Células, sua composição química e membranas celulares

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Células, sua composição química e membranas celulares
Prof. Daniel Motta da Silva
Descrição
Os tipos celulares e a composição química da célula. A ultraestrutura, as
funções e especializações da membrana plasmática, bem como o
transporte transmembrana e a sinalização celular.
Propósito
Conhecer os tipos celulares procarionte e eucarionte e os componentes
inorgânicos e orgânicos da célula, assim como a ultraestrutura e as
funções da membrana plasmática, suas especializações e os
mecanismos que possibilitam o transporte de substâncias e a
sinalização celular.
Objetivos
Módulo 1
Células procariontes e eucariontes
Diferenciar células procariontes e eucariontes e suas principais
estruturas.
Módulo 2
Componentes inorgânicos e orgânicos da
célula
Distinguir os principais componentes inorgânicos e orgânicos da
célula.
Módulo 3
Características, funções e especializações da
membrana plasmática
Descrever a estrutura, as funções e as especializações da membrana
plasmática.
Módulo 4
Transporte transmembrana e sinalização
celular
Reconhecer os mecanismos de transporte transmembrana e
sinalização celular.
Introdução
A célula é a unidade básica de qualquer ser vivo do planeta.
Entender sua estrutura, seus componentes, suas especializações
e as diversas funções que ela desempenha no organismo vivo é
fundamental para o profissional da área de saúde.
Neste conteúdo, vamos conhecer os diferentes tipos celulares
(procarionte e eucarionte) e a composição química da célula, que
inclui os componentes inorgânicos (como a água e os minerais) e
orgânicos (como os ácidos nucleicos, carboidratos, lipídeos e
proteínas). A partir dessa abordagem geral, focaremos as
membranas celulares, especialmente a membrana plasmática –
barreira de permeabilidade seletiva que delimita cada célula de
um ser vivo.
Estudaremos, desse modo, a ultraestrutura, as funções (como o
transporte de substâncias, o reconhecimento celular e a adesão
celular) e as especializações (como microvilosidades, cílios,
flagelos, desmossomos e outros) da membrana plasmática.
Compreenderemos ainda a importância dela como barreira
limitante e de comunicação entre o meio externo e o intracelular,
permitindo o transporte e a sinalização transmembrana por meio

de uma diversidade de mecanismos necessários para que a vida
na Terra seja sustentada.
1 - Células procariontes e eucariontes
Ao �nal deste módulo, você será capaz de diferenciar células procariontes e eucariontes e
suas principais estruturas.
Tipos celulares e células procariontes
Os tipos celulares
Todos os seres vivos são constituídos por células. Elas são o centro dos
processos fundamentais à vida, entendendo-se aqui a expressão e
transmissão de características hereditárias e as reações químicas
metabólicas. Todas as células são formadas a partir de outra
preexistente.
Esses três pressupostos são a base da Teoria Celular, proposta por
Mathias Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882).
Matthias Jakob Schleiden (1804-1881).
Theodor Schwann (1810-1882).
As células carregam as informações genéticas, o DNA, que vão
determinar como elas serão individualmente e como componentes de
uma espécie. Tais informações genéticas são passadas entre as
gerações por meio dos processos de divisão celular e reprodução, os
quais são realizados por todos os seres vivos.
O DNA faz parte da estrutura da célula e está organizado em cromossomos no interior do núcleo.
As células podem apresentar estruturas, formas e tamanhos muito
diversos entre todos os organismos vivos. Tal diversidade das
características das células está relacionada às moléculas que as
compõem.
Entretanto, é preciso considerar que as diferentes formas encontradas
nas células dos organismos pluricelulares tendem a ser estáveis ou
fixas em condições normais, podendo variar conforme fatores adversos.
Exemplo
Os eritrócitos humanos (células do sangue) variam de forma em
indivíduos portadores de anemia falciforme. O tamanho das células
pode variar de poucos micrômetros de diâmetro ou comprimento, como
ocorre na maioria dos organismos, a alguns centímetros, como na alga
Acetabularia, ou chegar a um metro de comprimento, como se verifica
em algumas fibras nervosas humanas.
Apesar de toda essa diversidade, encontramos dois tipos básicos de
células em todos os organismos vivos que conhecemos: as células
procariontes e as células eucariontes. Essa classificação tem relação
com a estrutura celular, que é mais complexa nas eucariontes do que
nas procariontes.
Células procariontes
O termo “procarionte” vem dos termos gregos pro (primeiro) e karyon
(núcleo). Os seres vivos com células procariontes recebem a
denominação de procariotos ou procariontes, são unicelulares e
pertencem aos domínios Bacteria e Archaea (Arquea).
Archaea - Halobacterium sp., estirpe NRC-1. Cada célula tem 5μm de comprimento.
Vamos estudar as características da célula procarionte.
Envoltório
Podemos encontrar em algumas células procariontes uma camada mais
externa denominada cápsula. Ela é formada de polissacarídeos
(polímeros de açúcar), que as protegem contra a dessecação e
permitem aos procariontes se ligarem entre si e aderirem a superfícies.
Em procariontes patogênicos, a cápsula protege o patógeno do sistema
de defesa do organismo infectado.
Estrutura do envoltório da bactéria Escherichia coli.
A parede celular é um envoltório presente em todos os procariontes. Ela
é bastante rígida. Responsável pela forma das células e pela proteção
mecânica, essa parede impede que a célula se rompa caso absorva
muita água. Nas bactérias, ela é constituída de peptidoglicano, enquanto
nas arqueas sua composição inclui principalmente
pseudopeptidoglicano ou proteínas.
Abaixo da parede celular de todos os procariontes, existe uma
membrana plasmática constituída por uma bicamada fosfolipídica. Essa
membrana é uma barreira permeável e tem função no transporte de
moléculas para dentro e para fora da célula.
A membrana plasmática pode apresentar invaginações no citoplasma,
denominadas mesossoma, ou algumas membranas paralelas
associadas à clorofila ou aos outros pigmentos responsáveis por
captação de luz nas células que realizam fotossíntese.
Saiba mais
As arqueas possuem uma característica na membrana plasmática que
as difere das bactérias e dos eucariontes: em espécies que colonizam
fontes de águas ferventes, as caudas de fosfolipídios opostos na
bicamada se unem, formando uma só camada. Essa estrutura em
monocamada fosfolipídica proporciona estabilidade à membrana em
altas temperaturas.
As células procarióticas também podem apresentar apêndices no seu
envoltório, cujas funções são aderir as células às superfícies, permitir
movimentos das células ou auxiliar na transferência de DNA entre as
células. Os apêndices são dos seguintes tipos:
Fímbrias
São aqueles que permitem a adesão das células às superfícies.
Apêndices bacterianos.
Pili
São mais longos que as fímbrias e podem ter função na
transferência de DNA entre células durante a conjugação ou
auxiliar na locomoção das bactérias no ambiente.
Apêndices bacterianos.
Flagelos
São encontrados em menor quantidade na célula e têm a função
de produzir movimentos rotatórios em ambiente aquoso.
Flagelo de Helicobacter pylori.
Citoplasma
As células procarióticas possuem o material genético imerso no
conteúdo celular, que chamamos de citoplasma. Essa é a principal
característica que as distingue das células eucarióticas.
O material genético é constituído por um só cromossomo circular,
localizado em uma região chamada de nucleoide. Muitos procariontes
têm, além desse cromossomo, pequenos anéis de DNA chamados de
plasmídeos. Os plasmídeos podem ser copiados dentro da própria
célula de forma independente do cromossomo circular e transferidos
para outras células procariontes.
Estrutura bacteriana.
Outra característica das células procariontes é a carência de
compartimentos membranosos individualizados no citoplasma,onde
são encontrados ribossomos dispersos que estão ligados a moléculas
de RNA mensageiro.
Células eucariontes
Conceito
O nome “eucarionte”, em grego, significa verdadeiro (eu) e núcleo
(karyon). Isso quer dizer que as células eucariontes possuem um núcleo
verdadeiro, onde os cromossomos estão separados do citoplasma por
um envoltório nuclear. Essa é a principal diferença entre procariontes e
eucariontes.
Componentes de células eucarióticas.
Vamos estudar as características da célula eucarionte.
Membrana plasmática e parede celular
Membrana plasmática.
A membrana plasmática é a parte mais externa das células de muitos
organismos eucariontes, como é o caso de todos os animais, exceto
fungos e plantas. É o envoltório que delimita a célula e separa o
citoplasma do meio extracelular, servindo para manter constante a sua
individualidade.
