FUNDAMENTOS-DE-BIOLOGIA-CELULAR-E-MOLECULAR-APOSTILA-falta-diagramar

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Complementação Pedagógica 
Coordenação Pedagógica – IBRA 
 
 
 
 
DISCIPLINA 
 
 
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA 
CELULAR E MOLECULAR 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
INTRODUÇÃO .......................................................................................... ……………....... 03 
 
1 BIOQUÍMICA COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR …...........................…………….... 05 
2 O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR........……...…………..................... 19 
3 ESTRUTURA DOS GENOMAS ...........................................................……………….... 21 
4 REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA ....................................…..……………...….. 23 
5 ASPECTOS MOLECULARES DO CICLO CELULAR ………....…................................. 28 
 
REFERÊNCIAS CONSULTADAS …………………………………………….……………....… 39 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 
Prezados alunos, 
 
Nos esforçamos para oferecer um material condizente procurando referências 
atualizadas, embora saibamos que os clássicos são indispensáveis ao curso. 
As ideias aqui expostas, como não poderiam deixar de ser, não são neutras, afinal, 
opiniões e bases intelectuais fundamentam o trabalho dos diversos institutos educacionais, 
mas deixamos claro que não há intenção de fazer apologia a esta ou aquela vertente, 
estamos cientes e primamos pelo conhecimento científico, testado e provado pelos 
pesquisadores. 
Apesar de o curso possuir objetivos claros, positivos e específicos, nos colocamos 
abertos para críticas e para opiniões, pois somos conscientes que nada está pronto e 
acabado e com certeza críticas e opiniões só irão acrescentar e melhorar nosso trabalho. 
Como os cursos baseados na Metodologia da Educação a Distância, você é livre 
para estudar do melhor modo que possa. Este arranjo preserva a sua individualidade 
impondo, uma responsabilidade imperativa. Organize-se, lembrando que: aprender sempre, 
refletir sobre a própria experiência se somam, e que a educação é demasiado importante 
para nossa formação e para o bem-estar dos pacientes. 
A presente apostila tem como proposito oferecer um conteúdo abrangente de 
Biologia molecular e estrutural partindo do conceito de bioquímica detalhando sua 
composição química e celular, passando pela compreensão do dogma central da biologia, 
estrutura dos genomas até a regulação da expressão genica e aspectos moleculares do ciclo 
celular. 
Neste intuito apresentamos um compendio de conhecimento necessários 
qualificação e o atualização em assuntos relacionados ao ensino de Biologia, por meio de 
uma educação continuada. Oferecemos, ainda, ferramentas para o aperfeiçoamento 
profissional de professores e o desenvolvimento de métodos e materiais didáticos para o 
ensino. 
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A apostila agrupa de maneira ordenada a síntese do pensamento de vários autores 
cuja obra que entendemos serem as mais importantes para a disciplina. Sendo fruto de 
exaustiva pesquisa bibliográfica, cujas fontes são colocadas ao fim da apostila possibilitando 
ao aluno, conforme sua necessidade e disposição, o amplio de seus conhecimentos. 
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1. BIOQUÍMICA. COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR 
 
A análise química das células de qualquer ser vivo revela a presença constante 
de certas substâncias que, nos diversos organismos, desempenham fundamentalmente 
o mesmo papel biológico. 
Os componentes químicos da célula podem ser divididos em dois grandes grupos 
“Inorgânicos e Orgânicos”. 
Componentes inorgânicos: são moléculas simples, sem carbono na sua 
constituição. Ex.: água e sais minerais. 
A Água 
Considerado o componente químico mais abundante da matéria viva, a água atua 
como solvente universal. Essa característica da água é de funda- mental importância para 
os seres vivos, uma vez que as reações químicas de natureza biológica ocorrem em 
soluções. A maioria dos seres vivos conhecidos não sobrevivem na ausência de água. A 
quantidade de água no corpo dos se- res vivos varia de espécie para espécie. 
As células nervosas do cérebro de um ser humano adulto podem conter cerca de 
78% de água, enquanto as células ósseas, de menor atividade metabólica, contêm cerca 
de 40% de água. 
Um feto humano de três meses, contém cerca de 94% de água, enquanto um 
recém-nascido apresenta cerca de 70% e um ser humano adulto, aproximadamente 65%. 
 
Propriedades da Água 
Cada molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo 
de (O), e é representada pela fórmula H2O. A disposição dos átomos na molécula faz 
com que as cargas elétricas não sejam distribuídas de maneira uniforme, criando um polo 
com cargas negativas e um com cargas positivas. 
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Assim, a água é considerada uma molécula polar. Os polos positivos e negativos 
de diferentes moléculas se atraem, estabelecendo as ligações de hidro- gênio (ou pontes 
de hidrogênio), que promovem a coesão entre as moléculas de água. 
A coesão entre as moléculas de água faz com que a superfície do líquido se 
comporte como uma película elástica. Essa propriedade, chamada de tensão superficial, 
permite que pequenos insetos caminhem sobre a água sem afundar. 
As moléculas de água também atraem outras moléculas e, assim, podem aderir a 
determinadas superfícies. Essa propriedade é denominada adesão. 
A coesão e a adesão permitem que a água suba por tubos finos em um fenômeno 
conhecido como capilaridade. As moléculas de água ligam-se entre si e com as paredes 
do tubo, possibilitando a ascensão do líquido. Esse fenômeno é parte da explicação de 
como a água, absorvida pelas raízes das plantas, chega até suas folhas mais altas. 
Outra propriedade da água relacionada a sua polaridade é a capacidade de 
dissolução. A água pode dissolver diversas substâncias, sendo chamada de solvente 
universal. 
 
 
A Água nos Seres Vivos 
Por causa de suas propriedades químicas, a água desempenha diversas funções 
nos seres vivos. Algumas delas estão listadas a seguir: 
 Participação em reações químicas: A água atua em diversas reações 
químicas dos organismos, como reagente ou como produto. 
 Atuação como solvente: A água é capaz de dissolver gases, proteínas, 
aminoácidos e muitas outras substâncias, facilitando a ocorrência de 
reações químicas. 
 Meio de transporte: O fluxo de água nas células e no organismo facilita o 
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transporte de substâncias, como hormônios, nutrientes, gases, entre 
outras. 
 Proteção térmica: A variação da temperatura da água é pequena, mesmo 
quando ela recebe grande quantidade de calor. Dessa forma, organismos 
que possuem grande quantidade de água em sua composição estão 
protegidos de variações de temperatura. Além disso, a evaporação da água 
presente no suor, por exemplo, contribui para o controle da temperatura 
corporal em alguns mamíferos. 
Sais Minerais (Fé, Na, K, Ca, Nacl...) 
Os sais minerais são substâncias inorgânicas, ou seja, não podem ser produzidos 
por seres vivos. Sua maior parte está concentrada nos ossos. Entre os mais conhecidos 
estão o cálcio, o fósforo, o potássio, o enxofre, o sódio, o magnésio, o ferro, o cobre, o 
zinco, o selênio, o cromo, entre outros. 
Estas substâncias inorgânicas possuem funções muito importantes no corpo e a 
falta delas pode gerar desequilíbrios na saúde. Contudo, há alguns minerais como, por 
exemplo, o alumínio e o boro, que podem estar presentes no corpo sem nenhuma função. 
Alguns íons minerais, principais fontes e importância. 
Sais Fontes Importância 
Sódio Sal de cozinha Necessário para a transmissão nervosa e o 
equilíbrio hídrico 
Cloro Sal de cozinha Necessário na formação do suco gástrico. 
Fósforo Carnes, leite e cereais. Atua na composição dos ossos e dos dentes; 
Potássio Carnes, leite e frutas. Necessário para a transmissão nervosa e a 
contração muscular. 
Cálcio Laticínios e peixes. 
Fundamental para os ossos e os dentes. 
Iodo Sal e frutos do mar. Faz parte dos hormônios da tireoide. 
Ferro Carnes, cereais integrais 
e ovos. 
Faz parte da molécula de hemoglobina, 
necessária parao transporte de gases no 
sangue. 
Flúor Na água fluoretada Necessário para a transformação dos 
ossos e dos dentes. 
 
