Apostila Biologia Molecular

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BIOLOGIA MOLECULAR 
E CELULAR 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof.ª Elaine Ferreira Machado 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Na disciplina de Biologia Molecular e Celular do curso de Ciências 
Biológicas, trabalharemos com características e funções das moléculas 
inorgânicas e das macromoléculas nos organismos vivos. Veremos como a água 
e os sais minerais são fundamentais para o equilíbrio osmótico dos seres vivos, 
e também vamos conferir os papéis biológicos de carboidratos, lipídios, 
proteínas e enzimas. É importante lembrar que os ácidos nucleicos são também 
biomoléculas. 
São objetivos deste estudo: 
• Geral: analisar os diferentes tipos de moléculas que compõem as células 
e suas respectivas funções. 
• Específicos: identificar a estrutura e a função da água e dos sais minerais 
na célula; identificar a estrutura geral dos carboidratos e sua função na 
composição das estruturas celulares; identificar a estrutura dos lipídios e 
o papel biológico que desempenham em nível celular; identificar a 
estrutura das proteínas e enzimas e as funções desempenhadas por 
essas macromoléculas; realizar atividade prática de identificação de 
carboidratos e de ação das enzimas. 
TEMA 1 – A ÁGUA E OS SAIS MINERAIS 
A água e os sais minerais são compostos fundamentais tanto no meio 
intracelular quanto no extracelular. São responsáveis pelo equilíbrio osmótico 
das células, bem como por outras inúmeras funções que mantêm sua 
homeostase, e, por isso, são indispensáveis à vida. 
São substâncias adquiridas pela ingestão direta no meio no qual vivem os 
seres vivos, dissolvidas ou indiretamente nos alimentos. A água é necessária em 
quantidades significativas aos seres vivos, já que compõe a maior parte da 
estrutura celular. Já os sais minerais, em sua maioria, são necessários em 
pequenas quantidades para as atividades celulares. 
Nesse tópico, detalharemos a importância da água e dos sais minerais 
para os seres vivos. 
 
 
 
3 
1.1 Água 
Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 40), “a origem das células está 
associada à água, e esta é a molécula mais abundante em todas as células sem 
exceção [...]. A água e seus íons influenciam poderosamente a configuração e 
as propriedades biológicas das macromoléculas”. A água está intimamente 
ligada às funções de todas as outras moléculas celulares, e sua disposição 
influencia o metabolismo celular. 
A molécula de água é assimétrica, composta por dois átomos de 
hidrogênio e um de oxigênio, formando um ângulo de 104,5º, garantindo sua 
polaridade e a propriedade de solvente universal. Também tem característica de 
dipolo, fato que a torna um excelente solvente de substâncias cristalinas e de 
outros compostos orgânicos, como proteínas e carboidratos. A Figura 1 
representa a composição da molécula de água. 
Figura 1 – Representação da molécula de água 
 
Crédito: chromatos/Shutterstock. 
Algumas substâncias têm afinidade com a água e nela se dissolvem: são 
as chamadas “moléculas hidrofílicas”; outras moléculas não têm essa mesma 
afinidade, portanto, não se dissolvem, e por isso são chamadas de hidrofóbicas. 
São exemplos de substâncias hidrofílicas os carboidratos e as proteínas. Como 
exemplos de substâncias hidrofóbicas temos os lipídios, como óleos e gorduras. 
Segundo Souza e Elias (2006, p. 139), “a água corresponde à maior parte 
do peso dos indivíduos. Em um neonato, corresponde a cerca de 75 a 80% do 
seu peso. Aos 12 meses, o teor de água do organismo é de 65%; na 
adolescência, alcança o valor de 60% no sexo masculino e 55% no sexo 
feminino, que se mantém na vida adulta”. 
 
 
4 
Outro fator de variação da água nos organismos, além da idade, está 
relacionado à taxa metabólica de órgãos e tecidos: quanto mais ativo um órgão 
ou tecido, maior a quantidade de água responsável pelas reações químicas da 
célula. Assim, um neurônio apresenta taxa de água bem maior que uma célula 
da polpa do dente, por exemplo. 
Diferentes espécies também apresentam níveis diferenciados de água na 
sua composição. Pode-se comparar uma água-viva e um réptil, por exemplo, 
para perceber essas diferenças quanto à espécie. 
A água é obtida pelos seres vivos e “provém de duas fontes principais. A 
ingestão de líquidos e a água contida nos alimentos” (Souza; Elias, 2006, p. 140). 
Já a eliminação da água ocorre por meio de urina, suor, fezes e respiração 
sistêmica. 
Considerando a importância da água no desenvolvimento e na 
manutenção da vida, podemos elencar suas principais funções: 
1. Solvente universal: a água dissolve o maior número de substâncias (com 
exceção dos lipídios), transformando em íons as substâncias cristalinas. 
2. Meio de transporte: de proteínas, vitaminas, gases, alimentos, entre 
outras substâncias, como, por exemplo, o plasma sanguíneo. 
3. Lubrificante: de tecidos e órgãos, como ocorre nas articulações. 
4. Mantenedora da temperatura corpórea. 
5. Reguladora da composição do organismo, deslocando-se ativamente por 
osmose. 
6. Participante ativa das reações de condensação e de hidrólise. 
A água não se encontra na sua forma pura nas células vivas. Nela estão 
dissolvidas muitas substâncias, como os sais minerais, formando compostos 
iônicos de fundamental importância para a manutenção osmótica dos meios intra 
e extracelulares. 
1.2 Sais minerais 
Nos organismos vivos há uma grande variedade de minerais, ou 
eletrólitos. Segundo Souza e Elias (2006, p. 142), “o plasma e o líquido intersticial 
são os grandes responsáveis pela regulação da água no organismo; a sua 
composição eletrolítica é praticamente a mesma, exceto pela presença de 
proteínas no plasma. Os íons presentes nos líquidos orgânicos desempenham 
 