A membrana plasmática pode ser observada em eletromicrografia como
duas linhas escuras separadas por uma linha clara. Sua estrutura
organizacional é comum à das demais membranas encontradas em
organelas dentro da célula eucariótica. Ela está morfologicamente
estruturada como uma bicamada fosfolipídica, apresentando outros
componentes diversos que estudaremos adiante em detalhes.
Já a parede celular está presente nas células vegetais e fúngicas,
envolve a membrana plasmática e confere resistência mecânica às
células.
Atenção!
Nos vegetais, o principal componente da parede celular é a celulose; nos
fungos, é a quitina.
Citoplasma e núcleo
As células eucarióticas são compartimentalizadas, apresentando duas
regiões morfológicas distintas: o citoplasma e o núcleo. O núcleo está
separado do citoplasma pelo envoltório nuclear, também chamado de
carioteca, por meio do qual há um fluxo constante de moléculas
diversas entre as duas regiões nos dois sentidos.
No citoplasma dos eucariotos, encontram-se organelas membranosas,
como retículo endoplasmático, mitocôndrias, lisossomos, peroxissomos
e aparelho de Golgi, além de substâncias diversas, como grânulos de
glicogênio e gotas lipídicas. O espaço entre essas estruturas é
preenchido pela matriz citoplasmática, que também é conhecida como
citosol.
A matriz citoplasmática é composta por água, diferentes íons,
aminoácidos, precursores dos ácidos nucleicos, enzimas e outras
moléculas importantes para o metabolismo celular. Ela ainda possui
microfibrilas e microtúbulos responsáveis pela movimentação
citoplasmática.
Um ponto de destaque no que diz respeito à diferença
entre procariontes e eucariontes é a ausência do
citoesqueleto nos procariontes. Em eucariontes, ele
tem como função os movimentos e a forma celular, a
qual, muitas vezes, é altamente complexa. A
morfologia simples apresentada pelos procariontes
(normalmente esférica ou em bastonete) é mantida
unicamente pela parede celular, que é sintetizada no
citoplasma e agregada à face externa da membrana
celular.
A diferença mais marcante entre os dois tipos celulares é a pobreza de
membranas observada nos procariotos. Já o citoplasma dos eucariotos
é subdividido em compartimentos membranosos e microrregiões com
diferentes proteínas que executam funções especializadas.
Atenção!
Enquanto os procariotos são sempre organismos unicelulares, os
eucariotos podem ter uma organização pluricelular, formando, assim,
seres ainda mais complexos. Na organização pluricelular, as células não
trabalham mais individualmente, e sim em conjunto. Cada uma,
portanto, adota funções específicas para garantir o bom funcionamento
do organismo.
As células eucariontes em organismos pluricelulares tendem a se
especializar de tal forma que passam a depender do funcionamento das
demais, já que o papel de cada uma é altamente específico. A própria
morfologia celular está relacionada ao tipo de função que a célula vai
executar:
Organismos unicelulares
A forma da célula tende a favorecer uma dinâmica compatível
com o seu tipo de deslocamento no meio e de nutrição.
Organismos pluricelulares
A forma depende da função a ser executada e da pressão
exercida pelas células vizinhas.
Notamos que não há uma forma padrão de célula: tudo depende do
modo como ela interage com o meio e as células vizinhas, assim como
de sua função e de seu grau de especialização.
Atenção!
Entre os componentes citoplasmáticos, merecem destaque os
cloroplastos e o vacúolo, duas organelas exclusivas das células
vegetais. Já o centríolo é uma estrutura presente nas células animais e
ausente nas vegetais.
O núcleo dos eucariotos abriga o material genético das células, sendo
representado por um número de cromossomos que varia de acordo com
a espécie. Diferentemente dos procariontes, os cromossomos dos
eucariontes têm formato de bastão e ocorrem aos pares na maioria das
células.
Ainda estão presentes no núcleo o nucléolo, cuja função é produzir
ribossomos, e uma matriz nuclear com composição primordialmente
proteica, que está associada principalmente ao DNA.
Células eucariontes.
Como vimos, podemos, de forma ampla, classificar as células dos seres
vivos em procariontes e eucariontes. A principal diferença entre ambas é
a presença ou a ausência de membrana delimitando um núcleo.
Entre as células eucarióticas, observamos ainda que é possível
diferenciar as células animais das vegetais e fúngicas pela presença ou
não de uma parede celular e pela constituição dessa parede.
Saiba mais
Os vírus não são capazes de se multiplicar sozinhos: eles só executam
esse processo enquanto parasitam uma célula. Para isso, usam a
estrutura da célula parasitada a fim de produzir as moléculas que
formarão novos vírus, pois não possuem todas as estruturas e enzimas
necessárias para a formação de novos vírus. Desse modo, são
considerados parasitas intracelulares obrigatórios que induzem a célula
parasitada a sintetizar as moléculas virais no lugar das moléculas da
própria célula. Com isso, seguindo a Teoria Celular, os vírus não são
considerados seres vivos.
Evolução dos microscópios e sua
importância para o estudo das
células
Neste vídeo, abordaremos os principais aspectos relativos à evolução
dos microscópios e à sua importância para o estudo das células.

Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A parede celular é uma estrutura presente em todas as células
procariontes e em todos os vegetais e fungos, que são eucariontes.
Embora a estrutura da parede seja rígida, conferindo proteção
mecânica e mantendo a forma das células, especialmente quando
há entrada de água, a sua constituição química difere entre os
grupos de organismos. Marque a opção que descreve corretamente
a diferença entre a parede celular de bactérias e a de fungos.
Parabéns! A alternativa C está correta.
A parede celular é um envoltório presente em bactérias, Arqueas e
eucariontes. Nas bactérias, ela é constituída de peptidoglicano. Já
nos fungos, que são eucariontes, ela é constituída de quitina.
Questão 2
Com base nos pressupostos da Teoria Celular, identifique os
organismos que não são considerados seres vivos.
A
As bactérias possuem parede celular constituída de
peptidoglicano; os fungos, de celulose.
B
A parede celular das bactérias é constituída de
celulose; a dos fungos, de peptidoglicano.
C
As bactérias possuem parede celular constituída de
peptidoglicano; os fungos, de quitina.
D
A parede celular das bactérias é constituída de
celulose; a dos fungos, de quitina.
E
As bactérias possuem parede celular constituída de
quitina; os fungos, de celulose.
A Vírus
B Bactérias
C Fungos
D Algas
E Animais
Parabéns! A alternativa A está correta.
Os vírus não podem ser considerados seres vivos, pois não
possuem células. A Teoria Celular admite que todos os seres vivos
são formados por elas. Contudo, alguns pesquisadores os
consideram seres vivos mesmo na ausência de células por eles
serem capazes de se reproduzir e por apresentarem variabilidade
genética.
2 - Componentes inorgânicos e orgânicos da célula
Ao �nal destemódulo, você será capaz de distinguir os principais componentes inorgânicos e
orgânicos da célula.
Componentes inorgânicos da célula
Conceituação
A célula é composta basicamente por quatro elementos: carbono,
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que se combinam para formar uma
série de moléculas organizadas de forma muito específica. Conhecer
tais moléculas é indispensável para entender a biologia das células, uma
vez que elas são os elementos primordiais para a formação celular,
assim como as células são para os tecidos e os organismos.
As moléculas que participam da composição química da célula podem
ser divididas em dois grupos:
Moléculas inorgânicas
Água e minerais.
Moléculas orgânicas
Ácidos nucleicos, carboidratos, lipídeos e proteínas.
Entre os componentes químicos da célula, de 75% a 85% corresponde à
água, 2% a 3% são os sais inorgânicos ou sais minerais e o restante diz
respeito aos elementos orgânicos. Vamos entender isso melhor.
Água
A água é o elemento mais abundante da célula, havendo algumas
exceções, que incluem as células altamente especializadas de dentes,
ossos, caules e sementes. No entanto, é preciso considerar que a
quantidade de água no organismo é variável em relação ao nível de
atividade metabólica celular e à própria idade do indivíduo.
A água tem o papel de solvente natural para os íons e serve como meio
para dispersão da maioria das macromoléculas. Ela é indispensável
para o funcionamento metabólico, já que todos os processos
fisiológicos ocorrem em meio aquoso.
