Aula 06 - Biologia Celular

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NEAD – Núcleo de Educação a Distância 
ROTAS DE APRENDIZAGEM 
Biologia Celular | Compartimentalização: Endossomos, Peroxissomos e Mitocôndria | Aula 06 
Onde Chegar 
• Entender todo o funcionamento e relação entre as organelas celulares. 
• Compreender as rotas de transporte vesicular. 
• Saber identificar as organelas membranosas 
O que Aprender 
• Conhecer as demais organelas membranosas: endossomo, peroxissomos e 
mitocôndria. 
• Existe um tráfego celular por meio de rotas de transporte vesicular. 
• Importância e característica da mitocôndria 
 
Desenvolvimento 
AULA 
06 
Compartimentalização: Endossomos, 
Peroxissomos e Mitocôndria. 
 
Biologia Celular 
 
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Seguimos no caminho de descobrir outras organelas alem das estudadas na aula 
anterior (Retículo Endoplasmático, Complexo de Golgi e Lisossomos). 
Nesta descobriremos os endossomos, peroxissomos e a importância da mitocôndria, 
além do cloroplasto. 
Os endossomos são pequenas vesículas encontradas entre a membrana plasmática e o 
complexo de Golgi, que transporta material proveniente da endocitose. 
Pouco após sua formação, as vesículas de endocitose, que podem conter até mil 
receptores de vários tipos com seus respectivos ligantes, perdem rapidamente seu 
revestimento proteico e fundem-se à membrana de compartimentos membranosos 
bem maiores, denominados de endossomos iniciais ou primários. 
Estas estruturas são formadas por porções vesiculares e porções tubulares, cujo interior 
é ligeiramente acidificado graças à existência de um sistema mediado ativo de 
transporte de prótons (H+) associado à membrana endossômica. Esta baixa de pH no 
interior do endossomo inicial faz com que seja diminuída consideravelmente a 
afinidade de muitos ligantes por seus receptores. Com isso, os ligantes são liberados da 
membrana, ficando livres no interior do endossomo. 
Os receptores, por sua vez, podem sofrer uma agregação num setor tubular da 
membrana endossômica, que se destaca, para voltar a se fundir com a membrana 
plasmática. Assim, vários receptores podem ser reciclados para serem reutilizados. 
O passo seguinte nesta rota endocítica é o deslocamento do endossomo inicial mais 
para o interior da célula, tornando-se um endossomo tardio. 
O material endocitado é transportado para o endossomo inicial. O endossomo inicial 
pode sofrer maturação ou alternativamente, formar vesículas de transporte que se 
fundem ao endossomo tardio. Esta organela, que recebe enzimas hidrolíticas vindas do 
complexo de Golgi, funde-se momentaneamente ao lisossomo, formando uma organela 
híbrida temporária, o endolisossomo. Após separação, o material endocitado é 
finalmente e completamente digerido nos lisossomos (slide 3). 
 
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Os peroxissomos são organelas membranosas presentes no citoplasma das células 
vegetais e animais, formando vesículas arredondadas que contêm alguns tipos de 
enzimas digestivas, cuja função está relacionada ao armazenamento de enzimas que 
catalisam o peróxido de hidrogênio (água oxigenada - H2O2), substância tóxica que 
necessita ser degradada. Dessa forma, a enzima catalase reage com o peróxido de 
hidrogênio produzindo água (H2O) e oxigênio (O2). 
Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles. 
Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente 
quanto ao tipo de enzimas que possuem. 
Nos vertebrados, os peroxissomo são numerosos principalmente nas células de órgãos 
como os rins e fígado, ocupam cerca de 2% do volume celular hepático. Nesses órgãos, 
realiza a desintoxicação do organismo, oxidando substâncias absorvidas do sangue. 
 
Problemas decorrentes da ausência dessa organela ou síntese anômala correlacionada 
à disfunção genética podem causar doenças metabólicas crônicas envolvendo diversos 
órgãos e sistemas orgânicos, doença congênita interligada aos rins, ossos, fígado, 
cérebro e glândula adrenal, alterando todo o funcionamento corpóreo. 
 
Os peroxissomos também estão envolvidos na produção de ácidos biliares sintetizados 
no fígado. Nos vegetais são importantes reguladores do processo germinativo, 
convertendo os lipídios armazenados nas sementes em açúcares. 
Olhando pelo aspecto geral das rotas de transporte celular, o caminho de todas as 
proteínas de uma célula eucariótica começa no citosol (exceto umas poucas proteínas 
fabricadas nas mitocôndrias e cloroplastos). Assim que uma proteína é produzida, ela 
segue passo a passo o caminho a que está destinada. A cada passo, a proteína é 
checada em busca de marcadores moleculares, para ver se ela precisa ser redirecionada 
para um caminho ou destino diferente. 
 