 
5 
funções essenciais à manutenção do perfeito equilíbrio funcional celular” – ou 
seja, a combinação de água e minerais torna-se situação primordial para o 
equilíbrio da vida. 
Alguns sais minerais são fundamentais para o bom funcionamento dos 
seres vivos, mesmo em pequenas doses. A falta de minerais provoca sérios 
distúrbios no funcionamento dos organismos, alterando o metabolismo e 
podendo levar à morte. Na Figura 2, confira alguns sais minerais essenciais ao 
metabolismo celular: 
Figura 2 – Alguns sais minerais essenciais ao metabolismo dos seres vivos 
 
Crédito: Designua/Shutterstock. 
O Quadro 1 apresenta um resumo dos principais sais minerais 
responsáveis pelo equilíbrio osmótico das células, bem como pela formação e 
manutenção de estruturas celulares, tecidos e órgãos: 
Quadro 1 – Principais sais minerais essenciais ao equilíbrio osmótico das células 
Sal Mineral Função Fontes 
Sódio Está relacionado principalmente à regulação do 
volume de líquidos corporais; é importante na 
condução do impulso nervoso; assim como o 
potássio, está relacionado com a pressão 
sanguínea e com as contrações musculares. 
Sal de cozinha, em 
alguns vegetais, 
queijo e diversos 
outros alimentos. 
Potássio Está relacionado à contração muscular e às 
atividades dos nervos, pois atua promovendo a 
excitabilidade elétrica. Além disso, é importante 
regulador dos batimentos cardíacos. 
Em frutas, cereais, 
leite e carnes. 
Cálcio Participa da formação de ossos e dentes. Além 
disso, participa da coagulação sanguínea e 
regula uma grande quantidade de funções 
celulares, incluindo o processo de contração 
muscular. 
 Leite e derivados, 
gema de ovo, 
cereais e legumes 
verdes. 
 
 
6 
Magnésio Fundamental para o funcionamento adequado de 
nervos e músculos. Além disso, está relacionado 
ao metabolismo do cálcio e à síntese de vitamina 
D. 
Verduras com folhas 
verde-escuras, 
cereais, frutas 
cítricas e 
leguminosas. Nos 
vegetais, atua na 
formação da 
clorofila. 
Ferro Por ser o componente principal da hemoglobina, 
esse sal mineral está relacionado ao transporte 
de oxigênio no nosso corpo e nos citocromos. 
Fígado, rim, 
coração, gema de 
ovo, vegetais 
verdes, beterraba, 
feijão, cereais.Flúor Atua na composição de dentes e ossos. Além 
disso, está relacionado à prevenção das cáries 
dentárias. 
 Água fluorada. 
Zinco Fundamental para o funcionamento adequado de 
nervos e músculos. Além disso, está relacionado 
ao metabolismo do cálcio e à síntese de vitamina 
D. 
Verduras com folhas 
verde-escuras, 
cereais, frutas 
cítricas e 
leguminosas. Nos 
vegetais, atua na 
formação da 
clorofila. 
Manganês Cofator de diversas enzimas, estando inclusive 
envolvido no metabolismo da glicose. Pode atuar 
na proteção das células contra os danos que 
podem ser causados pelos radicais livres. 
Cereais integrais, 
abacaxi, manga e 
ovos. 
Carbonatos São essenciais para o controle da acidez do 
ambiente interno das células, ou seja, o pH celular. 
Fontes diversificadas 
de acordo com a 
composição em 
carbonato de cálcio, 
sódio etc. 
Iodo Essencial ao funcionamento da glândula tireoide. Frutos do mar, leite, 
ovos, sal iodado. 
Fonte: elaborado com base em Amabis; Martho, 2016. 
Os sais minerais podem ser encontrados nos seres vivos em forma 
solúvel, formando íons ou eletrólitos (ferro, zinco, manganês, sódio, potássio) e 
em forma insolúvel ou cristalina (cálcio, carbonatos, entre outros). Os primeiros 
participam ativamente da composição intra e extracelular; já os segundos 
participam da formação de esqueletos, carapaças, dentes e outras estruturas 
orgânicas. 
TEMA 2 – CARBOIDRATOS 
Os carboidratos são também denominados “hidratos de carbono”, 
popularmente chamados de “açúcares”. Formam reservas nutritivas que servem 
de fonte imediata de energia para os seres vivos, além de fazerem parte da 
constituição das glicoproteínas, que têm função estrutural e enzimática, e de 
proteoglicanos, também de função estrutural. 
 