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Componentes Orgânicos 
São moléculas que possuem carbono na sua constituição. Ex.: carboidratos, 
lipídeos, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos. 
Carboidratos 
São também conhecidos açucares hidratos de carbono ou glicídios, são 
compostos orgânicos elaborados pelos organismos autótrofos, como as plantas e as 
algas, por meio do processo denominado de fotossíntese. Já os organismos heterótrofos, 
como os animais, devem obter essas moléculas por meio da nutrição. Os carboidratos 
estão presentes em diversos alimentos, como frutas, legumes, pães, massas e doce. 
Essas substâncias constituem a principal fonte de energia para as células 
desempenharem suas funções, como produzir e transportar substâncias, crescer e se 
dividir. 
Classificação dos Carboidratos 
Os carboidratos são classificados, de acordo com a organização e o tamanho de 
sua molécula, constituídos por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), em 
três grandes grupos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. 
 Monossacarídeos: são carboidratos simples, que não sofrem hidrólise, de 
fórmula geral Cn (H2O)n, em que n varia, de 3 a 7. As pentoses e hexoses 
são os monossacarídeos mais importantes e mais comuns nos seres vivos. 
 
Monossacarídeos Ocorrência e papel biológico 
Galactose 
(C6H12O6 ) 
É um dos componentes do açúcar do leite (lactose). Tem 
função energética 
Frutose e Glicose 
(C6H12O6) 
Mel e frutos diversos. Tem função energética 
Ribose 
(C5H10O6) 
Componente estrutural do ácido ribonucleico (RNA) 
Desoxirribose 
(C5H10O4) 
Componente estrutural do ácido desoxirribonucleico (DNA). 
Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos 
Cn (H2O)n 
 
Dissacarídeos ou Oligossacarídeos: do grego oligo “poucos” são carboidratos 
formados pela junção de duas moléculas de monossacarídeos. 
 
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Dissacarídeos Ocorrência e papel biológico 
Sacarose 
(glicose+frutose) 
É o açúcar da cana e da beterraba. Tem função energética. 
Lactose 
(glicose + galactose) 
É o açúcar do leite. Tem função energética 
Maltose 
(glicose + glicose) 
É obtido do amido por hidrólise. Tem função energética. 
 
Polissacarídeos: São carboidratos constituídos por centenas ou milhares de 
monossacarídeos. Essas moléculas recebem o nome de polímeros de monossacarídeos. 
São exemplos à celulose, o amido, o glicogênio e a quitina. 
Principais Funções dos Carboidratos 
Os carboidratos desempenham dois papéis principais nos seres vivos: 
Energético e estrutural. 
 Energético: A glicose é a principal fonte de energia para as células. As 
plantas podem armazenar glicose na forma de amido para utilizá-la quando 
necessário, ao passo que os animais armazenam glicose na forma de 
glicogênio, que fica estocado nas células musculares e no fígado. 
 Estrutural: Alguns polissacarídeos compõem uma parte orgânica dos seres 
Polissacarídeos Ocorrência e papel biológico 
Amido (com mais de 
1.400 moléculas de 
glicose. 
É reserva natural das plantas. Encontra-se armazenado em 
altas proporções em certos caules (como o da batata), em 
certas raízes (como a mandioca) e em semente de cereais 
(como o milho). 
Celulose É o mais abundante polissacarídeo da natureza. Constitui o 
principal componente estrutural da parede celular das células 
vegetais. 
Glicogênio (pode conter 
cerca de 30.000 
moléculas de glicose) 
É o polissacarídeo de reserva dos animais em geral. 
Armazenado principalmente nas células do fígado e dos 
músculos. Tem papel energético. 
Quitina É um polissacarídeo nitrogenado que confere rigidez e 
resistência ao tecido onde ela se encontra. Ela constitui o 
exoesqueleto dos artrópodes (crustáceos, insetos, 
aracnídeos), sendo também encontrada na 
parede celular de certos fungos. 
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vivos: como a celulose, que constitui a parede das células vegetais, e a 
quitina, que compõe o exoesqueleto os artrópodes. 
Lipídios 
Do grego lipos “gordura”, são moléculas insolúveis em água e solúveis em 
solventes orgânicos (benzina, querosene álcool...). São também chamadas óleos ou 
gorduras. 
Classificação dos Lipídios 
Os lipídeos podem ser classificados em: glicerídeos, fosfolipídios, ceras ou 
cerídeos, esteróis e carotenoides. 
 Glicerídeos: podem ser de origem animal, como a gordura presente em 
carnes, manteiga e ovos, ou de origem vegetal, como os óleos vegetais, 
presentes no azeite de oliva ou no óleo de soja. Os glicerídeos de origem 
animal são sólidos a temperatura ambiente, enquanto os de origem vegetal 
são líquidos. 
 Funções: Isolante térmico e Reserva energética. 
 Fosfolipídios: constituem as membranas plasmáticas das células de todos 
os seres vivos. Cada molécula de fosfolipídios tem uma região hidrofílica 
(que tem afinidade com a água) e uma região hidrofóbica (sem afinidade 
com a água). Essa característica permite que esses lipídios separem meios 
aquosos, como o meio intra e extracelular, pela forma como se posicionam 
na membrana plasmática. Os lipídios dispõem-se em uma camada dupla, 
e as regiões hidrofílicas ficam voltadas para os meios intra e extracelular 
(aquosos). As regiões hidrofóbicas voltam-se para o interior da dupla 
membrana. 
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Cerídeos ou Ceras: são lipídios produzidos por animais e plantas. Nas plantas, de 
forma geral, as ceras têm função impermeabilizante. São produzidas e depositadas na 
superfície das folhas ou dos frutos para diminuir a perda de água. A cera produzida pelas 
abelhas também é formada por lipídios, assim como o cerume presente nas orelhas de 
alguns mamíferos. Funções: Contribuem para defesa da planta contra a desidratação 
 Esteroides: formam um conjunto de substâncias muito variadas. Um 
exemplo é o colesterol, lipídio presente em alimentos de origem animal, 
como carne, leite e ovos, que faz parte da composição das membranas 
celulares dos animais. Os hormônios sexuais, como estrógeno (nas 
fêmeas) e a testosterona (nos machos) também são exemplos de 
esteroides. 
 Funções: Participam da composição química da membrana das células 
animais e atuam como precursor de hormônios sexuais (progesterona e 
testosterona). 
No corpo humano, o colesterol pode ter duas origens: exógena (se ingerido 
através de alimentos (leite e derivados, ovos e carne em geral)) e endógena (se fabricado 
pelo próprio organismo). O fígado não só produz como também degrada o colesterol, 
atuando como um órgão regulador da taxa dessa substancia no sangue. 
 