A molécula da água é morfológica e eletricamente assimétrica. O ângulo
formado pelos dois átomos de hidrogênio em relação ao de oxigênio é
estimado a 104,9°, fazendo com que a estrutura molecular representada
pela fórmula H-O-H não seja linear. A conformação estrutural da
molécula da água faz com que as cargas positivas e negativas fiquem
organizadas de maneira irregular, com uma extremidade concentrando
as cargas positivas e a outra, as negativas. As moléculas de água
funcionam como ímãs umas das outras (as ligações de hidrogênio
mantêm a coesão das moléculas de água entre si), e seu polo negativo é
atraído pelo polo positivo de outras moléculas. A molécula de água é um
dipolo, e sua conformação é fundamental para a vida e lhe confere
propriedades exclusivas.
Molécula de água.
Vamos conhecer as propriedades fundamentais da água:
A natureza bipolar é o que faz da água um dos melhores
solventes conhecidos. Considerada um solvente universal, ela é
capaz de dissolver muitas substâncias cristalinas em outros íons
por sua tendência de combinar a íons positivos ou negativos.
Substâncias que possuem características polares parecidas com
as da água são dissolvidas com facilidade, como, por exemplo, o
sal e o açúcar.
Para que a temperatura da água se eleve, é necessária uma
quantidade muito alta de energia na forma de calor; por isso,
dizemos que a água possui alto calor específico. Para os seres
vivos, isso é extremamente importante, pois mantém a sua
estabilidade térmica. Pense, por exemplo, num dia de calor muito
forte na praia. Enquanto a areia está escaldante, a água do mar
está fria, refrescante, porque a energia emanada do Sol foi
suficiente para aumentar rapidamente a temperatura da areia,
mas não para elevar a temperatura da água da mesma forma.
Capacidade de dissolver substâncias 
Alto calor específico 
Alto calor latente de vaporização 
Está relacionado à energia necessária para promover a mudança
de estado líquido em estado de vapor. Por exemplo, quando
suamos, as moléculas da água do suor se desprendem da
superfície do nosso corpo na forma de vapor, causando o
resfriamento dessa superfície.
É uma propriedade ligada à atração que uma molécula de água
exerce sobre as outras em consequência das ligações de
hidrogênio, mantendo a água fluida e estável.
Propriedade observada em meio aquoso, a difusão é o
movimento espontâneo de substâncias (soluto) de uma região
de alta concentração para outra região de baixa concentração
até que as concentrações das duas regiões fiquem iguais, sem
que haja gasto de energia. Esse é o tipo de transporte dominante
em nível celular. É importante perceber que, quanto mais curta
for a distância a ser percorrida pelas moléculas, mais rápida será
a difusão.
A difusão pode ser: simples, quando as moléculas de soluto
fluem livremente através da membrana; facilitada, quando, para
as moléculas de soluto fluírem através da membrana, é
necessário haver proteínas transmembranas que promovam a
passagem.
Envolve o fluxo da água (solvente) através de uma barreira
seletiva, como uma membrana celular, por exemplo. Nesse
processo, a água é quem se desloca da região de menor
concentração para uma de maior concentração de soluto.
Resumindo
Coesão 
Difusão 
Osmose 
Como vimos, a água está relacionada a diversas funções nos seres
vivos, que vão desde o transporte de substâncias, meio para reações
químicas, até o controle de temperatura.
Minerais
Os minerais desempenham funções importantes nas células e no
organismo vivo de forma geral. Podem estar dissolvidos em água caso
se dissociem em íons. Os íons são espécies químicas (átomos ou
grupos de átomos) com carga elétrica pelo fato de o número de prótons
(carga positiva) ser diferente do número de elétrons (carga negativa).
Cristal de sal (NaCl).
Os minerais são divididos em dois grupos, os microminerais e os
macrominerais, de acordo com as proporções encontradas dentro do
organismo e suas necessidades. Os microminerais são encontrados em
proporções menores nos organismos, enquanto os macrominerais
possuem proporções maiores. Para se ter uma ideia, os microminerais
representam menos de 1% do total de minerais em um animal.
Os principais elementos químicos minerais para os organismos vivos
são: cálcio (Ca), fósforo (P), sódio (Na), cloro (Cl), potássio (K),
magnésio (Mg), ferro (Fe) e iodo (I). Cada um realiza um papel de
extrema importância no metabolismo celular. Vamos estudar um pouco
mais sobre eles.
Ca
O cálcio está associado à estrutura de dentes e ossos dos
animais, participa do processo de contração muscular e está
envolvido no funcionamento de nervos e na coagulação
sanguínea. Ele é encontrado em alimentos vegetais, como
brócolis, espinafre, soja, linhaça e outros, assim como em
derivados do leite e nas sardinhas.
P
O fósforo também participa da formação de dentes e ossos,
além de ser fundamental para a estruturação dos ácidos
nucleicos. Diversos alimentos são fonte de fósforo: carnes
(bovina, aves, peixes), ovos, derivados do leite, feijões, ervilhas
e outros.
Na
O sódio tem participação na regulação da homeostase celular,
na transmissão de impulsos nervosos e na estrutura das
membranas celulares. É adquiro naturalmente nos alimentos
que possuem sal, como o sal marinho utilizado na preparação
de refeições.
Cl
O cloro é um ânion do fluido extracelular e tem participação na
regulação osmótica da célula junto com o sódio. As
concentrações de cloro são influenciadas pelas concentrações
de sódio e potássio. É possível verificar sua presença
facilmente no ácido clorídrico do estômago, participando do
processo de digestão nos animais. O cloro pode ser adquirido
pela ingestão do sal comum combinado com o sódio.
K
O potássio, assim como o sódio e o cloro, participa do
equilíbrio osmótico da célula e do funcionamento das
membranas. É encontrado em frutas, verduras, feijão, leite e
cereais.
Mg
O magnésio participa de processos químicos com enzimas e
vitaminas, sendo fundamental na formação da clorofila,
pigmento fotossintetizante presente nos cloroplastos dos
vegetais. Também tem participação na formação dos ossos
nos animais e no funcionamento dos nervos e músculos. Ele é
encontrado em alimentos, como hortaliças de folhas verdes,
cereais, peixes, carnes, ovos, banana, feijão e soja.
Fe
O ferro é um mineral essencial para a homeostase celular,
participando da síntese de DNA e do metabolismoenergético.
Sua capacidade de receber e doar elétrons o torna fundamental
para diversos processos metabólicos. Nas mitocôndrias, ele é
importante para as enzimas da cadeia respiratória, além de
participar da fixação do nitrogênio. Em alguns animais, o ferro
é parte da estrutura da hemoglobina que transporta gases nos
eritrócitos, na mioglobina e no citocromo. Ele é facilmente
adquirido por meio da ingestão de carnes, ovos, legumes e
hortaliças de folhas verdes.
I
O iodo atua nos processos de oxidação celular e pode interferir
no metabolismo da água, proteínas, lipídeos e outros minerais.
É um elemento relativamente raro, embora seja encontrado em
todos os tecidos animais em diferentes concentrações. Peixes
e frutos do mar são fontes de iodo. Por questões legislativas, o
sal de cozinha é iodado devido à importância desse mineral
para o funcionamento do corpo humano.
Componentes orgânicos da célula
De�nição
Os componentes orgânicos são substâncias formadas a partir de
cadeias carbônicas e apresentam diferentes funções nas células e no
corpo dos organismos vivos. Incluem-se nesse grupo as vitaminas, os
carboidratos, os lipídios, as proteínas, as enzimas e os ácidos nucleicos.
Vamos estudá-los em mais detalhes?
Vitaminas
Vitaminas são substâncias orgânicas necessárias em pequenas
quantidades para as atividades metabólicas de um organismo. Trata-se
de substâncias que o organismo não sintetiza, com exceção da vitamina
D.
As vitaminas são divididas em duas classes:
Hidrossolúveis
São aquelas solúveis em água.
Lipossolúveis
São aquelas solúveis em lipídeos.
Veja no esquema a seguir as vitaminas, suas ações no organismo e as
principais fontes alimentares:
Cenoura, fígado, ovos, leite, derivados.
A (retinol)
Evita a cegueira noturna e a
xeroftalmia. Importante para o
crescimento normal das
crianças. Essencial para os
tecidos epiteliais do corpo.
Levedura de cerveja, cereais, came magra,
peixe, fígado, leite.
B1 (tiamina)
Necessária para as funções
específicas do coração e
sistema nervoso. Evita o beribéri.
Fígado de cordeiro e de frango, ovos, leite e
derivados, pão,vegetais verdes.
B2 (ribo�avina)
Necessária para a saúde da pele.
Corrige a extrema sensibilidade
dos olhos à luz. Essencial para o
crescimento e a proteção dos
tecidos do corpo.
