
influenciam no tipo de transporte que será adotado, 
de forma ativa (com gasto de energia) ou passiva (sem 
gasto de energia). 
O transporte passivo é caracterizado pela passagem 
das substâncias através da membrana plasmática, 
seguindo o gradiente de concentração, da região mais 
concentrada para a menos concentrada, podendo 
ocorrer tanto no interior das células como entre as 
células e o meio externo. Existem três tipos: difusão 
simples, difusão facilitada e osmose. Como podemos 
diferenciá-los? 
Na difusão simples ou passiva, o soluto é transferido 
através da membrana plasmática do meio mais 
concentrado para o menos concentrado, podendo 
entrar ou sair da célula de acordo com a disposição 
destas concentrações nos meios intra e extracelulares. 
Neste caso, o soluto precisa ser pequeno e apolar. A 
força que impulsiona o soluto para dentro ou para 
fora da célula é a própria agitação térmica das 
moléculas, não havendo gasto de energia 
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). A relação entre a 
concentração de O2 e CO2 nas células é devida à 
difusão simples. A maioria dos fármacos, por 
exemplo, por apresentarem moléculas pequenas, é 
capaz de atravessar a membrana placentária por 
difusão, permitindo à gestante transferi-los para o 
feto, no entanto, a insulina possui moléculas grandes 
incapazes de atravessar a membrana da placenta por 
meio da difusão. 
Já na difusão facilitada, as moléculas que não 
conseguem atravessar facilmente a membrana 
precisam do auxílio de algumas proteínas com função 
transportadora, chamadas de proteínas permeases ou 
carreadoras. Estas proteínas transportam as 
substâncias (moléculas e íons) polares que não 
conseguem atravessar a parte dos fosfolipídios 
(hidrofóbica) da membrana. Como exemplo, podemos 
citar a molécula de glicose, algumas vitaminas e 
aminoácidos. As proteínas que auxiliam neste 
transporte são capazes de mudar a sua conformação 
de forma e reconhecerem a substância que deve ser 
transportada, facilitando o transporte, sem gasto de 
energia, a favor do gradiente de concentração. Este 
processo ocorre em uma velocidade maior do que o 
processo de difusão simples. 
Por fim, na osmose, a passagem do solvente ocorre de 
uma região com baixa concentração de soluto para 
uma região mais concentrada. A entrada ou saída do 
solvente na célula depende da quantidade de soluto 
presente, controlada pela pressão osmótica, que atua 
no equilíbrio destas concentrações. Você deve se 
lembrar de ter ouvido que jogar sal no corpo da 
lesma, ela derrete, certo? Isso ocorre porque a 
concentração de sal é muito maior no meio externo do 
que no corpo da lesma e, desta forma, a água através 
do processo de osmose sai do corpo da lesma, 
causando a sua morte. 
Quando estudamos as células do sangue (hemácias) e 
as inserimos em um meio hipotônico, a água passará 
por osmose para o interior da célula, mais 
concentrado. Assim, a célula acaba inchando por 
ganhar água e, pode, até mesmo estourar. Estas 
mesmas células inseridas em um meio hipertônico 
perdem água para o meio e acabam murchando, 
muitas vezes, elas podem inclusive morrer ou ter as 
suas funções afetadas. O ideal é que as células estejam 
em um meio isotônico, com a mesma pressão 
osmótica nos meios intra e extracelular, permitindo a 
entrada e saída de água da célula com facilidade. 
REFLITA 
A osmose ocorre da mesma forma em 
células animais e vegetais? A parede 
celular das células vegetais teria alguma 
influência no comportamento da célula, já 
que ela é uma camada de proteção extra? 
Diferentemente das células animais, as células 
vegetais quando expostas ao meio hipotônico ou 
hipertônico, em virtude da presença de parede 
celular, impedem a entrada ou saída excessiva de 
água na célula. As células vegetais ficam turgidas, mas 
não chegam a se romper, ou ficam plasmolisadas, 
quando perdem muita água, no entanto, a sua 
composição interna fica preservada e ao absorver 
água, elas retornam à sua situação inicial. 