 
7 
Francisco Júnior (2008, p. 8) afirma que “os carboidratos perfazem a mais 
abundante classe de biomoléculas da face da Terra. Sua oxidação é o principal 
meio de abastecimento energético da maior parte das células não 
fotossintéticas”. 
Quimicamente, a maioria dos carboidratos apresenta átomos de carbono, 
hidrogênio e oxigênio em proporção 1:2:1, respectivamente (CH2O). Essa 
proporção é responsável pela nomeação “carboidratos” – “carbono hidratado”. 
Nos organismos, os carboidratos apresentam funções que variam de 
estrutura, como vimos acima, e de função de reconhecimento celular. Por 
exemplo, o amido e o glicogênio funcionam como reservas para plantas e 
animais, respectivamente; outras substâncias, como a celulose, os 
peptidoglicanos e a quitina, participam da constituição da parede celular dos 
vegetais, da parede celular de bactérias e do exoesqueleto dos artrópodes, 
respectivamente. Além das duas funções citadas acima, os carboidratos 
participam da formação do glicocálix (adesão entre células e reconhecimento 
celular). 
Os carboidratos podem ser complexos, com longas cadeias de 
carboidratos simples, ou carboidratos simples. São, portanto, classificados em 
polissacarídeos, oligossacarídeos e monossacarídeos, as unidades básicas dos 
carboidratos. 
2.1 Polissacarídeos 
Junqueira e Carneiro (2005, p. 60) afirmam que 
Os polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos. Há 
polissacarídeos com moléculas lineares, enquanto outros têm 
moléculas ramificadas. A molécula de alguns polissacarídeos é 
constituída pela repetição de um único tipo de monossacarídeo. 
São os polissacarídeos simples ou homopolímeros. Por 
exemplo, o amido e o glicogênio são polímeros simples de D-
glicose e não contém outro tipo de molécula. Os polissacarídeos 
complexos (heteropolímeros), constituídos por mais de um tipo 
de monossacarídeo, são menos frequentes nas células, porém, 
são muito importantes. 
Os polissacarídeos podem ser classificados em polissacarídeos de 
reserva, polissacarídeos informacionais e estruturais. Glicogênio e amido são 
polissacarídeos de reserva. 
O glicogênio aparece nas células em forma de grânulos que também 
apresentam enzimas para sintetizar e despolimerizar o glicogênio. O glicogênio 
 
 
8 
aparece em tecidos musculares e também no fígado de animais como reserva 
energética. Suas cadeias carbônicas são ramificadas com inúmeras repetições 
da molécula de glicose. A Figura 3 demonstra a estrutura do glicogênio: 
Figura 3 – Estrutura da molécula de glicogênio 
 
Crédito: Ghost Design/Shutterstock. 
O amido é um polissacarídeo de reserva vegetal, composto por dois tipos 
de moléculas: a amilose e a amilopectina. Nos vegetais, encontra-se em raízes, 
caules, folhas, frutos e sementes. Sua síntese ocorre por meio da fotossíntese. 
Na Figura 4, veja a estrutura da amilopectina e da amilose formando o amido: 
Figura 4 – Estrutura do amido 
 
Crédito: Ghost Design/Shutterstock. 
Além dos polissacarídeos de reserva, a célula conta com os 
polissacarídeos estruturais, como peptidoglicano, celulose, glicocálix e quitina. 
Cada um deles exerce funções específicas nos seres vivos. 
A celulose é um homopolissacarídeo linear, não ramificado e com função 
estrutural, formando principalmente paredes celulares. A quitina também é um 
 
 
9 
homopolissacarídeo insolúvel e que forma o exoesqueleto dos artrópodes e de 
alguns fungos. 
Todos os polissacarídeos apresentam estrutura e composição 
perfeitamente adaptáveis às funções que exercem na natureza. 
2.2 Oligossacarídeos 
Os oligossacarídeos são formados por ligações glicosídicas, ligações 
covalentes que unem monossacarídeos entre si. Essa ligação também é 
responsável pela formação dos polissacarídeos. Ao contrário dos 
polissacarídeos formados por longas cadeias de monossacarídeos, as cadeias 
dos oligossacarídeos são formadas por até 10 unidades de monossacarídeos. 
Os oligossacarídeos mais comuns são os dissacarídeos, formados pela 
união de dois monossacarídeos. São eles a sacarose, a lactose e a maltose. A 
sacarose (glicose + frutose) é o açúcar da cana, por exemplo, com ampla 
utilização comercial em nosso país para a produção de etanol (Francisco Júnior, 
2008, p. 9). Já a lactose (glicose + galactose) é o açúcar do leite, que fornece 
diversos derivados em processo de fermentação. A maltose resulta da hidrólise 
do amido, sendo constituída por duas moléculas de glicose. 
2.3 Monossacarídeos 
Os monossacarídeos são classificados de acordo com o número de 
carbonos em trioses, tetroses, pentoses e hexoses. Os principais 
monossacarídeos são as pentoses e hexoses. Pentoses são açúcares com cinco 
carbonos na constituição molecular, enquanto as hexoses apresentam seis 
carbonos. 
As principais pentoses são a ribose (RNA) e a desoxirribose (DNA). Já as 
hexoses são representadas principalmente por glicose, frutose e galactose. A 
glicose e a frutose participam ativamente dos processos fermentativos, 
convertendo-se em etanol e dióxido de carbono. A glicose é a principal fonte 
energética para os seres humanos e outros animais. A Figura 5 traz a 
representação esquemática da molécula de glicose, fonte imediata de energia 
para as células: 
 