 Carotenoides: são pigmentos avermelhados e alaranjados produzidos por 
seres autótrofos que participam do processo de fotossíntese. 
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Principais Funções dos Lipídios 
 
Entre as principais funções dos lipídios, destacam-se as de reserva energética, 
isolante térmico, estrutural e reguladora. 
 
 Reserva Energética: animais e plantas armazenam lipídios em seus 
corpos. Esses lipídios são utilizados como fonte de energia para as células 
quando há pouco carboidrato disponível. Nas plantas, os lipídios são 
armazenados em sementes e frutos; nos animais, no tecido adiposo. 
 Isolante Térmico: nos animais, como os mamíferos, o tecido adiposo está 
localizado abaixo da pele e funciona como isolante térmico, ajudando a 
manter a temperatura corporal. 
 
 Estrutural: os fosfolipídios e o colesterol compõem a membrana plasmática 
das células. 
 Reguladora: alguns lipídios, como o colesterol, são precursores de 
substâncias reguladoras das funções do corpo, como certos hormônios. 
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Proteínas 
São compostos orgânicos complexos, formado por carbono, hidrogênio, oxigênio 
e nitrogênio. Suas unidades básicas são os Aminoácidos, que se ligam em cadeias, os 
polipeptídios. Os aminoácidos caracterizam quimicamente pela presença de um átomo de 
carbono, ao qual se ligam um grupo carboxílico (COOH), um grupo amina (NH2), um 
radical e um átomo de hidrogênio. 
Os vegetais conseguemproduzir todos os tipos de aminoácidos, enquanto os 
animais devem obter parte deles por meio da dieta, por não serem capazes de produzi-
los. Os aminoácidos produzidos por um organismo são chamados de aminoácidos 
naturais. Aqueles obtidos por meio da dieta são denominados aminoácidos essenciais. 
São conhecidos cerca de vinte aminoácidos que rotineiramente participam da 
estrutura das proteínas. Ex.: glicina, valina, serina, isoleucina, cisteina, leucina, ácido 
glutâmico. 
 
Esquema da estrutura de uma proteína. Cada parte de 
cor diferente representa um aminoácido distinto. 
Para formar as proteínas, os aminoácidos combinam-se por meio de ligações 
químicas denominadas ligações peptídica. Em cada ligação há liberação de uma molécula 
de água. As proteínas podem diferir quanto ao tipo, à quantidade e à ordem dos 
aminoácidos que as compõem. 
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Principais Funções das Proteínas 
As proteínas são essenciais aos seres vivos, participando de diversas funções, 
como: estrutural, enzimática, transporte e defesa. 
 Estrutural: As proteínas compõem a membrana plasmática e os filamentos 
que sustentam as células. O colágeno, por exemplo, é uma proteína presente 
na pele, nos tendões e nos ligamentos. A queratina, outro tipo de proteína, 
recobre as células da pele e forma pelos, unhas, penas, garras, bicos e placas 
córneas em diversos animais. 
 Enzimática: as enzimas são proteínas que facilitam as reações químicas. 
Praticamente todas as reações químicas que ocorrem nos seres vivos 
dependem da ação das enzimas. Um exemplo é a amilase salivar, enzima 
presente na saliva e que auxilia no início da digestão dos carboidratos. 
 
 Transporte: Na membrana plasmática das células há proteínas responsáveis 
pelo transporte de íons entre os meios intra e extracelulares. No sangue dos 
mamíferos, a hemoglobina é uma proteína que transporta os gases 
respiratórios para todas as células do corpo. 
 Defesa: Os anticorpos são proteínas responsáveis pela defesa do organismo 
contra agentes estranhos, como vírus e bactérias, que podem causar 
doenças. 
Ácidos Nucleicos 
Os ácidos nucleicos são moléculas orgânicas relacionadas ao controle das 
atividades celulares, ao armazenamento e à transmissão das informações hereditárias ao 
longo das gerações. Há dois tipos de ácidos nucleicos, o DNA (ácido desoxirribonucleico) e 
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o RNA (ácido ribonucleico). 
 
Composição dos Ácidos Nucleicos 
Os ácidos nucleicos são grandes moléculas constituídas por unidades menores 
denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por três componentes: uma 
pentose (açúcar com 5 carbonos na molécula), uma base nitrogenada (púrica e pirimídica) 
e um ácido fosfórico. 
 
 
 
 
 
As bases nitrogenadas podem ser divididas em dois grupos: purinas e pirimidinas. 
No grupo das purinas estão a adenina (A) e a guanina (G). As pirimidinas são a citosina (C), 
a timina (T) e a uracila (U). 
Adenina, guanina e citosina estão presentes tanto no DNA como no RNA. No DNA 
apresenta timina e no RNA só apresenta a uracila. 
O DNA 
No DNA estão codificadas as informações genéticas que controlam praticamente 
todos os processos celulares. Essas informações são transmitidas de uma geração para a 
próxima. A molécula de DNA é formada por duas cadeias de nucleotídeos ligadas entre si 
por meio de ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. 
O DNA tem a capacidade de duplicar sua molécula em um processo chamado de 
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replicação. 
 
O RNA 
O RNA é formado por apenas uma cadeia de nucleotídeos. As bases nitrogenadas 
presentes no RNA são a adenina, a uracila, a guanina e a citosina. O RNA, de forma geral, 
é responsável pela expressão das informações contidas no DNA, atuando na produção de 
proteínas. As moléculas de RNA são produzidas de moléculas de DNA pelo processo de 
transcrição. 
 
Diferenças entre DNA e RNA 
 
 
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Vitaminas 
São substâncias orgânicas de natureza química heterogênea. Elas atuam como 
coenzimas, ativando enzimas fundamentais no metabolismo dos seres vivos. Ao contrário 
dos carboidratos, dos lipídios e das proteínas, as vitaminas não têm função estrutural nem 
função energética; além disso, são exigidas pelo organismo em doses mínimas. Cada 
vitamina tem um papel biológico especifico; portanto, nenhuma vitamina pode substituir outra 
vitamina diferente. 
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As vitaminas podem ser classificadas de acordo com a solubilidade em lipídios 
(lipossolúveis: A, D, E e K) ou em água (hidrossolúveis: C e Complexo B). Assim, temos: 
 