No transporte passivo ocorre a ação dos gradientes de 
concentração, sem a atuação celular ou gasto 
energético, e sua classificação é de transporte físico. 
Como funciona então o transporte ativo? Ao contrário 
do transporte passivo, as substâncias são 
transportadas para a célula contra o gradiente de 
concentração, do meio de menor concentração (meio 
hipotônico) para um meio de maior concentração 
(meio hipertônico), sendo necessário o gasto de 
energia. 
Figura 1.9 | Diferentes mecanismos e estruturas da membrana são utilizados 
pelos solutos para atravessar as membranas da célula 
 
Fonte: De Robertis e Hib (2017, p. V). 
O transporte ativo pode ser dividido em transporte 
primário e secundário. Vamos entender a diferença 
entre eles? Em ambos os casos, são utilizadas 
proteínas carreadoras que auxiliam no transporte 
destas substâncias, que precisam ser ativadas por 
meio de energia. O transporte ativo primário utiliza 
uma fonte de energia química, como o trifosfato de 
adenosina (ATP) ou outro fosfato rico em energia, 
para ativar as proteínas transportadoras e mover as 
substâncias através da membrana contra o seu 
gradiente. Um exemplo é a bomba de sódio-potássio, 
que utiliza proteínas transportadoras que capturam 
os íons de sódio (Na+) de dentro do citoplasma da 
célula e os bombeia para fora delas, enquanto 
capturam os íons de potássio (K+) do meio externo 
bombeando-os para o interior das células. Como as 
proteínas utilizam energia, proveniente do ATP, este 
processo de transporte é considerado ativo primário. 
A bomba de Na+/K+ tem a importante função de 
manter as concentrações apropriadas destes íons nas 
células vivas, controlando a estabilidade do volume 
celular e a concentração de água no interior da célula, 
evitando assim que as células inchem a ponto de 
estourarem. Além disso, a bomba de sódio-potássio 
está diretamente relacionada às funções fisiológicas 
dos processos de contração muscular e condução dos 
impulsosnervosos, manutenção de gradientes 
eletroquímicos na célula e em suas organelas. 
Já o transporte ativo secundário (cotransporte) é 
caracterizado pelo uso de energia indireta, por meio 
do uso de um gradiente eletroquímico gerado pelo 
transporte ativo primário para mover outras 
substâncias contra os seus gradientes. Senso assim, 
este tipo de transporte depende da atividade em 
paralelo de um transportador ativo primário. A 
energia armazenada em gradientes, proveniente do 
transporte ativo primário, é utilizada no lugar da 
energia química (molécula de ATP) para ativar as 
proteínas transportadoras e realizar o transporte. Este 
tipo de transporte ativo secundário ocorre por 
exemplo nas células do intestino delgado, durante a 
absorção de glicose na superfície da célula exposta à 
luz do intestino (BARRETO et al., 2014). 
Além dos processos de transportes descritos, muitas 
células são capazes de transferir macromoléculas 
(proteínas, polissacarídeos etc.), além de partículas 
maiores visíveis ao microscópio óptico, como 
bactérias e outros microrganismos, por meio de 
alterações morfológicas da superfície celular. As 
alterações morfológicas envolvem a formação de 
vesículas e dobras que englobam o material a ser 
introduzido na célula. Estes processos são conhecidos 
por endocitose (transporte para o interior da célula) e 
exocitose (transporte para o meio extracelular). 