Carne bovina, amendoim, leite, ovos,
bacalhau.
B3 (niacinamida)
Necessária para converter os
alimentos em energia. Colabora
no sistema nervoso. Combate a
falta de apetite. Evita a pelagra.
Frutos secos, cereais, legumes e batatas.
B5 (ácido pantotênico)
Essencial para a fisiologia das
suprarrenais, a saúde do sistema
nervoso e a produção de
anticorpos.
Carne, vísceras, legumes, bananas, cereais.
B6
Importante para a saúde de
dentes e gengivas, vasos
sanguíneos, glóbulos vermelhos
e sistema nervoso.
Fígado chocolate amendoim
Fígado, chocolate, amendoim.
B8 (biotina)
Necessária para a conservação
da pele e das membranas
mucosas. Importante para o
crescimento de pelos, cabelo e
unhas.
Vegetais verdes, ovos, fígado.
B9 (ácido fólico)
Necessário para a produção de
glóbulos vermelhos, para o
sistema nervoso e para o
peristaltismo.
Carne, peixe, leite, amêijoas, atum.
B12 (cobalamina)
Importante para a formação dos
glóbulos vermelhos, a
preservação da saúde do
sistema nervoso e a ativação do
crescimento das crianças.
Pimentas, kiwis, frutos cítricos, morangos,
legumes frescos.
C (ácido ascórbico)
E i l f i t
Atenção!
Essencial para o funcionamento
do sistema imunológico, para a
absorção do ferro e para a saúde
de dentes, gengivas e ossos.
Fortalece as células dos tecidos
e os vasos sanguíneos.
Peixe, ovos, manteiga.
D
Necessária para fortalecer os
dentes e os ossos. Evita o
raquitismo. Ativa a absorção do
cálcio e do fósforo.
Óleos vegetais, manteiga, gema, legumes.
E (tocoferóis)
Importante para a formação e o
funcionamento de glóbulos
vermelhos, músculos e outros
tecidos.
Peixe, ovos, manteiga, hortaliças.
K
Essencial para a coagulação
normal do sangue.
Não ingerir a quantidade necessária para o organismo pode causar
doenças. A falta de vitaminas é conhecida como avitaminose e o seu
excesso, por hipervitaminose.
Carboidratos
Os carboidratos são os açúcares, também conhecidos como glicídios.
Eles são divididos em três grupos:
 Monossacarídeos
São os açúcares mais simples. Possuem como
fórmula geral (CH2O)n. Os principais
monossacarídeos são as pentoses (açúcares com
5 carbonos) e as hexoses (açúcares com 6
carbonos). As pentoses mais importantes são as
que compõem os ácidos nucleicos: a ribose (RNA)
e a desoxirribose (DNA). A hexose mais conhecida
é a glicose.
Frutose.
 Dissacarídeos
São formados pela união de dois monossacarídeos.
Na reação desses dois, há a liberação de uma
molécula de água e a síntese por desidratação. Por
outro lado, na quebra de um dissacarídeo, ocorre a
entrada de uma molécula de água na hidrólise.
Exemplos de dissacarídeos incluem a sacarose
(glicose + frutose), a maltose (duas moléculas de
glicose) e a lactose (glicose + galactose).
Veja nas guias a seguir os principais polissacarídeos encontrados nos
seres vivos, seja como reserva energética, seja como componente
estrutural das células.
Amido
Importância biológica: Armazenado no amiloplasto de raízes
tuberosas (mandioca, batata-doce, cará), caules do tipo tubérculo
(batatinha), frutos e sementes. Principal reserva energética dos
vegetais.
Monossacarídeo constituinte: Glicose.
Glicogênio
Importância biológica: Armazenado no fígado e nos músculos.
Principal reserva energética de animais e fungos.
Estrutura da sacarose, um dissacarídeo.
 Polissacarídeos
São formados por várias moléculas de
monossacarídeos, principalmente a glicose. São
insolúveis em água e podem ser quebrados em
açúcares simples por hidrólise. Tal insolubilidade é
vantajosa para os seres vivos, pois permite que eles
participem como componentes estruturais da
célula ou que funcionem como armazenadores de
energia.
Estrutura em 3D da celulose, um polissacarídeo do tipo betaglucano.
Monossacarídeo constituinte: Glicose.
Celulose
Importância biológica: Função estrutural na composição da
parede celular da célula vegetal.
Monossacarídeo constituinte: Glicose.
Quitina
Importância biológica: Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e
é o componente principal da parede celular dos fungos.
Monossacarídeo constituinte: Acetilglicosamina.
Lipídeos
Os lipídeos são as gorduras, abrangendo uma classe de compostos
variada que exerce funções biológicas diferentes. Eles são essenciais
para a manutenção da vida celular e destacam-se como um
componente fundamental da formação das membranas das células.
Os lipídeos são insolúveis em água, mas solúveis em solventes
orgânicos, como o éter, o benzeno, o álcool e o clorofórmio.
Esferas lipídicas.
Proteínas
Estrutura tridimensional da mioglobina.
As proteínas são constituídas essencialmente por carbono (C), oxigênio
(O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H). Participam da composição de
diversas estruturas do corpo dos seres vivos e possuem função plástica
e energética.
As proteínas são formadas pela união de aminoácidos. A ligação que os
une é conhecida como ligação peptídica. Ligações peptídicas podem ser
quebradas por hidrólise, com os aminoácidos retornando à condição
inicial.
Dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica formam uma
molécula de dipeptídeo, enquanto vários aminoácidos unidos formam
uma macromolécula denominada polipeptídeo. A hemoglobina, por
exemplo, é formada por quatro cadeias polipeptídicas. Observe a
ligação dos aminoácidos a seguir.
Ligação peptídica.
Enzimas, anticorpos e hormônios são exemplos de proteínas que
exercem funções importantes para os seres vivos. Veja:

Enzimas
Aumentam a velocidade das reações químicas, sendo conhecidas como
catalisadores biológicos.

Anticorpos
Participam dos mecanismos de defesa do organismo.

Hormônios
Podem atuar diretamenteno metabolismo de açúcares, como a insulina
e o glucagon.
Ácidos nucleicos
Existem duas classes de ácidos nucleicos encontrados nas células:
ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA). Ambos
são macromoléculas de grande importância biológica, sendo
responsáveis por carregar as informações genéticas necessárias para o
funcionamento da célula.
Os ácidos nucleicos são formados por nucleotídeos, os
quais, por sua vez, são formados por açúcar do tipo
pentose, base nitrogenada e ácido fosfórico. A
molécula de ácido nucleico é uma estrutura linear de
nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Essas
ligações unem o carbono 3’ da pentose ao carbono 5’
da pentose seguinte.
Dois tipos de pentose podem ser utilizadas na formação do nucleotídeo:
as riboses, que formam o RNA; e as desoxirriboses , que formam o
DNA. As pentoses são açúcares cíclicos com cinco carbonos em sua
estrutura, formando a parte central do nucleotídeo.
A diferença entre as duas pentoses consiste no fato de a desoxirribose
ter um átomo de oxigênio a menos no carbono 2. Ao todo, existem cinco
tipos diferentes de nucleotídeos. Em uma extremidade, fica o ácido
fosfórico; na outra, uma das cinco bases nitrogenadas.
Pentoses.
Observe agora estrutura do DNA.
As bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos são de dois tipos: as
purinas e as pirimidinas. As purinas são formadas por dois anéis
cíclicos fusionados, enquanto as pirimidinas apresentam apenas um
anel heterocíclico.
No DNA, encontram-se as pirimidinas timina (T) e citosina (C) e as
purinas adenina (A) e guanina (G). No RNA, a uracila (U) está no lugar da
timina (T).
Bases nitrogenadas.
De forma resumida, há três diferenças fundamentais entre as moléculas
de DNA e RNA:
O DNA possui açúcar desoxirribose e timina.
O RNA tem açúcar ribose e uracila.
O DNA apresenta fita dupla, ou seja, duas cadeias polinucleotídicas
unidas por ligações de hidrogênio, enquanto o RNA possui somente
uma fita simples.
As duas cadeias do DNA estão unidas por ligações de hidrogênio entre
as bases nitrogenadas formando pares. Esses pares mantêm uma
distância fixa e ocorrem entre certas bases. Os pares possíveis são
entre: adenina (A) e timina (T), guanina (G) e citosina (C).
Bases nitrogenadas.
As moléculas de RNA estão divididas em três classes principais: RNA
mensageiro (RNAm); RNA ribossômico (RNAr) e RNA transportador
(RNAt). As três participam da síntese de proteínas.