Vitaminas Principais Fontes Carência no Organismo 
Vitamina A 
(Axeroftol ou 
retinol) 
Leite e derivados, ovos, fígado, 
cenoura, laranja (os vegetais 
produzem o pigmento caroteno, que 
no corpo animal é transformado em 
vitamina A). 
Hemeralopia (cegueira noturna) 
Xeroftalmina (secamento da 
córnea, membrana translúcida do 
olho). 
Vitamina D 
(calciferol) 
Óleo de fígado de bacalhau, leite e 
seus derivados, gema de ovo, fígado 
de vaca. 
Raquitismo: (ossos frágeis, 
dentição defeituosa, crescimento 
retardado, má absorção de cálcio 
e fósforo). 
Vitamina E 
(Tocoferol) 
Verduras em geral, leite e seus 
derivados, ovos e grãos diversos 
(aveia, milho, feijão, entre 
outros.) 
Esterilidade de machos e 
aborto em alguns animais. 
Vitamina K 
(Antihemorrá
gica) 
Fígado e folhas vegetais (alface, 
couve, repolho, acelga, entre outros.) 
Coagulação sanguínea deficiente; 
hemorragias. 
Vitamina C 
(Acido 
ascórbico) 
Frutas cítricas (laranja, limão), 
acerola, banana, manga, caju, 
rabanete, alface, pimentão, entre 
outros. 
Escorbuto (hemorragias 
generalizadas, anemia, queda de 
dentes, intensa fraqueza). 
Vitamina B1 
(Tiamina) 
Levedura de cerveja, fígado, ovos, 
trigo e arroz integral, frutas em geral, 
carnes e peixes. 
Beribéri (fraqueza muscular, 
crescimento retardado e 
polineurite, isto é, inflamações 
generalizadas de nervos 
periféricos). 
Vitamina B2 
(Riboflavina) 
Leveduras de cerveja, fígado, ovos, 
amendoim, leite e deriva- 
dos, vagem, acelga, entre outros. 
Quilose (irritação dos lábios) 
Estomatite (inflamação da 
boca) 
Fotofobia (intolerância a luz) 
Vitamina 
B12
 (Cianoco
balamina) 
Leveduras, leite e derivados, 
carnes e peixes. 
Anemia perniciosa (presença de 
glóbulos vermelhos imaturos no 
sangue). 
Vitamina 
PP
 (Niacina
) 
Leveduras, leite e derivados, 
carnes e fígado. 
Pelagra (dermatite, diarreia e 
intenso nervosismo). 
 
 
 
 
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2. O DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR 
 
O dogma central define o paradigma da biologia molecular, em que a informação é 
perpetuada através da replicação do DNA e é traduzida através de dois processos: A 
transcrição que converte a informação do DNA em uma forma mais acessível (uma fita de 
RNA complementar) e através da tradução que converte a informação contida no RNA em 
proteínas (Figura). 
 
 
 
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Figura 5. O Dogma Central da Biologia Molecular. A exceção é a replicação retroviral, na 
qual o RNA viral é molde para síntese do DNA do provírus. 
Algumas mudanças já foram feitas no modelo proposto originalmente. Isso ocorreu 
em razão de hoje se saber, por exemplo, que algumas enzimas são capazes de utilizar o 
RNA para produzir DNA. Observa-se, portanto, que esse dogma demonstra todos os 
processos pelos quais os ácidos nucleicos podem passar. Temos o DNA, onde está contida 
a informação genética, que pode ser transcrito em moléculas de RNA. No processo de 
transcrição, uma molécula de DNA serve como molde para a criação de uma molécula de 
RNA. 
É nessa molécula de RNA que é encontrado o código usado para organizar a 
sequência de aminoácidos e formar as proteínas no processo de tradução. Esse processo 
consiste na união de aminoácidos, obedecendo à ordem de códons apresentados em um 
RNA mensageiro. 
Observa-se também a replicação do DNA, processo pelo qual uma molécula de DNA 
é capaz de formar outra molécula idêntica à original. 
Hoje também sesabe que uma molécula de RNA pode produzir DNA. Chamamos 
esse processo de transcrição reversa e ele acontece principalmente em vírus. Eles possuem 
uma enzima denominada transcriptase reversa, que transcreve o RNA para o DNA. 
A replicação do RNA também é um fato observado em alguns vírus. Essa molécula 
é replicada e atua como um RNA mensageiro. Para realizar esse processo, o vírus utiliza 
um RNA replicase. 
Observe também que uma proteína é formada a partir dos ácidos nucleicos, mas 
um ácido nucleico não pode ser formado a partir de uma proteína. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. ESTRUTURA DOS GENOMAS 
 
 
Na biotecnologia, ou biologia tecnológica, o genoma resume todos os dados 
transmitidos de uma geração de seres vivos para outra, armazenados em um organismo 
através de uma linguagem de códigos, mais precisamente no seu DNA, uma espécie de 
roteiro orgânico molecular que traz em si todas as orientações genéticas que supervisionam 
a evolução e a atuação de todas as entidades vivas e de determinados vírus – nestes o RNA 
assume este papel. 
O genoma engloba tanto os genes, unidades essenciais no mecanismo da 
hereditariedade -, quanto as sequências não-codificadas, anteriormente consideradas como 
o monturo da estrutura genética, mas agora resgatadas por novas descobertas científicas, 
que revelaram sua atuação significante na regulamentação dos genes, entre outras tarefas 
por elas cumpridas. 
Enfim, todo o DNA contido nas estruturas celulares de um corpo organizado compõe 
o genoma, ou seja, ele é a totalidade dos genes presentes em um ser vivo; se comparado a 
um longo roteiro, entretecido por informações detalhadas que orientam o desenvolvimento 
do organismo que o contém e são legadas aos seus herdeiros, pode-se imaginar uma vasta 
obra, com incalculáveis páginas e palavras. 
O genoma do homem apresenta 46 cromossomos, dispostos em duplas, compondo 
na composição final 23 pares, dos quais metade é transmitida pela linhagem paterna, 
através do espermatozóide, e a outra metade é legada pela esfera materna, por meio de 
seus óvulos. No interior dos cromossomos estão abrigados os genes – calcula-se a 
existência de aproximadamente 130 mil genes. Neles é elaborado o reservatório de 
proteínas, essenciais para a estruturação dos organismos vivos. 
Sempre que os cientistas mencionam que foi realizada a ‘sequência’ de uma espécie 
que tem o dom de se multiplicar sexualmente, geralmente eles se referem à definição 
sequencial de um grupo de autossomos cromossomos desvinculados da operação sexual 
e, portanto, integrantes dos bens genéticos da espécie – e de um representante de cada 
modalidade de cromossomo ligado à prática sexual, que irão indicar o sexo. 
Cariótipo 
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A disciplina denominada genômica é responsável pela pesquisa das virtudes 
completas dos genomas de organismos analógicos entre si. Esta expressão diferencia este 
campo de estudo do relacionado à anatomia, que vai se concentrar na compreensão de um 
gene ou de um conjunto deles. 
A expressão ‘genoma’ é utilizada igualmente para definir um grupo simples de 
cromossomos pertencentes a uma célula, denominado cariótipo. Ele é constituído por um 
cromossomo de cada variedade, em cada espécie pesquisada. Há também um plano 
científico intitulado Projeto Genoma Humano, no qual cada país conveniado a ele tem a 
incumbência de decodificar o DNA da Humanidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA 
 
Regulação gênica é o processo de controlar quais genes no DNA da célula são 
expressos (usados para produzir um produto funcional como uma proteína). Diferentes 
células em um organismo multicelular podem expressar conjuntos de genes muito diferentes, 
apesar de possuírem o mesmo DNA. 
O conjunto de genes expressos em uma célula determina o grupo de proteínas e 
RNAs funcionais que ela possui, conferindo-lhe suas características únicas. 
Em eucariontes, como os humanos, a expressão gênica envolve várias etapas e a 
regulação de genes pode acontecer em qualquer uma delas. Contudo, muitos genes são 
regulados primariamente no momento da transcrição. 
O corpo possui centenas de tipos de células diferentes, desde células imunológicas 
e epiteliais até os neurônios. Quase todas as suas células possuem o mesmo conjunto de 
instruções do DNA – então, por que elas parecem ser tão diferentes e possuem funções 
distintas? Resposta: a regulação de genes destas células também é diferente! 
A regulação gênica faz com que as células sejam diferentes 
Regulação gênica é como a célula controla quais genes, entre os inúmeros genes 
presentes em seu genoma, são "ativados" (expressos). Graças à regulação gênica, cada tipo 
de célula em seu corpo possui um conjunto diferente de genes ativados apesar do fato de 
que quase todas as células do nosso corpo possuem exatamente o mesmo DNA. Esses 
diferentes padrões de expressão gênica permitem que seus vários tipos celulares possuam 
conjuntos diferentes de proteínas, tornando cada célula exclusivamente especializada em 
fazer seu trabalho. 
Por exemplo, uma das funções do fígado é remover substâncias tóxicas como o 
álcool da corrente sanguínea. Para isso, as células hepáticas expressam genes que 
codificam subunidades (Pedaços) de uma enzima chamada álcool desidrogenase. Essa 
enzima decompõe o álcool em uma molécula não-tóxica. Os neurônios do cérebro de uma 
pessoa não removem toxinas do corpo, então eles mantêm esses genes silenciados ou 
"desligados". Da mesma forma, as células hepáticas não enviam sinais utilizando 
neurotransmissores, então elas mantêm os genes que codificam neurotransmissores 
24 
 