A endocitose envolve o englobamento e transporte de 
partículas maiores, moléculas, solutos, pedaços de 
tecido, microrganismos, dentre outros. Este processo é 
diferenciado pelo tipo de substância englobada, 
podendo ser: fagocitose (englobamento de partículas 
sólidas, por pseudópodes) e pinocitose (englobamento 
de partículas líquidas, por meio de invaginações). As 
partículas englobadas sofrem processo de digestão 
intracelular por auxílio de enzimas presentes nos 
lisossomos. Já o processo de exocitose permite à célula 
a liberação ou excreção de produtos metabólicos 
provenientes de digestão celular, ou compostos 
sintetizados no interior da célula, em grandes 
quantidades. O complexo de Golgi está envolvido 
neste processo de liberação de moléculas da célula 
para o meio extracelular. 
Figura 1.10 | Processos de endocitose e exocitose 
 
Fonte: adaptado de Wikimedia Commons. 
IMPACTOS DO MAU FUNCIONAMENTO DAS MEMBRANAS 
CELULARES 
A membrana plasmática desempenha um papel de 
extrema importância para a manutenção da vida, 
relacionada à sua propriedade de permeabilidade 
seletiva. Quando há qualquer defeito nas membranas 
celulares que ocorra a perda de permeabilidade 
seletiva, pode ocorrer a entrada ou escape de 
substâncias. Estas alterações ou lesões podem ser 
causadas pela falta de energia ou por toxinas, 
substâncias químicas, vírus, dentre outros. 
Algumas doenças de origem genética estão 
relacionadas à membrana, representando risco à 
vida,. O mal de Alzheimer por exemplo, resulta em 
alterações fosfolipídicas no cérebro, que 
comprometem a membrana celular, visto que este 
componente é essencial ao funcionamento da 
membrana plasmática. Podemos citar ainda a fibrose 
cística, outra doença provocada pela alteração na 
proteína responsável pelo transporte de íons através 
das membranas celulares. Essa doença afeta pulmões, 
pâncreas e o sistema digestivo. 
Todas as funções desempenhadas pela membrana 
plasmática como sua organização e composição fazem 
dela uma estrutura complexa e essencial à vida. 
SEM MEDO DE ERRAR 
Agora que você já conheceu um pouco mais a respeito 
das células, sua importância aos seres vivos e sua 
composição, o estudo de um de seus componentes, a 
membrana plasmática, permitiu ter mais clareza do 
quão complexa é a organização das células. São 
inúmeras proteínas, carboidratos, lipídios, dentre 
outras moléculas, todas com funções especializadas 
trabalhando em conjunto para o funcionamento 
correto das células, sejam elas eucariontes ou 
procariontes. Com todo este conhecimento, você já 
está preparado para resolver a situação-problema da 
seção. 
Para realizar os testes nas células utilizando 
fármacos, Jean e Carlos lhe explicaram que os 
fármacos utilizam os transportes por difusão passiva, 
por difusão passiva facilitada, por transporte ativo e 
por pinocitose. Qual a diferença entre estes 
transportes? Existem outros transportes feitos pela 
membrana plasmática? 
Devemos nos lembrar dos dois tipos de transportes 
que as membranas realizam: o transporte passivo 
(sem gasto de energia) e o transporte ativo (com gasto 
de energia). É importante frisar que o gasto ou não de 
energia está relacionado com o gradiente de 
concentração em relação aos meios intracelular e 
extracelular. Quando o transporte de substâncias é 
realizado de um meio mais concentrado para um 
meio menos concentrado, não há gasto de energia 
porque o fluxo das substâncias está a favor do 
gradiente de concentração. Ao contrário, quando há 
gasto de energia, as substâncias seguem em direção 
contrária ao gradiente de concentração, se movem do 
meio menos concentrado para o meio mais 
concentrado. 
Sabemos que a difusão passiva ou simples e a difusão 
facilitada são exemplos de transporte passivo. Quando 
há difusão simples, as substâncias transportadas são 
solutos pequenos que conseguem atravessar a 
membrana seguindo o gradiente de concentração. Já 
na difusão facilitada, as substâncias que não possuem 
afinidade com os lipídios, ou íons que mesmo 
pequenos não conseguem atravessar sozinhos a 
bicamada lipídica da membrana, recebem o auxílio de 
proteínas carreadoras que as transportam através da 
membrana. Esta é uma característica destas proteínas 
auxiliares, capazes de reconhecerem as substâncias e 
realizarem esta modificação em sua estrutura, sem a 
necessidade de gasto de energia. 