 
 
10 
Figura 5 – Estrutura química da glicose 
 
Crédito: Linnas/Shutterstock. 
TEMA 3 – LIPÍDIOS 
Lipídios são compostos de carbono extraídos de células e tecidos por 
solventes orgânicos. Não se dissolvem em água por serem polares, por isso 
constituem um grupo de moléculas muito diferentes dos outros compostos 
orgânicos. Incluem gorduras, óleos, ceras, terpenos, esteroides e vitaminas. 
Os lipídios apresentam muitas funções importantes, como reserva 
energética, participação na composição das membranas celulares, formação de 
vitaminas e ação hormonal. 
Os lipídios classificam-se em “lipídios de reserva nutritiva” e “lipídios 
estruturais”. 
3.1 Lipídios de reserva nutritiva 
Os lipídios de reserva nutritiva são representados por gorduras, óleos, 
ceras e ácidos graxos (embora alguns ácidos graxos possam ser estruturais). 
As gorduras são lipídios sólidos à temperatura ambiente, ao passo que os 
óleos são líquidos na mesmacondição. Para Barreiros e Barreiros (s.d., p. 9): 
As gorduras são normalmente obtidas de animais e em geral 
compostas de triacilgliceróis com ácidos graxos saturados ou ácidos 
graxos com apenas uma ligação dupla. As cadeias saturadas dos 
ácidos graxos se empacotam melhor, fazendo com que os 
triacilgliceróis apresentem pontos de fusão relativamente altos, o que 
faz com que sejam sólidos à temperatura ambiente. Os óleos são 
obtidos de produtos vegetais como milho, feijão, soja, olivas e 
amendoins. São compostos de triacilgliceróis com ácidos graxos 
insaturados que não podem se empacotar firmemente. Em 
decorrência, apresentam pontos de fusão relativamente baixos, 
fazendo com que sejam líquidos à temperatura ambiente. 
 
 
11 
Óleos e gorduras constituem reservas de energia nas células, e sua 
hidrólise resulta na formação de glicerol e ácidos graxos. As gorduras geralmente 
ficam depositadas em células especiais: as células adiposas dos animais. 
As ceras são lipídios sólidos capazes de agir como repelentes de água, 
por isso depositam-se em folhas e frutos de vegetais, penas e pele dos animais. 
Devido à insolubilidade, são fundamentais para evitar a desidratação dos seres 
vivos e para proteger órgãos expostos ao meio ambiente. 
3.2 Lipídios estruturais 
Lipídios estruturais são aqueles que, de uma forma ou de outra, participam 
das estruturas dos seres vivos, seja em nível macro ou microscópico. São eles 
os fosfolipídeos, os glicolipídios e o colesterol. 
Suas moléculas são mais longas e mais complexas quando comparadas 
com os lipídios de reserva. Possuem uma extremidade hidrofílica e outra 
hidrofóbica. 
Os fosfolipídeos são componentes das biomembranas pelo caráter 
anfipático das moléculas. São representados pelos fosfoglicerídeos e 
esfingolipídios. Aparecem distribuídos em membranas celulares. Os glicolipídios 
aparecem no tecido nervoso, e alguns deles têm estruturas bastante complexas. 
O colesterol está presente nas membranas plasmáticas das células 
animais e é responsável pela fluidez da membrana. As células vegetais não 
possuem colesterol na membrana, mas apenas os chamados “fitoesteróis”. 
Além disso, o colesterol é precursor de hormônios como a progesterona 
e a testosterona, além de hormônios como os adrenocorticoides, vitamina D e 
sais biliares. 
O colesterol pode ser classificado em LDL e HDL. Enquanto o LDL (low 
density lipoproteins, ou lipoproteínas de baixa densidade) transporta o colesterol 
do fígado às células, o HDL (high density lipoproteins, ou lipoproteínas de alta 
densidade) faz o inverso, retirando o excesso de colesterol e levando-o de volta 
ao fígado para ser eliminado pelo corpo. O colesterol pode ser classificado em 
“colesterol bom” e “colesterol ruim”. Indivíduos com índices maiores de HDL no 
corpo têm menor probabilidade de ter alguma doença no coração. Já indivíduos 
que possuem um LDL elevado podem acumulá-lo em vasos sanguíneos, com 
maiores probabilidades de sofrer doenças cardíacas (Inpet, 2019). 
 
 
12 
TEMA 4 – PROTEÍNAS E ENZIMAS 
Proteínas são também macromoléculas ou biomoléculas de grande 
importância na constituição das células. São polímeros de aminoácidos que 
formam cadeias polipeptídicas. 
As proteínas são os componentes mais abundantes no peso seco de um 
organismo e apresentam elevada massa molecular. O nome “proteína” deriva da 
palavra proteos, que significa “de primeira ordem”, expressando sua importância 
em várias funções celulares, inclusive agindo como enzimas. São constituídas 
de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Essas ligações determinam o 
tipo de proteína, bem como sua forma e respectivas funções. 
4.1 Aminoácidos 
Os aminoácidos são os monômeros que formam as proteínas. Podem ser 
denominados aminoácidos não essenciais (aqueles sintetizados pelo organismo) 
e aminoácidos essenciais (não sintetizados pelo organismo). São 
aproximadamente 20 os aminoácidos que constituem as proteínas dos seres 
vivos. 
Cada aminoácido é formado por um radical amino, um radical carboxílico, 
um hidrogênio e um grupo R. O grupo R é variável nos 20 tipos diferentes de 
aminoácidos. 
A Figura 6 ilustra a composição química dos 20 tipos de aminoácidos. 
Figura 6 – Estrutura química dos aminoácidos 
 
Crédito: Cristian Victor Rete/Shutterstock. 
 