silenciados. 
Painel esquerdo: célula hepática. A célula hepática contém proteínas álcool 
desidrogenase. Se olharmos no núcleo, veremos que o gene álcool desidrogenase se 
expressa para produzir RNA, mas o gene neurotransmissor não. O RNA é processado e 
traduzido, por isso as proteínas álcool desidrogenase são encontradas na célula. 
Painel direito: neurônio. O neurônio contém proteínas neurotransmissoras. Se 
olharmos no núcleo, veremos que o gene álcool desidrogenase não se expressa para 
produzir RNA, mas o gene neurotransmissor sim. O RNA é processado e traduzido, por isso 
as proteínas neurotransmissoras são encontradas na célula. 
Existem muitos outros genes que são expressos de forma diferente entre células 
hepáticas e neurônios (Ou quaisquer dois tipos celulares em um organismo multicelular como 
você). 
Muitos fatores podem afetar quais genes uma célula expressa. Diferentes tipos de 
células expressam diferentes conjuntos de genes, como vimos acima. Contudo, duas células 
diferentes de um mesmo tipo também podem ter padrões de expressão gênica distintos, 
dependendo do seu ambiente e estado interno. 
De forma geral, pode-se dizer que o padrão de expressão gênica é determinado tanto 
pelas informações internas quanto externas à célula. 
 Exemplos de informação de dentro da célula: as proteínas que herdou de sua 
célula mãe, danos no seu DNA e quanto ATP possui. 
 Exemplos de informações de fora da célula: sinais químicos de outras células, 
sinais mecânicos da matriz extracelular e os níveis de nutrientes. 
Células não tomam decisões no sentido que você ou eu tomamos. Ao invés disso, 
elas possuem vias moleculares que convertem informação – como a ligação de um sinal 
químico ao seu receptor – em uma mudança da expressão gênica. 
Como exemplo, vamos considerar como células respondem à fatores de 
crescimento. O fator de crescimento é um sinal químico proveniente de células vizinhas que 
instrui a célula alvo a crescer e dividir. Poderíamos dizer que a célula nota o fator de 
crescimento e decide dividir-se, mas como esses processos realmente acontecem? 
Fatores de crescimento se ligam aos seus receptores na superfície celular e ativam 
uma via de sinalização dentro da célula. A viade sinalização ativa a transcrição de fatores 
no núcleo, os quais se ligam ao DNA perto de genes que promovem a divisão e o 
25 
 
crescimento, fazendo com que sejam transcritos para RNA. O RNA é processado e 
exportado do núcleo, sendo então traduzido para formar proteínas que dirigem a divisão e o 
crescimento. 
 A célula detecta o fator de crescimento por meio de uma ligação física entre 
o fator de crescimento e o receptor proteico na superfície da célula 
 A ligação do fator de crescimento faz com que o receptor mude de forma, 
desencadeando uma série de eventos químicos na célula que ativam 
proteínas denominadas fatores de transcrição. 
 Os fatores de transcrição ligam-se em certas sequências do DNA no núcleo e 
provocam a transcrição de genes relacionados com a divisão celular 
 Os produtos desses genes são vários tipos de proteínas que fazem a célula 
se dividir (conduzir o crescimento celular e/ou mover a célula adiante no ciclo 
celular). 
Esse é apenas um exemplo de como uma célula pode converter uma fonte de 
informação em modificações na expressão gênica. Existem muitos outros, e compreender a 
lógica da regulação gênica é uma área de estudo em andamento na biologia. 
A sinalização de fatores de crescimento é complexa e envolve a ativação de uma 
variedade de objetos, incluindo os fatores de transcrição e proteínas dos fatores de não-
transcrição. Você pode aprender mais sobre como a sinalização de fatores de crescimento 
funciona no artigo transdução de sinais intracelulares. 
A expressão gênica eucariótica pode ser regulada em vários estágios 
Nos artigos seguintes, vamos examinar diferentes formas de regulação gênica 
eucariótica. Ou seja, vamos observar como a expressão de genes em eucariontes (como 
nós) pode ser controlada em vários estágios, desde a disponibilidade do DNA para a 
produção de RNAms até a tradução e processamento de proteínas. 
A expressão gênica eucariótica envolve muitas etapas e quase todas elas podem 
ser reguladas. Diferentes genes são regulados em diferentes pontos e não é incomum que 
um gene (particularmente se for um gene importante ou poderoso) seja regulado em várias 
etapas. 
26 
 
 Acessibilidade da cromatina A estrutura da cromatina (DNA e suas proteínas 
organizadoras) pode ser regulada. Uma cromatina mais aberta ou "relaxada" 
faz com que o gene esteja mais disponível para a transcrição. 
 Transcrição. A transcrição é um ponto-chave de regulação para muitos genes. 
Conjuntos de proteínas de fator de transcrição se ligam a sequências de DNA 
específicas dentro ou perto de um gene, promovendo ou reprimindo sua 
transcrição para um RNA. 
 Processamento de RNA. Splicing, capping e adição de uma cauda poli-A a 
uma molécula de RNA podem ser regulados, de modo que possa sair do 
núcleo. Diferentes RNAm podem ser feitos a partir do mesmo pré-RNAm 
através do splicing alternativo. 
 Estágios da expressão gênica eucariótica (qualquer um dos quais pode ser 
potencialmente regulado). 
 Estrutura da cromatina. A cromatina pode estar altamente compactada ou 
solta e aberta. 
 Transcrição. Um gene disponível (com cromatina suficientemente aberta) é 
transcrito para formar um transcrito primário. 
 Processamento e exportação. O transcrito primário é processado (sofre 
splicing, capping e recebe uma cauda poli-A) e exportado do núcleo. 
 Estabilidade do RNAm. No hialoplasma, o RNAm pode ficar estável por longos 
períodos de tempo ou pode ser rapidamente degradado (fragmentado). 
 O RNAm pode ser traduzido mais ou menos prontamente/frequentemente por 
ribossomos para formar um polipeptídeo. 
 Processamento da proteína. O polipeptídeo pode passar por vários tipos de 
processamento, incluindo clivagem proteolítica (retirada de aminoácidos) e 
adição de modificações químicas, tais como grupos fosfato. 
 Todas essas etapas (se aplicáveis) precisam ser executadas para um dado 
27 
 