No transporte ativo é necessário o gasto de energia: 
quando esta é proveniente de uma molécula de ATP, 
caracteriza-se o transporte ativo primário; já quando 
a energia utilizada é proveniente de outro processo, 
tem-se o transporte ativo secundário. A pinocitose é 
um transporte feito por membranas que englobam 
partículas líquidas e as transportam para o interior 
das células, por um processo chamado de endocitose. 
Existem outros tipos de transportes feitos pela 
membrana plasmática, como a osmose (transporte 
passivo), a bomba de sódio-potássio (transporte ativo), 
a fagocitose (transporte realizado por membranas), a 
exocitose (transporte realizado por membranas). 
Após responder com clareza estes questionamentos, 
você já está pronto para montar uma apresentação 
destacando os principais conceitos das células e 
membrana plasmática, de forma que fique clara e 
objetiva para os seus colegas também trainees. Caso 
seja necessário retome o conteúdo. 
AVANÇANDO NA PRÁTICA 
ATUAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA 
Imagine você, no laboratório de biologia celular, como 
estagiário, auxiliando o professor de biologia em uma 
prática laboratorial de transportes de membrana 
plasmática. 
O professor procura trazer em suas aulas 
conhecimentos do cotidiano dos alunos para que eles 
consigam associar o conteúdo de uma forma mais 
prática. Foram preparados dois experimentos: 
1o experimento: em um copo de água foi adicionado 
um pouco de iodo. Introduziu-se no copo uma espécie 
de bolsa feita com um pedaço de papel filme (fino e 
aderente, utilizado para envolver alimentos), uma 
colher de sopa de amido de milho e um pouco de 
água. Simulando a membrana plasmática, a bolsa de 
papel filme, contendo amido e água, ao ser imersa na 
solução do copo (água e iodo) e passado algum tempo, 
adquire coloração violeta. A coloração é por conta da 
cor do iodo dissolvido em água presente no copo. 
2o experimento: duas folhas de alface são colocadas 
em um prato e em uma das folhas foi adicionado 
grande quantidade de sal e limão, enquanto a outra 
folha de alface permaneceu sem adição de 
substâncias. Passado algum tempo, a folha de alface 
com adição de sal e limão (simulando uma salada 
temperada que utilizamosem nossas casas) 
encontrava-se murcha, já a folha sem tempero estava 
como antes, intacta. 
Você ficou encarregado de explicar os dois 
experimentos aos alunos. Mas o que será que 
aconteceu? Você consegue explicar estes processos 
imaginando o funcionamento das células? Qual 
transporte celular foi simulado no 1º experimento? O 
mesmo processo ocorreu no 2º experimento? 
PRATICAR PARA APRENDER 
Caro aluno, como está? Vamos dar sequência aos 
nossos estudos? 
Você se recorda da unidade fundamental da vida, a 
célula, e os seus principais componentes? Estudamos 
um pouco mais afundo a membrana plasmática, a sua 
composição e importância. Estudamos também a 
bicamada fosfolipídica que constitui a membrana 
plasmática, composta por proteínas inseridas nesta 
dupla camada, que auxiliam em quase todas as 
atividades celulares. Elas se encarregam desde o 
transporte de substâncias, permitindo a passagem 
para o interior ou exterior das células, até a 
ancoragem para o citoesqueleto, auxiliando na adesão 
das células adjacentes formadoras de tecidos, além de 
funcionarem como receptores da membrana no 
processo de sinalização celular, que estudaremos 
nesta seção. 
Mas o que é a sinalização celular? Este complexo 
processo de comunicação existente entre as células é 
fundamental para o funcionamento dos organismos, 
principalmente dos multicelulares, que precisam 
emitir sinais de uma célula a outra para se comunicar. 