 
13 
Individualmente, os aminoácidos apresentam a seguinte estrutura (Figura 
7): 
Figura 7 – Estrutura geral do aminoácido 
 
Crédito: Luciano Cosmo/Shutterstock. 
4.2 Ligações peptídicas 
A grande variabilidade de arranjos nas cadeias polipeptídicas e os 
diferentes aminoácidos, ligados entre si por ligações peptídicas correspondem 
às diferentes propriedades químicas que darão as funções das proteínas. 
O arranjo dos aminoácidos nas chamadas ligações peptídicas é 
fundamental para a estrutura proteica. As ligações peptídicas ocorrem entre o 
grupamento carboxila de um aminoácido e o grupamento amina de outro. Na 
ligação, ocorre a liberação de uma molécula de água (desidratação) na síntese 
proteica. A Figura 8 demonstra o esquema de uma ligação peptídica. 
Figura 8 – Esquema de uma ligação peptídica 
 
 
 
 
14 
4.3 Classificação da estrutura das proteínas 
As proteínas podem ser simples ou conjugadas. As primeiras apresentam 
apenas aminoácidos em sua composição, ao passo que as segundas 
apresentam outros compostos, como açúcares, lipídios, íons, entre outros. 
Cada tipo de proteína possui uma configuração baseada na sequência de 
aminoácidos e também nos tipos de ligações químicas em arranjos 
intramoleculares. Dessa forma, as proteínas podem ser classificadas conforme 
sua estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. A Figura 9 apresenta 
as imagens respectivas dessas estruturas: 
Figura 9 – Estruturas das moléculas de proteínas 
 
Crédito: Emre Terim /Shutterstock. 
Classificam-se ainda as proteínas como globulares e fibrosas, de acordo 
com sua solubilidade em água. A hemoglobina caracteriza-se como um exemplo 
de proteína globular; a queratina, como proteína fibrosa. 
4.4. Desnaturação proteica 
As proteínas são macromoléculas que exigem condições ótimas para seu 
funcionamento, como pH e temperatura. Em casos de instabilidade do meio, 
ocorre o fenômeno denominado “desnaturação proteica”. 
A desnaturação, muito comum em proteínas, caracteriza-se como um 
processo no qual moléculas biológicas perdem suas funções devido a alguma 
mudança no meio (altas temperaturas, variações de pH etc.). Nesse caso, as 
proteínas perdem sua estrutura tridimensional, embora mantenham a cadeia 
primária de aminoácidos. Por isso, pH menor que 5,0 (com exceções) e 
 
 
15 
temperaturas acima de 50 ºC são incompatíveis com a vida, uma vez que ocorre 
a desnaturação proteica. 
Em muitos casos, quando as situações de desnaturação não são 
extremas, é possível renaturar as proteínas, fenômeno chamado de 
“renaturação”. A Figura 10 representa a desnaturação da albumina, proteína do 
ovo, em adição de álcool: 
Figura 10 – Desnaturação proteica 
 
Crédito: Chuchat Treepraphakorn/Shutterstock. 
4.5 Funções das proteínas 
As proteínas desempenham diferentes funções nos organismos. Entre 
elas, podemos elencar: 
• Proteínas de transporte: hemoglobina. 
• Proteínas nutritivas e de reserva: albumina. 
• Proteínas contráteis ou do movimento: actina e miosina. 
• Proteínas estruturais: colágeno. 
• Proteínas de defesa: anticorpos. 
• Proteínas reguladoras: hormônios. 
• Enzimas: amilases, lipases, proteases. 
4.6 As enzimas – proteínas catalisadoras 
Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 44), “as enzimas são moléculas 
proteicas dotadas da propriedade de acelerar intensamente determinadas 
 
 
16 
reações químicas”. Soares (2005, p. 135) afirma que se trata da “designação 
geral das proteínas que atuam como catalisadores das reações químicas”. 
Enzimas são, dessa forma, proteínas com capacidade catalítica e com 
uma especificidade muitogrande nos substratos em que atuam. Cada enzima 
age em um substrato específico, sendo, portanto, específica em suas reações 
químicas. Poderíamos colocar como exemplo a amilase salivar que age apenas 
em amido, ou a DNA-polimerase que atua especificamente na replicação do 
DNA, ou a catalase, como veremos na sequência, que atua apenas na 
decomposição do peróxido de hidrogênio. 
Assim, pode-se comparar as enzimas com um sistema denominado 
“chave-fechadura”: uma analogia com a atuação de chaves em fechaduras 
específicas, tal como ocorre na ação enzima-substrato. 
As enzimas, além dessa especificidade, também são exigentes em seus 
meios de atuação: precisam de pH e temperatura específicos. A enzima pepsina, 
por exemplo, atua apenas em pH ácido (em torno de 2,0) e temperatura de 36,5°. 
Por isso, a temperatura corpórea e o ácido clorídrico do estômago são 
fundamentais para sua atuação. 
A Figura 11 demonstra a ação catalítica da enzima maltase em seu 
substrato, a maltose: 
Figura 11 – Ação catalítica da maltase 
 
A nomenclatura das enzimas segue, geralmente, um padrão: são 
nomeadas com o sufixo ase (ribonucleases, maltases, lactases), sendo 
exceções a tripsina e a pepsina. 
 