gene para que uma proteína ativa esteja presente dentro da célula. 
 Estabilidade do RNA. O tempo de vida de uma molécula de RNAm no 
hialoplasma afeta a quantidade de proteínas que podem ser feitas a partir 
dele. Pequenos RNAs reguladores denominados de RNAmis podem se ligar 
aos RNAm-alvos e gerar quebra dos mesmos. 
 Tradução. A tradução de um RNAm pode ser aumentada ou inibida por 
reguladores. Por exemplo, RNAmis podem bloquear a tradução dos seus 
RNAm-alvos (ao invés de gerar quebra dos mesmos). 
 Atividade proteica. Proteínas podem sofrer uma variedade de modificações 
como serem quebradas ou marcadas com grupos químicos. Essas 
modificações podem ser reguladas e podem afetar a atividade ou o 
comportamento da proteína. 
Embora todos os estágios da expressão gênica possam ser regulados, o principal 
ponto de controle para muitos genes é a transcrição. Estágios posteriores de regulação 
comumente refinam os padrões de expressão gênica "rascunhados" durante a transcrição. 
Regulação gênica e diferenças entre espécies 
Diferenças na regulação gênica tornam os diferentes tipos de células em um 
organismo multicelular (como você) únicos em estrutura e função. Se olharmos mais de 
longe, a regulação gênica também pode nos ajudar a explicar algumas das diferenças na 
forma e função entre diferentes espécies com sequências genéticas relativamente parecidas. 
Por exemplo, humanos e chimpanzés têm genomas que são 98.8\%98.8%98, point, 
8, percent idênticos quanto ao DNA. As sequências codificadoras de proteínas de alguns 
genes são diferentes em humanos e chimpanzés, contribuindo para as diferenças entre as 
espécies. Contudo, pesquisadores também pensam que mudanças na regulação gênica 
desempenham um grande papel para fazer os humanos e chimpanzés diferentes um do 
outro. Por exemplo, algumas regiões de DNA que estão presentes no genoma do chimpanzé, 
mas ausentes no genoma humano contêm sequências conhecidas de regulação gênica que 
controlam quando, onde ou quão fortemente um gene é expresso. 
28 
 
5. ASPECTOS MOLECULARES DO CICLO CELULAR 
 
O ciclo celular, ou o ciclo de divisão celular, representa a série de eventos que 
ocorrem numa célula levando à sua divisão e duplicação (replicação), que produz duas 
células filhas. 
Em células sem um núcleo (procariota), o ciclo de célula ocorre através de um 
processo designado por fissão binária. 
Nas células com um núcleo (eucariotas), o ciclo celular pode ser dividido em três 
períodos: interfase – durante a qual a célula cresce, acumulando nutrientes necessários 
para a mitose prepará-la para a divisão celular e duplicando o seu ADN e a fase mitótica 
(M), durante o qual a célula divide-se em duas células distintas, muitas vezes chamados de 
“células-filhas” e a fase final, citocinese, onde a nova célula está completamente dividido. 
O ciclo de divisão celular é um processo fundamental através do qual uma única 
célula de ovo fertilizado desenvolve-se num organismo maduro, bem como o processo pelo 
qual os cabelos, a pele, as células do sangue, e alguns órgãos internos são renovados. 
As células se reproduzem pela duplicação de seus conteúdos e, então, dividem-se 
em duas. Este ciclo de divisão celular é a maneira fundamental pela qual todos os seres 
vivos são reproduzidos. 
Uma célula em crescimento passa por um ciclo celular que compreende 
essencialmente em dois períodos: a interfase e a divisão. Por muitos anos, os citologistas 
preocuparam-se primordialmente com o período de divisão, durante o qual profundas 
alterações cromossômicas eram vistas ao microscópio óptico, enquanto a interfase era 
considerada com uma fase de “repouso”. Observou-se, entretanto, que as células passam 
a maior parte de sua vida em interfase, que é um período de atividade biossintética intensa, 
durante o qual a célula dobra de tamanho e duplica o seu complemento cromossômico. 
A divisão celular é somente a fase final e microscopicamente visível de uma 
alteração básica que ocorreu ao nível molecular durante a interfase.29 
 
 
Ciclo Celular 
 
ESTÁGIOS DA INTERFASE 
A síntese do DNA ocorre somente em um período estrito da interfase, denominado 
S ou sintético, que é procedido e seguido por dois intervalos (GAPS) ou períodos de 
interfase (G1 e G2) onde não ocorre síntese de DNA. 
Esta observação levou alguns cientistas dividir o ciclo celular em quatro intervalos 
sucessivos: 
G1- é o período que transcorre entre o final da mitose e o início da 
síntese do DNA S – é o período de síntese do DNA G2 – é o intervalo 
entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Durante o período 
G2 a célula possui o dobro (4C) da quantidade de DNA presente na 
célula diplóide original (2C) MITOSE – é a divisão celular, depois da 
mitose as células filhas entram novamente no período G1 e possui o 
conteúdo de DNA equivalente a 2C A duração do ciclo celular varia 
consideravelmente de um tipo celular a outro. Para uma célula de 
mamífero crescendo em cultura com um tempo de geração de 16 
horas, o tempo dos diferentes períodos seria: G1 = 5 horas S = 7 horas 
G2 = 3 horas MITOSE = 1 horas. 
A duração do ciclo celular varia consideravelmente de um tipo celular a outro. 
Para uma célula de mamífero crescendo em cultura com um tempo de geração de 
16 horas, o tempo dos diferentes períodos seria: 
G1 = 5 horas S = 7 horas G2 = 3 horas MITOSE = 1 hora 
Geralmente, os períodos S, G2 e mitótico são relativamente constante nas diversas 
células de um mesmo organismo. O período G1 é o mais variável. 
30 
 
Dependendo da condição fisiológica das células, pode durar dias, meses e até anos. 
Os tecidos que normalmente não se dividem (como nervoso ou músculo esquelético), ou 
que raramente se dividem (como os linfócitos circulantes), possuem a mesma quantidade 
de DNA presente do período G1. 
Pode-se saber em que fase do ciclo a célula se encontra pela medida de seu 
conteúdo de DNA, o qual duplica durante a fase S. 
 
 
Ciclo Celular 
Em condições que favoreçam o crescimento o conteúdo total de proteína de uma 
célula típica aumenta mais ou menos continuamente durante o ciclo. Da mesma maneira, a 
síntese de RNA continua em uma velocidade constante, exceto durante a fase M, quando 
os cromossomos estão muito condensados para permitir a transcrição. A produção de 
algumas proteínas-chave é acionada a uma alta velocidade em um estágio específico do 
ciclo, como por exemplo as histonas que são requeridas para formação de uma nova 
cromatina e são fabricadas em grande quantidade somente na fase S e o mesmo acontece 
para algumas das enzimas que participam da produção de desoxirribonucleotídeos e 
replicação de DNA. 
O sistema de controle do ciclo celular é um dispositivo bioquímico que opera 
ciclicamente, construído a partir de uma série de proteínas que interagem entre si e que 
induzem e coordenam os processos dependentes essenciais responsáveis pela duplicação 
e divisão dos conteúdos celulares. 
No coração desse sistema está uma série de complexos de proteínas formados por 
dois tipos básicos de compomentes: subunidade de proteínoquinase (chamadas proteínas 
Cdk) e proteínas ativantes (chamadas ciclinas). NO mínimo dois destes complexos protéicos 
regulam o ciclo celular normal, um no ponto de controle G1, e se situa antes do início da 
fase S, e o outro em G2 antes do início da fase M. Estes complexos de proteínas exercem 
seu controle através de sua atividade quinásica, pela ativação e desativação das quinases 
em pontos estratégicos do ciclo. 
31 
 
Ciclo Celular – Célula 
Toda célula se origina da divisão de uma célula preexistente. Nos 
eucariontes, o processo de gênese de novas células obedece um 
padrão cíclico Começa com um crescimento celular devido ao 
aumento quantitativo das moléculas e organelas que a célula possui O 
ciclo celular serve tanto para manter a vida (pluricelulares) como para 
gerar vida (unicelulares) A Mitose ocorre nas células somáticas dos 
pluricelulares Resulta em duas células geneticamente idênticas com o 
mesmo número de cromossomos da célula original – Células diplóides 
( 2 n) 
O ciclo celular consiste em duas grandes etapas: 
INTERFASE: compreendida entre duas divisões sucessivas, na qual a célula cresce 
e se prepara para nova divisão CARIOCINESE (MITOSE): a divisão propriamente dita. 
 