As células podem detectar o que ocorre ao seu redor 
por meio de sinais advindos de células vizinhas, 
células mais distantes ou até mesmo sinais advindos 
do meio exterior. A membrana plasmática junto das 
proteínas funcionam como transdutoras de sinais, ou 
seja, convertem um tipo de sinal ou estímulo em 
outro, que são levadas para outras células através de 
proteínas e enzimas. Desta forma, as células recebem 
informações a respeito das funções que deverão 
desempenhar, assim sendo, as respostas celulares que 
deverão resultar em contração, secreção, crescimento, 
diferenciação, propagação de um impulso nervoso, 
morte celular, dentre inúmeras outras. A 
compreensão deste complexo sistema é fundamental 
para o desenvolvimento de pesquisas na área de 
biologia celular, nas interações de fármacos com os 
receptores específicos da membrana, ação destes 
fármacos nas células e desenvolvimento de 
metodologias terapêuticas e de diagnóstico para 
doenças, como o câncer. 
Nesta seção estudaremos como funciona esta 
comunicação entre as células, os requisitos 
necessários que envolvem este processo, desde a 
molécula sinalizadora que contém o sinal emitido por 
uma célula emissora, até a ligação desta molécula a 
um receptor específico presente na célula-alvo que irá 
receber o sinal. Veremos que não são todos os sinais 
que são recebidos por todas as células, a depender do 
tipo de molécula sinalizadora, do tipo de receptor 
presente na membrana da célula, e, ainda, da 
distância em que os sinais são transmitidos entre as 
células. As sinalizações ocorrem por meio de sinais 
químicos ou elétricos e podem ser classificadas em: 
dependentes de contato, parácrina, sináptica e 
endócrina, de acordo com a proximidade entre as 
células. Já os receptores presentes na membrana 
celular que captam os sinais podem estar localizados 
no interior das células ou em sua superfície, e cada 
um deles é classificado em subtipos que 
entenderemos no decorrer da seção. 
Para contextualizar os conteúdos desta seção, 
daremos sequência à situação hipotética de sua 
atuação como trainee no setor de produção, na área 
de pesquisa, desenvolvimento e testes de 
medicamentos, de uma multinacional farmacêutica. 
Você trabalha com uma equipe de farmacêuticos, 
biólogos, biomédicos, médicos, engenheiros químicos 
e biotecnólogos. Para tanto, você precisará se dedicar 
muito e estar disposto a aprender com esta nova 
experiência. Você estava acompanhando o trabalho 
de Jean, um biólogo experiente, para aprender um 
pouco do trabalho feito por ele, e iniciou alguns testes 
com fármacos, com auxílio do farmacêutico Carlos. 
Dando continuidade aos testes para verificar a ação 
de fármacos nas células, Carlos está trabalhando com 
um fármaco antitireoidiano que diminui a quantidade 
de hormônio produzido pela tireoide, auxiliando no 
tratamento de pessoas que sofrem com o 
hipertireoidismo. Este fármaco a base de metimazol 
age diminuindo a quantidade de iodo, 
consequentemente inibe a elevada taxa de T3 e T4 no 
organismo, controlando a glândula da tireoide. No 
entanto, alguns pacientes podem ter efeitos adversos 
e devem ser analisados para descrição na bula. 
Considerando essa situação, pensando em auxiliar 
Carlos nos testes que fará, você saberia explicar como 
as células se comunicam, ou seja, como ocorre 
sinalização celular no caso dos hormônios 
tireoidianos? Quais são os fatores que devemos levar 
em conta na sinalização celular? Como podemos 
classificar a molécula do hormônio tireoidiano? E os 
receptores das células-alvo envolvidas? 
Em princípio parece ser uma situação difícil de se 
explicar, mas no decorrer desta seção serão 
apresentados os principais conceitos que darão o 
embasamento teórico para chegar às respostas. 