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As proteínas são entregues no RE se tiverem uma sequência de aminoácidos chamada 
de peptídeo sinal. Em geral as proteínas destinadas às organelas, tais como o RE, 
aparelho de Golgi e lisossomo, ou ao exterior da célula, entram no RE nesta etapa. 
Em resumo, podemos dizer que para garantir que as proteínas cheguem aos destinos 
certos, às células possuem vários sistemas de entrega. Nesses sistemas, rótulos ou 
identificadores moleculares (sequências de aminoácidos) são utilizados para endereçar 
as proteínas para entrega nos locais específicos. 
Antes de irmos diretamente para a mitocôndria, devemos entender alguns detalhes 
desta organela presente na célula animal e vegetal. 
Elas são autoindependentes, pois podem replicar-se ou multiplicar-se dentro das 
células por si mesmas, já que possuem seu próprio material genético. O DNA 
mitocondrial corresponde de 1% a 2% do DNA total das células, isso corresponde a 37 
genes. O DNA mitocondrial é herdado apenas da mãe. 
Quanto ao aspecto geral de uma mitocôndria podemos dizer que, são dotadas de duas 
membranas, uma externa lisa e uma interna cheia de pregas, denominadas cristas. 
Entre as membranas existe um pequeno espaço, chamado de espaço intermembranoso 
e o seu interior é preenchido por uma matriz mitocondrial. Vamos olhar em detalhes 
estas estruturas que compõem a mitocôndria. 
A membrana mitocondrial externa envolve a organela por inteiro e contém grande 
número de porinas (proteína integral que forma canais) e assim, permite a difusão livre 
de pequenas moléculas, em média de até 5.000 Daltons ou menos. Ja proteínas 
maiores são importadas pelas translocases (proteína que auxilia a mover outra 
molécula). 
A membrana externa da mitocôndria é importante para a transferência de lipídeos e 
sinalização de Ca2+. E o rompimento dessa membrana faz com que as proteínas contidas 
no espaço intermembrana “vazem” para o citosol, levando à morte celular. 
O espaço intermembrana, é o espaço localizado entre a membrana externa e interna, 
possui concentração de pequenas moléculas sendo a mesma do citosol. 
 
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O citocromo C está presente no espaço intermembrana, é uma hemeproteina 
intramitocondrial, que tem como papel principal o transporte de elétrons na cadeia 
respiratória, especificamente entre os complexos III e IV. 
As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às 
demais membranas celulares. Enquanto que a membrana externa é lisa e a membrana 
interna possui inúmeras pregas, chamadas crista mitocondrial. 
A membrana interna da mitocôndria contém proteínas com diferentes funções: a 
proteina redox a qual é responsávelpela fosforilação oxidative, a ATP sintase que gera 
ATP, proteínas que trabalham no transporte de metabolites, outras envolvidas na 
maquinária de importação e fusão mitocondrial. 
A membrana interna contém aproximadamente 151 proteínas, é rica em cardiolipina 
(lipídeo raro), esta membrana não contém porinas. E é altamente impermeável a todas 
as moléculas. Do mesmo modo que na membrana externa, a importação de proteínas é 
feita por translocases. A membrana mitocondrial interna é compartimentalizada em 
várias cristas. 
A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz 
mitocondrial, onde estão presentes diversas enzimas, além de DNA, RNA e pequenos 
ribossomos e substâncias necessárias à fabricação de determinadas proteínas. 
Na região da matriz, o ATP é produzido e contém 2/3 das proteínas mitocondriais. 
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da energia que a 
célula precisa para manter as suas funções vitais. 
São organelas que convertem a glicose (carboidratos) e lipídeos (gorduras) em energia. 
Elas são verdadeiras “casas de força” das células, pois produzem energia para todas as 
atividades celulares, essa é apenas uma de suas funções dentre várias outras. 
 
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O número de mitocôndrias varia entre as células, sendo proporcional à atividade 
metabólica, que é a quantidade de energia que cada célula consome. Por exemplo, os 
músculos despendem mais energia que as células do pulmão, então as células 
musculares possuem mais mitocôndria do que as células do pulmão. As mitocôndrias 
interagem com o núcleo da célula para garantir seu funcionando saudável. 
Essas organelas são especiais porque têm seus próprios ribossomos e DNA flutuando na 
matriz. Existem também estruturas chamadas grânulos que podem controlar as 
concentrações de íons 
As mitocôndrias conseguem produzir ATP (adenosina trifosfato), uma forma de energia 
resultante de reações químicas, para isso é necessário o oxigênio. Nesse processo, as 
substâncias orgânicas são transformadas em metabólitos a serem excretados do 
organismo, como o dióxido de carbono e a ureia. 
A respiração celular é uma reação de quebra de moléculas energéticas (como a glicose, 
açúcar presente em vários alimentos) para liberar energia presente nas suas ligações 
químicas e transferindo para a moeda energética da célula, o ATP. 
A respiração celular é um processo bioquímico essencial aos organismos aeróbicos. 
Através dela quebramos nutrientes e liberamos a energia contida neles. 
A respiração celular, ou respiração aeróbica, é uma reação de combustão onde as 
ligações de cadeias carbônicas são quebradas e os átomos de carbono e hidrogênio 
resultantes liga-se a átomos de oxigênio formando moléculas de água e gás carbônico. 
Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina trifosfato), que é 
utilizada como fonte direta de energia pela célula, como dito anteriormente. 
Por envolver uma série de reações químicas, a respiração celular é um processo que 
dividimos em três etapas: a glicólise, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa (cadeia 
respiratória). 
A respiração celular consiste em oxidações sucessivas por meio 
da desidrogenação e descarboxilação da molécula de glicose. É um processo em que 
https://blogdoenem.com.br/biologia-atp-energia/
 