O RNAm carrega a informação copiada do DNA que dita a sequência de
aminoácidos, o RNAr forma os ribossomos e o RNAt identifica e leva os
aminoácidos até os ribossomos.
Atenção!
Todos os seres vivos têm os dois tipos de ácidos nucleicos. Já os vírus
apresentam somente um deles: RNA ou DNA.
Os ácidos nucleicos
Neste vídeo, abordaremos como o conhecimento acerca dos ácidos
nucleicos permitiu o desenvolvimento das tecnologias moleculares
atuais.

Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A água é a molécula mais importante para vida, exercendo muitos
papéis moleculares. Sobre as funções da água como componente
celular, analise as assertivas a seguir:
I - Capaz de dissolver variadas substâncias.
II - Responsável pelo transporte de diversas substâncias.
III - Impede a ocorrência de reações químicas.
IV - Importante fator de regulação térmica dos organismos.
Estão corretas:
Parabéns! A alternativa D está correta.
A água é considerada solvente universal, tem como funções
importantes o transporte de substâncias para dentro e para fora
das células e a regulação da temperatura corporal dos organismos.
Ainda, atua como meio ideal para a realização de diversas reações
químicas nos seres vivos.
Questão 2
Amido e celulose são dois carboidratos sintetizados pelas plantas a
partir da fotossíntese. Enquanto o amido tem a função de reserva
de energia, a celulose tem função estrutural, compondo a parede
celular. Sobre amido e celulose, podemos afirmar que são:
A I, somente.
B I e II, somente.
C III e IV, somente.
D I, II e IV.
E I, III e IV.
A Monossacarídeos
B Dissacarídeos
Parabéns! A alternativa E está correta.
Os polissacarídeos são moléculas formadas por muitos
monossacarídeos. São exemplos de polissacarídeos o amido, o
glicogênio e a celulose.
3 - Características, funções e especializações da membrana
plasmática
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever a estrutura, as funções e as
especializações da membrana plasmática.
Características da membrana
plasmática
A membrana plasmática é uma estrutura delgada que envolve a célula.
Medindo entre 7,5 e 10nm de espessura, ela é visível apenas em
microscopia eletrônica. Além de ser composta por lipídios, proteínas e
hidratos de carbono, sua estrutura básica é semelhante à encontrada
nas demais membranas celulares, nos sistemas de endomembranas,
nas organelas e no envoltório nuclear.
C Trissacarídeos
D Oligossacarídeos
E Polissacarídeos
Ilustração 3d da membrana celular.
Ultraestrutura da membrana
As membranas celulares, incluindo a membrana plasmática, possuem a
mesma estrutura básica e são formadas pelos componentes
apresentados a seguir.
Fosfolipídios
Os lipídios são substâncias insolúveis em água, mas solúveis em
solventes orgânicos. Os fosfolipídios, a categoria mais abundante de
lipídios da membrana, são constituídos de dois ácidos graxos ligados
por fosfato de glicerol a um grupo polar. Essa estrutura forma uma
cabeça polar ou hidrofílica e duas caudas de hidrocarbonetos apolares
ou hidrofóbicas.
Existem diferentes tipos de fosfolipídios encontrados nas membranas.
As cadeias de hidrocarbonetos dos fosfolipídios podem ser saturadas
ou não.
Cadeias saturadas
O fosfolipídio adota
uma configuração
plana, criando, assim,
conjuntos bem
compactos.
Cadeias não saturadas
Nas cadeias não
saturadas, são
formadas angulações
que separam os
fosfolipídios e dão à
bicamada uma
configuração menos
compacta.
Essa conformação dos fosfolipídios, com uma região hidrofílica e outra
hidrofóbica, os caracteriza como moléculas anfipáticas.
Em meio aquoso, os fosfolipídios tendem naturalmente a formar
bicamada, com as caudas apolares voltadas para a região hidrofóbica e
as cabeças hidrofílicas em contato com a água na área citoplasmática
ou não citoplasmática. A bicamada lipídica proporciona fluidez à
membrana e forma uma barreira de permeabilidade seletiva.

Estrutura da bicamada lipídica das membranas.
Es�ngolipídios
São componentes de membrana encontrados em menor quantidade. Os
esfingolipídios possuem a mesma estrutura dos fosfolipídios, embora
haja diferenças químicas na formação da cabeça hidrofílica e das
caudas hidrofóbicas.
Esfingomielina, componente da membrana importante nas células nervosas.
Colesterol
Trata-se de um esterol. Presente nas células animais, o colesterol está
relacionado à fluidez da membrana pela sua localização entre as caudas
hidrofóbicas, alterando a compactação dos ácidos graxos. Ele reforça a
bicamada lipídica, tornando-a mais rígida e menos permeável.
Os lipídios correspondem aproximadamente a 40% da composição das
membranas celulares, mas esse teor pode variar em outros tipos de
membranas. Quanto mais moléculas de colesterol na membrana, mais
rígida ela é, enquanto menos moléculas fazem com que ela fique mais
fluida.
Colesterol em membrana plasmática.
Proteínas
São as moléculas responsáveis pela maioria das funções específicas
das membranas, como transporte de íons e moléculas polares,
transdução de sinais, interação com hormônios, neurotransmissores e
fatores de crescimento, entre outros indutores químicos.
As proteínas de membrana se associam aos lipídios de duas formas,
como: proteínas intrínsecas ou integrais e proteínas extrínsecas ou
periféricas. Veja detalhadamente a seguir!
Atravessam a membrana, ficando com uma porção voltada para
o citoplasma, uma parte mergulhada na bicamada lipídica e
outra voltada para a região não citoplasmática; por isso são
conhecidascomo transmembrana. Canais iônicos, proteínas
transportadoras e receptoras são exemplos de funções dessas
proteínas. Tal disposição das proteínas está relacionada à
hidrofilia e à hidrofobia de seus aminoácidos.
Não interagem diretamente com a região hidrofóbica da
bicamada lipídica, ficando voltadas para a região citoplasmática
ou a não citoplasmática. A assimetria apresentada pelas
proteínas é bem maior do que a encontrada nos lipídios.
Proteínas periféricas podem ser encontradas nas duas faces da
membrana plasmática aderidas aos fosfolipídios ou às proteínas
integrais por meio de ligações covalentes.
A proporção de proteínas nas membranas pode variar de acordo com a
atividade funcional da membrana. As membranas plasmáticas são
compostas de 50% de proteínas. Na bainha de mielina das células
nervosas, as proteínas correspondem a 25% do peso total, enquanto nas
membranas internas de mitocôndrias e cloroplastos elas chegam a 75%.
Proteínas intrínsecas ou integrais 
Proteínas extrínsecas ou periféricas 
Proteínas de membrana.
Carboidratos
São encontrados na região não citoplasmática das membranas. Na
membrana plasmática, portanto, os carboidratos estão voltados para o
meio extracelular, enquanto nas organelas citoplasmáticas eles se
voltam para o lúmen .
Os glicolipídios servem de proteção para a membrana contra ácidos e
enzimas, além de participar dos processos de reconhecimento celular. A
combinação dos diferentes glicolipídios na superfície celular forma o
glicocálix, com uma espessura de cerca de 10 a 20nm, que é o principal
responsável pela carga negativa da superfície celular e confere proteção
à célula.
Glicolipídios
Moléculas de lipídios ligadas a um resíduo de açúcar.
Exemplo
Para que uma bactéria entre numa célula, é necessário que essa célula
apresente determinado tipo de glicolipídio na sua superfície.
A principal função dos carboidratos ligados às membranas é o
reconhecimento molecular, permitindo a comunicação intercelular.
Carboidratos voltados para a região não citoplasmática.
Modelo do mosaico �uido
Considerando sua fluidez, o modelo estrutural da membrana plasmática
foi proposto por Singer e Nicolson em 1972. Conhecido como modelo
do mosaico fluido, ele foi o resultado de anos de pesquisas e
experimentos considerando estudos físicos, químicos e biológicos.
Modelo do mosaico fluido.
Como vimos, a natureza anfipática do fosfolipídio é responsável pela
organização da membrana plasmática em duas camadas. Nas faces
externas das células e na parte voltada para o citoplasma, existe água,
que faz com que as cabeças dos fosfolipídios fiquem direcionadas a
esses ambientes. Entre as camadas, onde não há água, são encontradas
apenas as caudas de cadeias de hidrocarbonetos.