Compreender a importância do processo de 
comunicação celular é essencial para entendermos a 
complexidade de um organismo vivo e podermos 
atuar em seus diversos mecanismos, não só 
compreendendo enfermidades como também 
auxiliando em tratamentos. 
CONCEITO-CHAVE 
Até agora você estudou a composição dos seres vivos, 
a estrutura das células (unidade fundamental da vida) 
e alguns de seus componentes. Vamos compreender 
agora como as células recebem estímulos e 
respondem ao seu ambiente, afinal, uma célula 
precisa ser capaz de identificar o seu alimento, evitar 
substâncias prejudiciais, se comunicar com outras 
células, sobreviver, se reproduzir ou morrer. 
As sinalizações celulares são essenciais para que as 
células decodifiquem os sinais recebidos do ambiente 
e de outras células, havendo uma diversidade de 
sinais que estimulam a comunicação intracelular, 
como estímulos físicos (luz, temperatura), hormônios, 
neurotransmissores, patógenos, dentre outros. A 
sinalização celular é um complexo sistema de 
comunicação que coordena as atividades e funções 
celulares, seja em células procariontes ou eucariontes. 
Por meio dos sinais recebidos, as células sabem como 
e quando devem agir, desde a formação de tecidos, 
síntese de anticorpos, multiplicação celular até a 
coordenação do metabolismo e de várias outras 
atividades celulares. 
SINALIZADORES NAS MEMBRANAS CELULARES 
A base da comunicação celular ocorre com a emissão 
de um sinal produzido por uma célula emissora e 
liberado no meio extracelular. Este sinal é enviado 
através de moléculas sinalizadoras (ligantes), que 
podem ser proteínas, peptídeos, aminoácidos, 
nucleotídeos, hormônios, gases e derivados de ácidos 
graxos. As moléculas sinalizadoras “flutuam” no meio 
extracelular até serem reconhecidas por uma 
proteína receptora localizada na célula-alvo (célula 
que irá receber o sinal). É importante saber que não 
são todas as células que podem receber todos os 
sinais: a célula só recebe o sinal se tiver uma proteína 
específica (receptor) para receber aquele sinal. As 
proteínas receptoras estão localizadas na superfície 
das membranas, quando a molécula sinalizadora tem 
natureza hidrofílica, ou localizadas no interior das 
células, no citoplasma ou núcleo, quando a natureza 
da molécula sinalizadora é hidrofóbica. 
VOCABULÁRIO 
Ligante: molécula sinalizadora que se liga 
a um sítio específico de uma proteína ou 
outra molécula. 
Receptor: proteína localizada na 
superfície da membrana plasmática ou no 
interior da célula, que se liga à molécula 
sinalizadora. 
Quando o ligante se prende à proteína receptora, a 
ligação ativa o receptor, que por sua vez ativa uma ou 
mais proteínas sinalizadoras intracelulares e, desta 
forma, a mensagem é retransmitida por uma cadeia 
de mensageiros químicosdentro da célula, 
possibilitando a resposta celular, ou seja, o sinal 
intercelular (entre as células) original é convertido em 
sinal intracelular (dentro das células), ocorrendo a 
transdução do sinal, permitindo que a informação 
chegue ao alvo intracelular apropriado (proteínas 
efetoras) que acionam a resposta. Cada célula é 
programada para responder a combinações 
específicas de moléculas sinalizadoras. A célula passa 
por mudanças, que permitem, por exemplo, em 
resposta, alterar a atividade de um gene, alterar a 
indução de uma divisão celular, alterar funções do 
metabolismo, formas e movimentos celulares, entre 
outras. A troca de sinais químicos entre as células 
regula quase todas as funções celulares, e um mesmo 
sinal pode causar diferentes efeitos dependendo do 
receptor ao qual ele se associa. 
Figura 1.11 | Sinalização intracelular 
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 814). 