 
 
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TEMA 5 – SUGESTÕES PRÁTICAS DE IDENTIFICAÇÃO DE BIOMOLÉCULAS 
NAS CÉLULAS 
5.1 Identificação de polissacarídeos 
Francisco Júnior (2008), em seu artigo “Carboidratos: estrutura, 
propriedades e funções” (confira na lista de referências) sugere diversas práticas 
de identificação de carboidratos. Utilizaremos uma delas: a “pesquisa de 
polissacarídeos (teste do iodo)”. O procedimento descrito pelo autor é bastante 
simples: 
Adicionar em diferentes tubos de ensaio 2,0 ml de cada amostra 
e 2,0 ml de água com amido, sacarose (açúcar comum) e mel. 
Adicionar em cada tubo 5 gotas de solução de lugol (tintura de 
iodo). Por fim, adicione 5 gotas de NaOH – aproximadamente 1 
mol L-1 (prepare dissolvendo duas colheres de sopa de soda 
cáustica em um copo plástico de 200 ml de água) e 5 gotas de 
HCl. Observar e anotar os resultados. (Francisco Junior, 2008, 
p. 12) 
5.2 A especificidade das enzimas em substratos 
Para discutir a especificidade das enzimas em substratos e a ação da 
temperatura e do pH sobre a atividade enzimática, trabalharemos com uma 
enzima denominada “catalase”. 
Pinheiro e Pompilho (2011) investigaram o ensino de enzimas com a 
utilização de materiais alternativos para estudantes do Ensino Médio e 
publicaram os resultados em um artigo denominado “O ensino de enzimas: uma 
abordagem experimental de baixo custo” (confira na lista de referências). A 
atividade proposta pelos autores pode ser replicada em sala de aula e com bons 
resultados, como os obtidos na investigação relatada no estudo. 
NA PRÁTICA 
1. A água é uma substância fundamental nos organismos vivos. Sua taxa 
varia de acordo com espécie, idade do indivíduo e atividade metabólica 
da célula. Construa gráficos que demonstrem essa variação e justifique 
sua resposta. 
2. O ferro é um elemento mineral essencial ao funcionamento das células. 
Pesquise o papel biológico do ferro, as fontes alimentares desse mineral, 
 
 
18 
as consequências da carência de ferro, bem como do seu excesso no 
organismo. Leia o artigo “Sugestão de abordagem para o ensino de 
Ciências: o uso de um seriado de TV” (Disponível em: 
<http://revistascientificas.ifrj.edu.br:8080/revista/index.php/reci/article/do
wnload/62/89>). Pense na atividade proposta e em como você, futuro 
biólogo, poderia utilizá-la. 
3. Trabalhamos enzimas específicas em sua ação: a maltase e a catalase. 
Pesquise três outras enzimas e seu mecanismo de ação na fisiologia 
humana. Esquematize o processo. 
4. Estão na moda as dietas alimentares. Muitas delas restringem lipídios na 
alimentação. Considerando o papel biológico dos lipídios, pesquise e 
explique as consequências de uma dieta que restringe essas moléculas. 
5. Analisando o histórico do desenvolvimento da Biologia Celular e 
Molecular, escolha um dos pesquisadores citados neste estudo e, no 
Google Acadêmico ou na base Scielo, pesquise artigos sobre a 
importância das pesquisas realizadas por eles e como elas podem ser 
transpostas para sua prática profissional. 
FINALIZANDO 
Vamos revisar os temas estudados: 
• A água e os sais minerais como compostos inorgânicos da célula. 
• O papel dos carboidratos como fonte de energia para a célula. 
• A estrutura e o papel biológico dos lipídios. 
• A diversidade de proteínas que forma células e tecidos e suas respectivas 
funções biológicas. 
• As enzimas, proteínas catalizadoras de reações químicas em temperatura 
e pH ideais. 
 
http://revistascientificas.ifrj.edu.br:8080/revista/index.php/reci/article/download/62/89
http://revistascientificas.ifrj.edu.br:8080/revista/index.php/reci/article/download/62/89
 