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moléculas orgânicas são oxidadas e ocorre a produção de ATP usada pelos seres vivos 
para suprir suas necessidades energéticas (slide 18). 
As mitocôndrias possuem o seu próprio DNA, que é distinto do DNA nuclear. Nos seres 
humanos este DNA mitocondrial é circular e de fita dupla. Não 37 genes que codificam 
13 proteínas da cadeia respiratória, 22 tRNAs, 2 rRNAs e 13 mRNAs. Apesar da presença 
do DNA mitocondrial, a organela realiza funções dirigidas pelo DNA nuclear, como 
replicação, transcrição, tradução e replicação. E é também através de alguns genes 
nucleares que a mitocôndria se divide e se prolifera durante o seu desenvolvimento. A 
herança do DNA mitocondrial é materna, pois as mitocôndrias dos espermatozóides se 
localizam na cauda e durante a fecundação, a cauda do espermatozóide não penetra no 
óvulo, e as mitocôndrias contidas na sua cauda também não entram. Sendo assim, 
quando é formado o embrião ele só contém mitocôndrias do ovócito. Portanto a 
herança do DNA mitocondrial e das mutações ocorrentes nele é materna. 
Os cloroplastos são organelas presentes apenas em células vegetais. São as organelas 
que conferem coloração verde às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de clorofila, 
um pigmento verde, responsável pela realização da fotossíntese, processo responsável 
pela produção de energia e de substâncias orgânicas. Os cloroplastos fazem parte de 
um grupo de organelas chamadas de plastídios. 
 
Vá mais Longe 
Capítulo Norteador: 
Capítulo 4 - Papel das Mitocôndrias na Transformação e no Armazenamento de 
Energia. 
 
Capítulo 10- Organelas Envolvidas na Síntese e na Degradação de Macromoléculas. 
Biologia Celular e Molecular. 9 edição, 2012. Junqueira e Carneiro. 
 
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-
carneiro 
 
Você pode complementar sua leitura utilizando outro capítulo de livro: 
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-carneiro
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-carneiro
 
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Capítulo 3- Citoesqueleto e Citoplasma. Fundamentos da Biologia Molecular e Celular. 
Clarice Foster Cordeiro. Curitiba: InterSaberes, 2020. 
Disponível em https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/185146 
 
Agora é sua Vez! 
Interação 
Um ponto muito importante desta aula é a mitocôndria. Relate os principais motivos 
que faz esta organela ser considerada autoindependende e verdadeiras “casas de 
forças” das células. 
 
Questão para Simulado 
As mitocôndrias, organelas celulares relacionadas com a produção de energia (ATP), 
estão presentes em? E qual organela presente em vegetais e algas corresponde à 
alternativa correta, respectivamente: 
a) células animais e vegetais / cloroplastos. 
b) eucariotos e procariotos / plastídios 
c) células animais apenas / cloroplastos. 
d) células vegetais apenas / leucoplastos. 
e) procariotos / cromoplastos 
 
Resposta: Letra A 
 
Comentário: 
A célula vegetal é eucariótica e assim como a célula animal, é constituída por uma 
membrana plasmática, um citoplasma e um núcleo. Esses dois tipos de célula também 
apresentam algumas organelas em comum, como a mitocôndria, retículo 
endoplasmático, ribossomos, complexo de Golgi e peroxissomos. 
O Cloroplasto é uma organela presente nas células das plantas (vegetais) e outros 
organismos fotossintetizadores, como as algas. 
 
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/185146
 
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Organize-se: 6 horas semanais – mínimos sugeridos para autoestudo 
 
REFERÊNCIA 
 
Biologia Celular e Molecular. 9 edição, 2012. Junqueira e Carneiro. 
 
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-
carneiro 
 
Fundamentos da Biologia Molecular e Celular. Clarice Foster Cordeiro. Curitiba: 
InterSaberes, 2020. 
Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/185146 
 
IRES, Carlos Eduardo de Barros Moreira; ALMEIDA, Lara Mendes de.Biologia celular: 
estrutura e organização molecular. São Paulo: Érica, 2014. Livro digital. (1 recurso 
online). ISBN 9788536520803. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9788536520803. 
CARVALHO, Hernandes F.; RECCO-PIMENTEL, Shirlei Maria. A célula. 4. ed. São Paulo: 
Manole, 2019. Livro digital. (1 recurso online). ISBN 9786555762396. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9786555762396. 
 
Biologia Molecular da Célula. Alberts, B.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K. & Watson, J. D. 
Ed. ARTMED, 5a ed., 2010. 
 
 
 
 
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-carneiro
https://pt.slideshare.net/driz/biologia-celular-e-molecular-9-ed-junqueira-amp-carneiro
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/185146
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/books/9786555762396