ASSIMILE 
Para que ocorra a sinalização celular são 
necessários os seguintes passos: 
• Célula emissora realiza a síntese e 
liberação da molécula sinalizadora. 
• Molécula sinalizadora é transportada 
até a célula-alvo. 
• Célula alvo-detecta o sinal através do 
receptor específico (proteína receptora). 
Nesta fase, a molécula sinalizadora altera 
a conformação do receptor, sendo 
considerada o primeiro mensageiro. 
• O sinal é transmitido para o interior da 
célula (proteínas de sinalização 
intracelular), podendo haver um 
mensageiro secundário que irá 
retransmitir este sinal a outra ou a outras 
proteínas (proteínas efetoras), enzimas 
etc. 
• O sinal é recebido e ocorre modificação 
do metabolismo celular e uma resposta da 
célula, podendo esta estar relacionada à 
função ou ao desenvolvimento celular. 
TIPOS DE SINALIZAÇÃO 
A sinalização celular pode envolver sinais 
químicos ou elétricos, envolvendo sempre 
a transmissão de um sinal de uma célula 
emissora para uma célula receptora. Mas 
sabemos que as células nem sempre estão 
próximas umas às outras e nem todas as 
células trocam sinais da mesma forma, 
precisamos então considerar os diferentes 
tipos de sinalização que ocorrem, 
baseados principalmente na distância que 
o sinal percorre no organismo para 
alcançar a célula-alvo. Encontramos 
quatro categorias de sinalização química 
nos organismos multicelulares, são elas: 
sinalização dependente de contato, 
sinalização parácrina, sinalização 
sináptica e sinalização endócrina 
(ALBERTS et al., 2017). 
• Sinalização dependente de contato: 
ocorre em contato direto, quando as 
moléculas sinalizadoras permanecem 
ligadas à membrana plasmática de uma 
célula e podem interagir com receptores 
de uma célula adjacente. É importante 
durante o desenvolvimento embrionário e 
a resposta imune. Em alguns casos, as 
células podem não estar tão próximas 
umas das outras e as células se 
comunicam estendendo prolongamentos, 
que formam canais, para fazer o contato 
com a outra célula. Estes canais por onde 
percorrem íons e substâncias pequenas de 
uma célula à outra, são as junções 
comunicantes ou gaps (em células 
animais) e plasmodesmos (em células 
vegetais). 
• Sinalização parácrina: ocorre em 
distâncias curtas, quando as moléculas 
sinalizadoras estão muito próximas às 
células-alvo. Neste caso, as moléculas 
atuam em diferentes células vizinhas. São 
exemplos os hormônios, tais como as 
citocinas, fatores de crescimento, 
neurotransmissores, entre outros. Este 
tipo de sinalização pode ser classificado 
também como autócrina, quando a célula 
responde à sinalização através da 
molécula sinalizadora que ela mesma 
produziu. A célula emissora e a célula-alvo 
são a mesma célula. Para exemplificar 
podemos citar as células cancerosas, as 
quais produzem sinais extracelulares que 
estimulam a sobrevivência e proliferação 
de sua própria célula. 
• Sinalização sináptica: ocorre em longas 
distâncias e as moléculas sinalizadoras 
(neurotransmissores) são liberadas por 
neurônios por meio de sinais elétricos, em 
uma longa fibra (axônio). Quando o 
impulso alcança a sinapse (junção de duas 
células nervosas, onde ocorre a 
transmissão de sinal), os 
neurotransmissores são liberados e 
desencadeiam respostas em células-alvo 
que estão localizadas em outras partes do 
organismo. Os neurotransmissores, uma 
vez liberados, podem ser degradados ou 
retomados pela célula emissora, para que 
a sinapse fique preparada para receber o 
próximo sinal. Estas sinalizações através 
dos neurotransmissores podem ser 
consideradas também endócrinas (por 
percorrerem longas distâncias) ou 
parácrinas (por percorrerem curtas 
distâncias, nos casos em que neurônios 
próximos se comunicam nas sinapses). 