 
19 
REFERÊNCIAS 
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2016. 
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biomoléculas. Disponível em: 
<http://www.cesadufs.com.br/ORBI/public/uploadCatalago/12265410072012Qui
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Química Nova na Escola, n. 29, ago. 2008. 
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Disponível em: <http://www.imtep.com.br/site/2018/07/27/a-diferenca-entre-ldl-
e-hdl-colesterol-e-como-controla-los/>. Acesso em: 30 ago. 2019. 
JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8. ed. Rio 
de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 
PINHEIRO, W. de A.; POMPILHO, W. M. O ensino de enzimas: uma abordagem 
experimental de baixo custo. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e 
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SOARES, J. L. Dicionário etimológico e circunstanciado de Biologia. São 
Paulo: Scipione, 2005. 
SOUZA, M. H.; ELIAS, D. O. Fisiologia da água e eletrólitos. In: Fundamentos 
da circulação extracorpórea. 2. ed. Rio de Janeiro: Centro Editorial Alfa Rio, 
2006. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIOLOGIA CELULAR E 
MOLECULAR 
AULA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof.ª Elaine Ferreira Machado 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Nesta aula de Biologia Molecular e Celular do Curso de Ciências 
Biológicas, da licenciatura e bacharelado, trabalharemos com os envoltórios 
celulares: a membrana plasmática (envoltório presente em todas as células) e a 
parede celular (presente em bactérias, fungos e plantas). Esses envoltórios, 
além de proteger as células contribuem para o mecanismo seletivo de 
substâncias e sinalização celular em processos de reconhecimento entre 
células. Por isso, serão objetivos da aula: 
Geral: compreender a composição e a função dos envoltórios celulares e 
suas relações com a homeostase do organismo; 
Específicos: compreender a importância da membrana celular para os 
organismos procariontes e eucariontes; identificar os principais transportes de 
membrana e o gasto energético da célula; identificar a estrutura da parede 
celular em diferentes grupos de seres vivos e sua importância na manutenção 
da célula; compreender o processo de sinalização e comunicação celular 
realizado pelos receptores de membrana e a importância para a homeostase da 
célula. 
TEMA 1 – A MEMBRANA PLASMÁTICA 
 A membrana plasmática é a fronteira biológica que delimita a 
estrutura da célula, separando o conteúdo celular do meio externo. Constitui uma 
barreira seletiva responsável pela troca de substâncias com o meio externo. 
Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 76), “todas as membranas 
celulares são constituídas por uma bicamada fluida de fosfolipídios em que estão 
inseridas moléculas de proteínas”. 
Assim, a membrana plasmática é uma película delgada, visível apenas ao 
microscópio eletrônico. Composta por lipídios e proteínas (bicamada lipídica com 
inserção de proteínas, a membrana plasmática delimitao espaço intracelular, 
separando-o do espaço extracelular). Além disso, as organelas membranosas 
também apresentam composição de membranas semelhante a membrana 
plasmática. 
Os modelos propostos de membrana plasmática evoluíram ao longo dos 
tempos tal como a tecnologia dos microscópios, em especial o microscópio 
eletrônico, fato que permitiu um estudo mais detalhado desse componente 
 
 
3 
celular relacionando sua estrutura a função da permeabilidade seletiva. Assim a 
membrana tem ação eficaz na seleção de substâncias que entram e saem da 
célula bem como faz transportes de acordo com a necessidade celular. Além 
disso, glicoproteínas e outras moléculas da membrana permitem o 
reconhecimento entre células do mesmo tecido. 
Assim a membrana tem ação eficaz na seleção de substâncias que 
entram e saem da célula bem como faz transportes (mediado e não mediado por 
proteínas de membrana) de acordo com a necessidade celular. Além disso, 
glicoproteínas e outras moléculas da membrana permitem o reconhecimento 
entre células do mesmo tecido. 
1.1 História dos estudos da membrana plasmática 
Desde o século XIX, vários pesquisadores vêm propondo diferentes 
explicações para a estrutura a membrana plasmática, propondo para isso, 
modelos da sua composição associada a funcionalidade dessa estrutura tão 
importante para a célula. Segundo Reis (2014, p. 1): 
Os primeiros dados que sugeriram a composição da Membrana 
Plasmática, foram obtidos por Overton em 1895 e eram de natureza 
funcional. Este cientista estudou as taxas de penetração de mais de 
500 compostos químicos em células animais e vegetais, chegando às 
seguintes conclusões: a) apresentavam diferentes permeabilidades. b) 
Compostos solúveis em lipídios apresentam taxas de difusão 
superiores. c) as estruturas membranares eram destruídas quando 
sobre elas se fazia atuar solventes lipídicos. 
Com as constatações de Overton outros estudos foram sendo 
direcionados para elucidar a estrutura da membrana plasmática. Desta forma, o 
primeiro modelo da chamada bicamada fosfolipídica foi proposta em 1925. 
Segundo a proposição desse modelo, a membrana seria formada por duas 
camadas de fosfolipídios cujas extremidades apolares hidrofóbicas estariam 
voltadas para o interior da membrana e as extremidades polares, hidrófilas 
estariam voltadas para o exterior. Essa proposta for feita por Gorter e Grendel. 
Em 1935, Davson e Danielli, estudando a permeabilidade da membrana 
propuseram um modelo em que a membrana seria composta pela bicamada de 
fosfolipídios revestida por proteínas. Essas proteínas não seriam uniformes, 
apresentariam poros responsáveis pelo intercâmbio de substâncias. 
Com o método de centrifugação das estruturas da membrana, verificou-
se que a quantidade de proteínas obtidas pelo método não era suficiente para 
 
 
4 
cobrir toda a superfície da membrana como propunham Davson e Danielli. Novos 
estudos fizeram com que Singer e Nicholson, em 1972, propusessem o famoso 
modelo do mosaico fluido. 
Este modelo admite uma estrutura da membrana não é rígida, permitindo 
uma fluidez das suas moléculas. Os fosfolipídios não estão estáticos e as 
proteínas integrais e periféricas contribuem igualmente com a permeabilidade 
seletiva da membrana. 
1.2 Composição e estrutura 
De acordo com os modelos propostos acima, o modelo mais aceito hoje 
é o modelo estrutural proposto em 1972 por Singer e Nicholson. Segundo esse 
modelo a membrana é formada pelos lipídios e proteínas. A Figura 1 ilustra a 
composição da membrana plasmática: 
A Figura 1 – Composição da membrana plasmática. 
 