As duas faces da membrana plasmática não são exatamente idênticas
em suas composições. Por isso, dizemos que a membrana plasmática é
assimétrica. A distribuição dos fosfolipídios na face externa da
membrana difere da distribuição da face interna. Também há pequenas
diferenças ao se comparar a membrana plasmática às endomembranas
da célula, assim como existem discrepâncias na comparação entre
membranas de diferentes tipos celulares.
Endomembranas
Membranas que delimitam as organelas citoplasmáticas.
Fluidez da membrana
A membrana plasmática apresenta fluidez em temperaturas fisiológicas
porque os fosfolipídios não estão estáticos: eles podem se movimentar
livremente pela bicamada.
Em temperatura alta
Com temperaturas mais
altas, os fosfolipídios se
movimentam mais,
fazendo com que a
membrana fique mais
fluida.
Em temperatura baixa
Em temperaturas mais
baixas, eles tendem a
formar grupos mais
compactos, deixando,
assim, a membrana
mais rígida.
Essa fluidez relaciona-se à capacidade de seus componentes se
movimentarem livremente pela superfície da membrana, podendo se

movimentar lateralmente, rodar no próprio eixo e ainda trocar de
camada, embora esse último movimento seja menos frequente.
Atenção!
A fluidez da membrana varia conforme o comprimento e o número de
duplas ligações das cadeias de ácidos graxos dos lipídios. Quanto maior
for o número de fosfolipídios insaturados (com duplas ligações), mais
fluida a membrana será. No entanto, quanto mais longas as cadeias
carbônicas, maior será a rigidez. Cadeias longas possuem maior
interação, limitando a movimentação de cada uma.
Alguns organismos mais simples podem modular a síntese dos
fosfolipídios com mais duplas ligações em situações de temperatura
mais baixa, garantindo, assim, a manutenção da fluidez da membrana.
Estrutura da membrana
Neste vídeo, a professora explica como está organizada a membrana
plasmática e descreve suas características, as quais lhe conferem as
propriedades de fluidez e seletividade.
Funções e especializações da
membrana plasmática
Funções da membrana plasmática
As membranas celulares não representam somente barreiras de
compartimentalização da célula, mas também são estruturas de
atividades complexas.
Trata-se de barreiras reais com permeabilidade seletiva que controlam a
entrada e a saída de íons e pequenas moléculas, o que impede a troca
indiscriminada de elementos das organelas entre si e dos componentes
internos da célula com o meio extracelular. Além disso, dão suporte
físico para toda atividade organizada das enzimas dentro da célula.

Membrana plasmática.
Essas membranas podem formar pequenas vesículas de transporte,
permitindo o deslocamento de substâncias através do citoplasma. Elas
participam do processo de incorporação de substâncias presentes no
meio extracelular, chamado de endocitose, e do processo de secreção
de substâncias para o meio extracelular, denominado exocitose.
Outra função da membrana plasmática é a sua
intervenção nos mecanismos de reconhecimento
celular por meio de receptores específicos, o que
garante à célula a manutenção de suas condições
ideais ao longo de sua vida, garantindo a homeostase
celular.
A membrana plasmática também é responsável pelos processos de
adesão celular, que são essenciais para a estruturação de organismos
multicelulares.
Especializações da membrana
plasmática
Algumas células possuem modificações ou especializações de certos
trechos da membrana plasmática, cuja principal função é aumentar a
adesão celular. Além de unir células, determinadas especializações
impedem ou facilitam o trânsito de substâncias de uma célula para
outra ou para o meio externo, auxiliando até mesmo no movimento de
algumas células.
Células intestinais com modificações da membrana que aumentam sua capacidade de absorção
de substâncias externas.
Eis alguns exemplos de especializações na estrutura da membrana
plasmática das células:
Projeções citoplasmáticas delgadas, imóveis. Localizadas na
região apical da célula, elas aumentam a superfície de contato e
de troca da célula com o meio, permitindo maior eficiência na
absorção; logo, estão presentes nas faces que não encostam em
outras células vizinhas. Podem ser encontradas nas células
absortivas do epitélio intestinal e nos túbulos proximais dos rins.
Esquema de células com microvilosidades em uma das faces.
Numerosas projeções cilíndricas curtas com movimentos
rítmicos que deslocam muco e outras substâncias na superfície
do epitélio, como os cílios encontrados no epitélio das tubas
uterinas.
Células ciliadas do epitélio respiratório.
Projeções cilíndricas longas, móveis, os flagelos dão movimento
à célula, como o que existe nos espermatozoides. As células
geralmente possuem um ou pouquíssimos flagelos.
Microvilosidades 
Cílios 
Flagelos 
Espermatozoides e seus longos flagelos.
São saliências e reentrâncias da membrana celular que
estabelecem a união e a comunicação com as células vizinhas e
aumentam a extensão da superfície celular, facilitando as trocas
entre as células. São encontradas, por exemplo, em células
epiteliais.
Interdigitações.
Encontrados nas células epiteliais, os desmossomos são
especializaçõesem forma de placa arredondada que aumentam
a adesão entre células vizinhas, constituindo-se pelas
membranas de duas células vizinhas. Trata-se de locais onde o
citoesqueleto se prende à membrana celular e, ao mesmo tempo,
as células aderem umas às outras. Esse tipo de adesão é
dependente de íons de cálcio. A face das duas células epiteliais
em contato com a lâmina basal apresenta estruturas parecidas
com a dos desmossomos, chamados de hemidesmossomos,
pelo fato de elas não possuírem a metade correspondente à
outra célula epitelial.
Esquema de desmossomo.
Interdigitações 
Desmossomos 
Também chamadas de junções aderentes, elas são responsáveis
pela adesão entre as células. Trata-se de estruturas semelhantes
às dos desmossomos, que formam um cinto contínuo em volta
da célula. Tais zonas são formadas por filamentos de actina e
miosina e encontradas em células epiteliais.
Células justapostas do epitélio da cebola.
Também denominadas junções de oclusão, elas são
responsáveis pela vedação entre as células. Formam um
cinturão ao redor das células epiteliais por meio da união entre
as células vizinhas para impedir a passagem e o armazenamento
de substâncias nos espaços intercelulares, vedando a
comunicação entre os meios.
Zonas oclusivas, ora vedando a passagem entre células, ora permitindo o fluxo de
substâncias.
Têm como função a sinalização celular por meio de íons e
moléculas sinalizadoras que atravessam do citoplasma de uma
célula diretamente para o da célula seguinte sem a necessidade
de passar pelo meio extracelular. A passagem do sinalizador se
dá pelo interior de um poro formado pelas extremidades de duas
proteínas, cada uma proveniente de uma célula em junção. Esse
transporte é muito rápido, tornando essa especialização
juncional a mais eficiente forma de comunicação entre células
animais. O tamanho e a forma da junção comunicante são
variáveis e mudam de acordo com o momento funcional da
célula. Trata-se do tipo de junção mais frequente entre as células,
sendo encontrado em praticamente todas as células dos
Zonas de adesão 
Zonas oclusivas 
Junções comunicantes 
vertebrados, exceto em células sanguíneas, espermatozoides e
músculo esquelético.
Junções comunicantes.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A membrana plasmática é o envoltório celular que tem fluidez e
permeabilidade seletiva. Marque, entre as opções a seguir, aquela
que descreve corretamente a composição bioquímica da membrana
plasmática.
Parabéns! A alternativa B está correta.
A
A membrana plasmática é composta por uma
camada lipídica e outra camada proteica, com
carboidratos inseridos em ambas as faces.
B
A membrana plasmática é composta por uma
bicamada fosfolipídica, contendo proteínas integrais
e periféricas, além de carboidratos apenas na área
não citoplasmática.
C
O colesterol é um lipídio que fica preso à cabeça
hidrofílica da bicamada fosfolipídica e às proteínas
periféricas, enquanto os carboidratos ficam voltados
para a área citoplasmática.
D
A bicamada lipídica da membrana plasmática é
composta por uma camada de fosfolipídios e outra
de colesterol, contendo proteínas e carboidratos
periféricos.
E
A membrana plasmática é formada por uma
bicamada de colesterol, onde fosfolipídios estão
ancorados junto com proteínas e carboidratos.
A membrana plasmática é formada por uma bicamada de
fosfolipídios com colesterol preso à cauda hidrofóbica. Ela possui
também proteínas integrais e periféricas, além de carboidratos
voltados para a região não citoplasmática.
Questão 2
A doença da inclusão das microvilosidades é um distúrbio
congênito das células epiteliais do intestino que se manifesta
essencialmente por diarreia aquosa persistente desde o primeiro
dia de vida, caracterizando uma doença grave. Os alimentos não
são absorvidos devido à superfície lisa e desorganizada das células
do epitélio intestinal.