• Sinalização endócrina: ocorre também 
em longas distâncias, neste caso as 
moléculas sinalizadoras (hormônios) são 
secretadas na corrente sanguínea até 
alcançar a célula-alvo. O sistema 
circulatório, como uma rede de 
distribuição, se encarrega de transportar 
os hormônios por todo o corpo, 
permitindo a sua atuação em células-alvo 
que estejam em qualquer parte do corpo. 
Nos animais, as glândulas endócrinas são 
as células que liberam um ou mais tipos 
de hormônios, podemos citar a tireoide, o 
hipotálamo, as gônadas, a pituitária e o 
pâncreas. 
ASSIMILE 
Nos humanos a hipófise libera 
hormônios responsáveis pelo 
crescimento. As plantas, 
porém, não possuem glândulas 
endócrinas e, neste caso, as 
moléculas que regulam o seu 
crescimento e se locomovem 
pela planta até as células mais 
distantes são os hormônios 
vegetais. 
As moléculas 
químicas, 
sinalizadoras, 
responsáveis pela 
atuação em 
diversos locais, são 
classificadas 
em moléculas 
hidrossolúveis (m
oléculas de peso 
molecular 
considerável, como 
os aminoácidos, as 
catecolaminas e 
peptídeos – são os 
neurotransmissore
s e os hormônios), 
podem se difundir 
pela membrana e 
chegar ao núcleo, 
transportadas por 
carreadoras. 
E moléculas 
lipossolúveis (mol
éculas de pouco 
peso molecular, 
são derivadas do 
colesterol 
(esteroides), de 
aminoácidos 
(tireoides) e 
compostos gasosos 
(óxido nítrico – NO 
e monóxido de 
carbono – CO), que 
se ligam a 
receptores 
intracelulares. 
Diferentes células 
podem receber um 
mesmo sinal, 
utilizarem de um 
mesmo tipo de 
receptor na 
membrana e 
apresentar 
comportamento de 
reação distinto 
entresi. 
 
EXEMPLIFICANDO 
O neurotransmissor acetilcolina (molécula 
sinalizadora) pode induzir diferentes respostas 
dependendo da célula-alvo que atinge, uma vez que 
tipos celulares diferentes são especializados para 
responder de maneiras diferentes aos sinais. Podemos 
citar a célula muscular cardíaca, em que a proteína 
receptora acoplada à proteína G se liga à acetilcolina e 
os sinais interpretados pela célula produzem como 
resposta a redução da velocidade de contração. Já a 
mesma molécula, ao se ligar a um receptor de uma 
célula da glândula salivar, também acoplado à 
proteína G, irá produzir uma resposta diferente, de 
secreção. Ainda a mesma molécula de acetilcolina, ao 
ligar-se a um receptor acoplado a um canal iônico de 
uma célula muscular esquelética, produz uma 
resposta distinta das demais, de contração. 
CLASSE DE RECEPTORES DE MEMBRANAS 
Como vimos, a sinalização celular ocorre quando há uma ligação 
entre uma molécula sinalizadora (ligante) e sua molécula 
receptora (receptor). Um receptor reconhece um ou poucos 
ligantes específicos, e um ligante se liga a apenas um ou poucos 
receptores presentes nas células-alvo. Quando há ligação entre 
ambos, ligante e receptor, o receptor altera a sua forma ou 
atividade e o sinal é transmitido ou são desencadeadas 
modificações adaptativas dentro da célula-alvo. 
Os receptores podem ser classificados como intracelulares ou de 
superfície celular. Os receptores intracelulares (proteínas 
receptoras) são encontrados dentro da célula, no citoplasma ou 
no núcleo. Geralmente se ligam a pequenas moléculas 
hidrofóbicas, transportadas por carreadoras para atravessarem a 
membrana plasmática por difusão. Os hormônios esteroidais