 
 
Fases do Ciclo Célula 
p align=”left”>Fases da Interfase: Período G1: intervalo de tempo que 
transcorre desde o fim da mitose até o início da fase S; Período S: 
ocorre a duplicação do DNA (Síntese); Período G2: intervalo entre o 
32 
 
término da fase S e a próxima mitose; Período M: MITOSE. 
Ciclo Celular – Divisão Celular 
Em organismos unicelulares, a célula cresce ao absorver substâncias do meio e 
utilizando esses materiais na síntese de compostos celulares. Quando essas células 
atingem um dado tamanho dividem-se, obtendo-se duas células filhas com metade do 
tamanho, que crescerão e assim sucessivamente. 
Em organismos multicelulares, pelo contrário, a divisão celular e o aumento do 
volume celular são o meio pelo qual o organismo cresce. Em todos os casos as células filhas 
são geneticamente iguais á célula progenitora. 
A divisão celular consiste em dois processos sobrepostos ou consecutivos: mitose 
e citocinese. a mitose origina dois núcleos geneticamente idênticos, enquanto a citocinese 
separa o citoplasma, colocando os núcleos filhos em células separadas. 
As células que se dividem ativamente passam por uma sequência definida de 
acontecimentos, que se designa ciclo celular. Dependendo do tipo de célula, o ciclo 
requererá tempos diferentes. Fatores externos, como a temperatura ou a disponibilidade de 
nutrientes também afetam a duração do ciclo e respectivas etapas. 
O ciclo celular divide-se em interfase e mitose (ocupando geralmente entre 5 e 10% 
do ciclo). 
A interfase, ou seja, a fase entre duas divisões mitóticas, já foi considerada a fase 
de repouso da célula mas tal não é, de todo, verdade. 
Esta parte do ciclo pode ser subdividida em três partes: 
Fase G1 – a designação desta etapa deriva de gap = intervalo, e decorre 
imediatamente após a mitose. É um período de intensa atividade bioquímica, no qual a 
célula cresce em volume e o número de organitos aumenta. Para que a célula passe para a 
fase seguinte do ciclo é necessário que atinja um ponto crítico designado ponto de restrição 
ou start, momento em que se dão mudanças internas; Fase S – esta é a fase de síntese (S) 
de DNA e, aparentemente, requer um sinal citoplasmático para que se inicie. Cada 
cromossoma é duplicado longitudinalmente, passando a ser formado por dois cromatídeos. 
Nesta etapa numerosas proteínas (histonas, por exemplo) são igualmente sintetizadas; 
Fase G2 – esta fase conduz diretamente a mitose e permite formar estruturas com ela 
diretamente relacionadas, como as fibras do fuso acromático. 
Ciclo Celular – Divisão Celular 
33 
 
Quando na presença de estímulos adequados as células podem se multiplicar 
através de repetidos ciclos de proliferação e divisão celular, que em função dessa natureza 
cíclica, esse ciclo de vida das células proliferantes foi denominado CICLO CELULAR. 
Ciclo Celular 
O ciclo celular compreende o conjunto de transformações pelas quais a célula passa 
desde a sua formação até sua divisão ou morte 
Interfase 
 
 
Interfase 
Nesta fase, por microscopia, não visualizamos modificações tanto no citoplasma 
quanto no núcleo. As células, porém, estão em franca atividade, sintetizando os 
componentes que irão constituir as células filhas. O tempo de duração desta fase varia de 
célula para célula. 
É composta pela sucessão de três fases: 
G1 = Intervalo de tempo entre o final da mitose e o início da fase S 
S = Fase de Síntese de DNA 
34 
 
G2 = Intervalo de tempo entre o final da fase S e o início da mitose O tempo de 
duração da fase G1 é o principal fator para determinar o tempo da interfase. 
“G de gap = intervalo” 
É um intervalo de tempo entre o final da mitose eo início da fase S. 
A duração deste intervalo varia de acordo com o tipo celular: – Células embrionárias 
= G1 é praticamente inexistente – Células diferenciadas = G1 é variável. 
As células quiescentes, isto é, células que não estão se dividindo, estão num estado 
especial de G1 que chamamos de G0. Existem três pontos críticos que servem como 
marcadores desta fase G1, que são denominados de pontos críticos de Competência (C), 
Entrada (V) e Progressão (R). 
Fase S (síntese de DNA) 
Nesta fase ocorre a replicação do DNA. O tempo de duração é de, em média, 8 
horas. O núcleo é induzido a entrar na fase S por sinais citoplasmáticos ou seja, o citoplasma 
induz o núcleo a replicar o seu DNA. Após a fase S, a célula passa por um segundo intervalo 
de tempo que é considerado a terceira fase da interfase, que chamamos de fase G2 
Fases da Interfase 
Fase G2 
“G de gap = intervalo” É o segundo intervalo de tempo da interfase. Um núcleo que 
completa a fase S e entra na fase G2 condensa seus cromossomos e segue para a mitose. 
É um período de preparação para produção de fatores cruciais que disparam a Mitose. 
Ciclo Celular – Mecanismo 
O ciclo celular, nas células somáticas, é o processo pelo qual uma célula duplica 
seu material genético e o distribui igualmente para duas células-filhas. 
Consiste em uma série de eventos preparatórios para a divisão celular, bem como 
a divisão celular. 
É um conjunto de mecanismos, que interagem entre si, responsáveis pelo 
crescimento e desenvolvimento normais de qualquer organismo. Através de mecanismos de 
regulação associados, a célula é encaminhada à progressão no ciclo, crescimento e 
multiplicação; à diferenciação celular ou a uma condição de latência. 
Ocorrendo falhas nesses mecanismos regulatórios, a célula pode ser direcionada à 
apoptose (morte celular programada) ou ao desenvolvimento tumoral. 
35 
 