(Adaptado de: OLIVEIRA et al., 2007).
Marque a opção que descreve corretamente as microvilosidades.
Parabéns! A alternativa C está correta.
As microvilosidades são especializações da membrana plasmática
caracterizadas por serem projeções citoplasmáticas presentes nas
faces livres das células que aumentam a superfície de contato e de
troca entre a célula e o meio, tendo papel fundamental na absorção
de células epiteliais do intestino.
A
São especializações da membrana que possuem
movimento e auxiliam no deslocamento de muco e
outras substâncias.
B
São especializações da membrana que formam um
cinturão, ligando células adjacentes por meio de
canais de passagem.
C
São especializações da membrana que aumentam a
superfície de contato absortiva e de troca entre a
célula e o meio.
D
São especializações cilíndricas e longas da
membrana que possuem movimento e dão
mobilidade às células.
E
São especializações da membrana que reforçam a
adesão entre células vizinhas na forma de
ancoragem.
4 - Transporte transmembrana e sinalização celular
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer os mecanismos de transporte
transmembrana e sinalização celular.
Permeabilidade e mecanismos de
transporte transmembrana
Permeabilidade da membrana
A membrana plasmática limita a célula, separando o conteúdo
citoplasmático do meio extracelular. No entanto, as células passam sua
vida interagindo com o ambiente externo, seja pelas trocas gasosas por
conta da respiração celular, seja pela obtenção de íons e outras
moléculas necessárias para a sua manutenção metabólica.
Dizemos que a membrana possui permeabilidade seletiva, isto é, a
capacidade de controlar quais moléculas atravessam seus domínios,
devido à sua natureza lipídica.
Independentemente do tipo de célula e da função que executa, para que
os elementos possam atravessar a membrana, é necessário
corresponder a alguns critérios que envolvem tamanho, polaridade e
carga. Veja:
Esses critérios atuam em conjunto, de modo que as moléculas
pequenas, apolares e sem carga atravessam com mais facilidade a
bicamada lipídica.
Atenção!
Outro ponto a se considerar é a concentração: algumas moléculas
atravessarão a membrana somente quando houver diferença de
concentração entre o meio intracelular e o extracelular. O oxigênio, por
 Moléculas menores têm mais facilidade de
atravessar a bicamada da membrana.
 Moléculas apolares atravessam a bicamada
da membrana com mais facilidade do que
moléculas polares. Isso ocorre pelo fato de
a membrana ser apolar.
 Moléculas com carga, mesmo as muito
pequenas, não conseguem atravessar a
bicamada lipídica.
exemplo, entra na célula quando sua concentração no meio extracelular
é maior do que no intercelular. Isso também vale para a saída de
moléculas da célula.
Mecanismos de transporte
transmembrana
Como dissemos, a permeabilidade seletiva está relacionada à natureza
da molécula, seja ela física ou química, e não tem relação com a função
dela. Basicamente, dividimos os transportes transmembrana em dois
tipos:
Esquema de transportes passivo e ativo através da membrana plasmática.
É importante saber que as substâncias se movem naturalmente,
segundo um gradiente de concentração, da região de alta concentração
para a de mais baixa concentração ou do meio hipertônico para o meio
hipotônico:
Meio isotônico
É aquele em que a concentração de soluto está em equilíbrio entre as
duas regiões.
Meio hipertônico
É aquele no qual a concentração de soluto é maior em uma região
(hipertônica) do que na outra.
Meio hipotônico
É aquele em que a concentração de soluto é menor em uma região
(hipotônica) do que na outra.
Tipos de transporte passivo
Existem dois tipos de transporte passivo: difusão e osmose. Vamos
saber mais sobre eles a seguir.
Difusão
É o movimento de substâncias do meio hipertônico para o hipotônico
até que haja equilíbrio entre os meios, conforme se pode observar na
imagem a seguir.
Difusão transmembrana simples e facilitada.
Nesse movimento, há dois tiposde difusão:
Difusão simples
As substâncias fluem do meio hipertônico para o hipotônico,
respeitando os critérios de tamanho, polaridade e carga. A
entrada e a saída de moléculas por difusão simples ocorrem de
modo que as concentrações de soluto e solvente sejam
equivalentes entre o meio intracelular e o extracelular. Da mesma
forma, dentro da própria célula, as substâncias podem se difundir
dentro do citoplasma.
Difusão facilitada
Funciona de maneira semelhante à difusão simples, embora
ocorra com o auxílio de proteínas que regulam o transporte. Os
íons e as moléculas sem carga precisam de auxílio para
atravessar a bicamada através de proteínas transmembranares.
Inúmeras moléculas podem atravessar a membrana sem gasto
de energia seguindo o gradiente de concentração, mas a difusão
facilitada se realiza em velocidade maior que a simples. Isso
ocorre por causa dos componentes proteicos (canais iônicos e
permeases), que facilitam e regulam o transporte de soluto entre
os lados da membrana.
As proteínas transportadoras atravessam a bicamada lipídica de um
lado ao outro. Por atravessarem a membrana mais de uma vez, essas
proteínas são do tipo multipasso. Elas podem ser formadas por duas ou
mais cadeias de proteínas diferentes e são altamente específicas,
transportando somente um tipo de molécula.
Como funcionam as proteínas transportadoras?
Existem dois grandes grupos de proteínas transportadoras de acordo
com o tipo de transporte:
Representação de proteínas carreadoras.
Proteínas carreadoras
Ligam-se à molécula em um dos lados da membrana e a
liberam do outro lado.
Representação dos canais proteicos.
Canais proteicos
Funcionam para formar um canal que permite a passagem de
um grande número de moléculas ao mesmo tempo. A maioria
dos canais proteicos transporta íons; por isso, eles são
chamados de canais iônicos. Esses canais são altamente
específicos e reconhecem apenas um tipo de íon; assim, as
células apresentam muitos canais iônicos distintos.
Existe uma proteína transportadora específica para a passagem de
moléculas de água: trata-se das aquaporinas. Elas estão presentes em
muitos tipos celulares, como nos eritrócitos, mas estão ausentes em
ovócitos de anfíbios e peixes.
Osmose
É semelhante à difusão simples, mas, nesse caso, as moléculas de água
que se movimentam do meio menos concentrado em soluto
(hipotônico) para o meio mais concentrado em soluto (hipertônico).
Pressão osmótica
É a pressão necessária para impedir a movimentação do soluto para um
meio puro.
Representação da osmose.
Vimos que o transporte passivo por difusão ocorre do meio hipertônico
para o hipotônico até que as concentrações extra e intracelular se
igualem. Mas há casos em que é necessário manter a desigualdade
entre os meios intra e extracelular, ocorrendo o movimento de moléculas
contra o gradiente de concentração. Isso ocorre por meio do transporte
ativo.
Transporte ativo
É o movimento de substâncias ou moléculas contra o gradiente de
concentração, cujo gasto energético geralmente ocorre na forma de ATP.
Esse tipo de transporte se dá somente por meio de proteínas
carreadoras.
Transporte ativo e passivo
Neste vídeo, a professora demonstra as diferenças entre os transportes
ativo e passivo.
O transporte ativo mais conhecido é a bomba de sódio e potássio. Nele,
o sódio (Na+) é bombeado para fora da célula, enquanto o potássio (K+)
é bombeado para dentro. Ele é chamado de transporte ativo por ocorrer
contra o gradiente de concentração e haver gasto de energia a partir da
quebra de uma molécula de ATP em ADP + Pi.
Isso se dá porque normalmente há mais Na+ no espaço extracelular do
que K+, enquanto no espaço intracelular existe mais K+ do que Na+. Em
resumo, o sódio entra na célula passivamente e é bombeado para fora
ativamente, enquanto que, no caso do potássio, ocorre o inverso.

Funcionamento da bomba de sódio e potássio.
As proteínas carreadoras podem ser classificadas em três grupos:
Antiporte
Transportam dois tipos de moléculas de cada vez, mas em sentidos
opostos.
Uniporte
Transportam apenas um tipo de molécula de cada vez.
Simporte
Transportam dois tipos de moléculas de cada vez no mesmo sentido.
Transporte de macromoléculas
Os tipos de transporte até agora discutidos servem apenas para que
pequenas moléculas e íons atravessem a membrana celular, entrando
ou saindo da célula. No entanto, as células são capazes de transferir
para o seu interior macromoléculas, como as proteínas e até mesmo
outros organismos.
Nesse caso, torna-se necessária a alteração na morfologia da
membrana celular, formando dobras que englobam o material a ser
transportado para o interior da célula. Esse tipo de transporte é
chamado de endocitose e pode ocorrer por dois processos: a fagocitose
e a pinocitose.
Fagocitose
A célula forma projeções denominadas pseudópodes que
englobam partículas sólidas. Pela natureza das partículas a
serem transportadas e por suas dimensões, esse tipo de
processo pode ser facilmente observado em microscopia óptica.
A fagocitose é um processo de alimentação de muitas células.
Para os animais, ela representa o mecanismo de defesa no qual
suas células do sistema imune englobam e destroem partículas
estranhas ao organismo, recebendo o nome de células
fagocitárias.
Pinocitose
Inicialmente descrita como englobamento de partículas líquidas,
ela é observada em praticamente todas as células e ocorre a
partir da invaginação da membrana plasmática, o que leva à
formação de pequenas vesículas de tamanho uniforme (200nm)
que são puxadas para o interior da célula pelo citoesqueleto. De
maneira geral, a pinocitose é seletiva, ocorrendo somente quando
a substância adere a receptores de membrana. Ela, porém, pode
ser não seletiva quando as vesículas englobam todo tipo de fluido
presente no meio extracelular.
Atenção!
No caso de o transporte ser no sentido do citoplasma para o meio
extracelular, esse processo recebe o nome de exocitose.
Representação da exocitose e da endocitose (pinocitose e fagocitose).
Mecanismo de sinalização celular
Em organismos multicelulares, a comunicação entre células é
fundamental, permitindo que cada região do organismo execute
determinada função. Essa comunicação ocorre por meio de sinais
químicos, o que torna necessária a presença de estruturas receptoras na
membrana das células.
Comunicação entre células.
Na membrana plasmática, estão presentes moléculas receptoras
capazes de se ligar como moléculas sinalizadoras ou simplesmente
ligantes. As receptoras são específicas para determinado tipo de ligante
e desencadeiam uma resposta na célula correspondente ao estímulo do
ligante.
Atenção!
Nem sempre o ligante vai ser encontrado no meio: ele também pode
fazer parte da membrana das células sinalizadoras. Para isso, a
membrana precisa estar perto da célula-alvo a fim de que tenha contato
com o receptor.
Há alguns tipos de sinalização de acordo com o tipo de molécula
sinalizadora e com as células que possuem receptores para esse fim.
Vamos conhecê-las a seguir.
Sinalização autócrina
As moléculas têm vida curta e atuam na própria célula.
Sinalização parácrina
As moléculas atuam nas células vizinhas e possuem vida curta,
sendo inativadas logo após executar as suas funções.
Sinalização endócrina
A molécula sinalizadora, como os hormônios, possui vida longa.
Os hormônios são liberados no espaço intercelular e carregados
pela circulação sanguínea.
Na sinalização dependente de contato, o sinalizador não é liberado. Ele
fica disposto na membrana da célula sinalizadora, sendo necessário o
contato com o receptor da célula-alvo para que ocorra a ligação.
Ao ser liberado no meio celular, o ligante pode se conectar a um vasto
número de células, porém um número restrito delas possui o receptor
para ele. A resposta ao ligante vai variar de acordo com as
características do receptor.
A maioria das células possui um conjunto específico de receptores para
diferentes sinaisquímicos que podem ativar ou inibir suas atividades. O
tipo de resposta emitido por cada célula depende da estrutura molecular
de seu receptor.
Exemplo
Um bom exemplo dessa variação é o efeito que a acetilcolina tem em
músculos esqueléticos e no músculo cardíaco. No primeiro, ela estimula
a contração; no segundo, diminui o ritmo e a força das contrações.
A comunicação por meio de hormônios tende a ser lenta, pois leva um
tempo para eles se distribuírem pela corrente sanguínea. Somente após
deixarem os vasos por difusão, os hormônios podem ser captados pelas
células com receptores.
A especificidade do hormônio depende da sua natureza química e do
tipo de característica da célula-alvo. Os hormônios ficam bastante
diluídos na corrente sanguínea, e o líquido extracelular é fundamental
para que os receptores se liguem a eles.
Os receptores podem ser intracelulares no caso de a molécula
sinalizadora ser pequena ou hidrofóbica suficiente para deixar a
membrana plasmática. No caso das moléculas sinalizadoras que não
podem atravessar a membrana, eles são extracelulares, ficando
expostos na superfície da membrana.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A membrana plasmática possui como uma de suas principais
funções o controle da entrada e saída de substâncias da célula. Por
causa da sua permeabilidade seletiva, há moléculas que podem
atravessá-la livremente seguindo o gradiente de concentração, ou
seja, movendo-se da região mais concentrada para a menos
concentrada sem que haja gasto de energia.
O tipo de transporte em questão é:
A o transporte bilateral.
Parabéns! A alternativa D está correta.
As substâncias podem entrar e sair da célula por transporte
passivo, como a difusão simples e a difusão facilitada, sem que
haja gasto de energia e seguindo o gradiente de concentração.
Questão 2
Além de íons e moléculas, as células são capazes de englobar e
expulsar macromoléculas e até mesmo organismos microscópicos
através da sua membrana. Observe a imagem a seguir e identifique
quais processos estão ocorrendo nas células A e B.
Parabéns! A alternativa D está correta.
B o transporte unilateral.
C o transporte ativo.
D o transporte passivo.
E o transporte em bloco.
A A: endocitose; B: fagocitose.
B A: fagocitose; B: endocitose.
C A: exocitose; B: pinocitose.
D A: pinocitose; B: exocitose.
E A: fagocitose; B: pinocitose.
A pinocitose é um tipo de endocitose em que a célula engloba
partículas e caracteriza-se pela formação de uma invaginação. A
exocitose é o processo de expulsão de partículas de dentro da
célula para o meio extracelular.
Considerações �nais
Neste conteúdo, estudamos as diferenças entre as células procariontes,
que incluem as bacterianas, e as eucariontes, mais complexas e que
incluem as células animais, vegetais e fúngicas. Ainda conhecemos a
composição química das células e a importância das moléculas
orgânicas e inorgânicas tanto para seu funcionamento quanto para o
próprio funcionamento do organismo vivo como um todo.
Após um enfoque geral nas células, voltamos nossos estudos para as
membranas celulares, principalmente para a membrana plasmática.
Essa membrana forma uma barreira que delimita a célula e fornece
suporte físico para as organelas celulares e as atividades intracelulares.
A membrana plasmática possui permeabilidade seletiva, controlando a
entrada e a saída de substâncias, e é responsável por outros processos,
como a sinalização e a comunicação com o meio externo e outras
células, por exemplo. Ela ainda pode apresentar especializações que
propiciam maior eficiência na absorção de substâncias (por exemplo, as
microvilosidades de células absortivas do epitélio intestinal), maior
deslocamento de substâncias do meio externo (os cílios de células do
epitélio das tubas uterinas que deslocam muco) ou até mesmo o
movimento das células (os flagelos dos espermazoides), entre outras.
Conhecer os diferentes tipos celulares, sua composição e as funções
desempenhadas pela membrana plasmática é, portanto, primordial para
o estudo da vida de forma geral.
Podcast
Ouça o podcast sobre as principais características das membranas
celulares.

Explore +
Para aprofundar o seu conhecimento acerca das estruturas
celulares, visite o interior de uma célula animal assistindo ao
vídeo Biologia: estrutura celular, disponível no canal Nucleus
medical media, no YouTube.
Você também pode observar como o transporte através da
membrana ocorre! Veja o vídeo Transporte de membrana, disponível
no canal BioMol I, também no YouTube.
Referências
ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 4. ed. Porto Alegre:
Artmed, 2004.
AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia: biologia das células. 4. ed. São
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JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio
de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO J. Histologia básica: texto e atlas. 12. ed.
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
MAHAN, L. K.; ESCOTT-STUMP, S.; RAYMOND, J. L. Krause: alimentos,
nutrição e dietoterapia. 13.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013.
OLIVEIRA, A. et al. Doença da inclusão das microvilosidades: a
importância do trabalho de enfermagem na doença crónica grave.
Nascer e crescer. v. 16. n. 2. 2007. p. 81-83.
ROBERTIS, E. M. F. de. Bases da biologia celular e molecular. 4. ed. Rio
de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
TACO. Tabela brasileira de composição de alimentos. 4.ed. Campinas:
NEPA-UNICAMP, 2011.
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