O ciclo é um processo contínuo dividido em 2 fases principais: INTÉRFASE e 
MITOSE. 
A interfase é sempre a fase mais demorada (90% a 95% do tempo total gasto por 
uma célula durante o seu ciclo). 
A interfase é uma fase de atividade biossintetica intensa, e pode ser subdividida em: 
G1, S e G2. 
Nas células humanas com divisão típica, as três fases levam um total de 16 a 24 
horas, enquanto a mitose dura apenas 1 a 2 horas. Entretanto, há uma grande variação na 
duração do ciclo celular, que vai desde algumas horas nas células com divisão rápida (como 
as da derme e mucosa intestinal) até meses em outros tipos de células. De fato, alguns tipos 
de células, tais como os neurônios e as hemácias, não se dividem, pois são totalmente 
diferenciadas. Sendo assim, essas células ficam permanentemente paradas durante G1 em 
uma fase conhecida como G0. Outras, tais como as células hepáticas, podem entrar em G0, 
mas após um dano ao órgão, eventualmente voltam a G1 e continuam o ciclo celular. 
Os sinais químicos que controlam o ciclo provem de fora e de dentro da célula. Os 
sinais externos são os hormônios e os fatores de crescimento. 
Os sinais internos são proteínas de 2 tipos: as ciclinas e as cinases (CDKs) 
Fase G1 
Este período se caracteriza por uma intensa síntese de RNA e proteínas, ocorrendo 
um marcante aumento do citoplasma da célula – filha recém-formada. É nesta fase que se 
refaz o citoplasma, dividido durante a mitose. No período G1 a cromatina esta esticada e 
não distinguível como cromossomos individualizados ao MO. Este é o estágio mais variável 
em termos de tempo. Pode durar horas, meses ou anos. 
Inicia com um estímulo de crescimento e posterior síntese de ciclinas que vão se 
ligar aos CDKs. Esse complexo vai fosforilar um outro complexo, o pRb/E2F. 
Inicialmente, a proteína pRb encontra-se ligada ao fator E2F, na forma inativa. 
Quando é fosforilada pelos complexos ciclina/Cdk, libera o fator E2F. Este vai ativar a 
transcrição de vários genes cujos produtos são necessários para que a célula progrida para 
a fase S. A proteína pRb, então, não fosforilada permanece ligada ao E2F, não permitindo 
a progressão da célula no ciclo celular. Já quando fosforilada, estimula a progressão do ciclo 
para a fase S. 
Os inibidores de ciclina/Cdk (CKIs) p21 e p53 podem interferir na fosforilação do 
36 
 
pRb, interferindo na progressão do ciclo. Muitos casos de neoplasias malignas estão 
comprovadamente associados a mutações no gene que codifica a pRb. A proteína pode 
ficar permanentemente ativa, estimulando a célula a continuar a se dividir. 
Esquema: 
Fase S 
Este é o período de síntese. Inicialmente a célula aumenta a quantidade de DNA 
polimerase e RNA e duplica seu DNA. Os mecanismos envolvidos na progressão da célula 
ao longo da fase S e desta para G2 permanecem um tanto obscuros. apesar disso, sabe-se 
que o complexo ciclinaA/Cdk2 mostra importante função imediatamente antes da síntese de 
DNA, fosforilando proteínas específicas envolvidas na origem de replicação do DNA. 
Um outro componente é o complexo mitótico ciclinaB/cdc2 ou Fator Promotor da 
Mitose (MPF). Ele protege a célula de uma segunda divisão no DNA até que ela entre na 
mitose. 
Fase G2 
O período G2 representa um tempo adicional para o crescimento celular, de maneira 
que a célula possa assegurar uma completa replicação do DNA antes da mitose. Neste 
período ocorre uma discreta síntese de RNA e proteínas essenciais para o início da mitose. 
É considerado o segundo período de crescimento. 
Nesta fase, inicia-se a condensação da cromatina para que a célula possa progredir 
para a mitose. 
Há também checkpoints nesta fase, exercidos principalmente pelo complexo 
ciclinaB/cdc2 ou MPF. Ele permanece inativo durante quase toda a fase G2, sofrendo 
fosforilações e desfosforilações até que uma fosfatase específica remove alguns fosfatos, o 
complexo é então ativado e a célula é encaminhada à mitose. 
CONTROLE DO CICLO CELULAR 
O ciclo celular é regulado pela interação de proteínas. O ciclo celular em organismos 
multicelulares, é controlado por proteínas altamente específicas, denominadas de fatores de 
crescimento. Os fatores de crescimento regulam a proliferação celular através de uma rede 
complexa de cascatas bioquímicas que por sua vez regulam a transcrição gênica e a 
montagem e desmontagem de um sistema de controle. São conhecidas cerca de 50 
37 
 
proteínas que atuam como fatores de crescimento, liberados por vários tipos celulares. Para 
cada tipo de fator de crescimento, há um receptor específico, os quais algumas células 
expressam na sua superfície e outras não. 
Os fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células 
alvo. A formação do complexo receptor – ligante, dispara a produção de moléculas de 
sinalização intracelular. Essas moléculas são responsáveis pela ativação de uma cascata 
de fosforilação intracelular, que induz a expressão de genes. 
O produto da expressão destes genes são os componentes essenciais do Sistema 
de Controle do Ciclo celular, que é composto principalmente por duas famílias de proteínas: 
Cdks (cinases dependentes de ciclina): 
Fosforilam proteínas-alvo. Expressas durante todo o ciclo, inativas. Ativas quando 
ligadas às ciclinas 
Ciclinas: 
Ligam a CdK e controlam a fosforilação de proteínas alvo Sintetizadas em fases 
específicas destruídas após exercerem sua função. 
O ciclo de montagem, ativação e desmontagem do complexo ciclina-CdK são os 
eventos bases que dirigem o ciclo celular. O ciclo é regulado para parar em pontos 
específicos. Nesses pontos de parada são realizados reparo. 
São reconhecidos dois pontos de Check point: 
Em G1 antes da célula entrar na fase S Em G2 antes da célula entrar em mitose. 
Controladores negativos: 
CKIs (Inibidores de Cdk): são proteínas que interagem com Cdks ou complexos 
ciclina-Cdk, bloqueando sua atividade de cinase. Complexo ubiquitina de degredação de 
proteína: degrada ciclinas e outras proteínas para promover a progressão do ciclo celular. 
CheckpointG1-S 
O principal controlador é a proteína p53 (produto do gene Tp53). O p53 atua 
ativando a transcrição do gene que codifica a CKI p21. A p21, com sua produção 
aumentada, vai bloquear a atividade de cinase do complexo ciclina/Cdk e este não vai 
fosforilar pRb, que não vai liberar o fator E2F e o ciclo vai parar. Esta interrupção no ciclo 
vai permitir que o dano no DNA seja corrigido e a célula continue sua divisão, ou que a célula 
seja encaminhada à apoptose caso o dano seja deletério não sujeito a correções. 
P53 Ciclo Celular Transcrição do gene da CKI p21 Ciclo Celular bloqueio do 
38 
 
complexo que fosforila pRb Ciclo Celular pára a progressão do ciclo Ciclo Celular reparo do 
DNA ou morte celular programada 
A p53 é frequentemente alvo para mutações em um grande número de patologias. 
A perda de expressão da p53 determina aumento da proliferação celular. 
Um outro controlador que atua ao término de G1 é a CKI p27, que vai bloquear a 
atividade de cinase do complexo ciclinaE/Cdk2, causando também uma parada no ciclo 
celular. 
Checkpoint G2-M 
No período G2 as ciclinas mitóticas ligam-se a proteínas CdK formando um 
complexo denominado de MPF que é ativado por enzimas e desencadeiam eventos que 
levam a célula a entrar em mitose. O complexo é desfeito pela degradação da ciclina mitótica 
quando a célula está entre a metáfase e anáfase induzindo a célula a sair da mitose. 
Todas essas estruturas proteicas envolvidas no Controle do Ciclo Celular são 
codificadas por genes específicos. Qualquer alteração nesses genes (mutações) pode 
resultar em proteínas alteradas, causando problemas neste processo de estímulo à célula. 
Uma das consequências possíveis é o desenvolvimento de algumas neoplasias humanas 
bem relacionadas a mutações em genes específicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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