Crédito: Sciencepics/Shutterstock 
Observando a Figura 1, verifica-se a bicamada de lipídios e as proteínas 
inseridas nesse espaço. Quanto aos lipídios, as membranas celulares são 
formadas por fosfolipídios, glicolipídios e colesterol. O colesterol aparece nas 
células animais, já que as células vegetais apresentam esteróis, os fitoesterois, 
na composição da membrana celular. 
As proteínas que constituem as membranas são fundamentais para o 
metabolismo celular. As proteínas específicas da membrana de cada grupo 
celular constituem um fator para a especificidade da célula em suas funções, ou 
seja, cada célula tem suas proteínas características (Junqueira; Carneiro, 2005). 
Dessa forma, as proteínas podem ser integrais ou intrínsecas ou 
periféricas ou extrínsecas. As primeiras associam-se firmemente aos lipídios. 
 
 
5 
Mais da metade das proteínas da membrana são integrais, atuando na 
recepção de hormônios, na tipagem sanguínea (M-N), como enzimas, etc. 
Proteínas integrais ou intrínsecas são fortemente ligadas às membranas 
por meio de interações hidrofóbicas. Elas ligam-se fortemente aos lipídeos e 
tendem a agregar-se e a precipitar em solução aquosa. 
Algumas atravessam inteiramente a membrana plasmática e são 
denominadas proteínas transmembranas. A glicoforina A de eritrócitos humanos 
é uma proteína transmembrana – ela atravessa completamente a membrana. 
Já as proteínas periféricas ou extrínsecas ao contrário das proteínas 
integrais, ou aquelas ligadas a lipídeos, podem ser dissociadas das membranas. 
Elas não se ligam a lipídeos – associam-se às membranas ligando-se à 
superfície delas por meio de interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio. 
Um exemplo é o citocromo C, proteína periférica associada à superfície externa 
da membrana mitocondrial interna. 
Além dos lipídios e das proteínas citadas existem as glicoproteínas e o 
glicolipídios. Elas formam uma camada contínua e de espessura variável em 
volta das células, constituindo o glicocálix ou glicocálice, cujas propriedades e 
funções serão descritas no item 4. 
1.3 Funções da membrana plasmática 
Devido a sua constituição química e suas propriedades todas as 
membranas citoplasmáticas compartilham entre si, propriedades fundamentais, 
mas de acordo com o tipo de célula, possuirá atividades biológicas. Entre as 
funções da membrana plasmática ou celular, podemos destacar: 
  Regulação da composição dos fluidos intracelular e extracelular; 
 Regulação do volume celular; 
 Regulação do metabolismo intracelular determinando a concentração de 
cofatores enzimáticos e de substratos; 
  Regulação da atividade metabólica processada por enzimas presentes 
na membrana; 
 Decodificação de sinais químicos e físicos por meio de moléculas; 
  Geração e propagação de sinais elétricos; 
 Endocitose e exocitose. 
 
 
6 
Por isso, conhecer as membranas celulares contribui para compreensão 
dos mecanismos celulares de regulação osmótica bem como dos mecanismos 
de transporte das células, devido suas características de fluidez, flexibilidade e 
permeabilidade seletiva. 
Além disso, a membrana plasmática apresenta especializações 
responsáveis por diversas funções fisiológicas e estruturais, tais como os 
microvilos e estereocílios. Também apresentam estruturas específicas de 
sinalização e reconhecimento celular, como veremos na sequência. 
TEMA 2 – TRANSPORTE POR MEMBRANAS CELULARES 
Os transportes por membrana compreendem mecanismos mediados ou 
não mediados por receptores de membrana, além de transportes de substancias 
em quantidades, que não atravessam livremente a membrana celular. 
2.1 Transporte não mediado 
Entende-se por transporte não mediado o transporte pela membrana 
plasmática que ocorre sem gasto energético da célula, não necessita de 
moléculas transportadoras e, ainda, caracteriza-se basicamente como uma 
difusão pela bicamada lipídica. 
Desta forma, são exemplos de transporte por membrana celular não 
mediado: a difusão simples e a osmose. 
 A difusão simples caracteriza-se como um processo que ocorre da região 
em que as partículas estão mais concentradas para regiões em que sua 
concentração é menor, até que se atinja um equilíbrio nas concentrações. 
Assim, a difusão ocorre a favor de um gradiente de concentração. Com isso, nãohá gasto de energia e nem a necessidade de um carreador para as substâncias, 
caracterizando-se como um transporte não mediado e também passivo (não há 
gasto de energia). Para que ocorra a difusão a membrana celular deve ser 
permeável a substância que será transportada e deve haver diferenças de 
concentração dessa substância entre a célula e o ambiente externo. A Figura 2 
ilustra um processo de difusão: 
 
 
 
 
 
7 
Figura 2 – Ilustração do processo de difusão. 
 
Crédito: Gritsalak Karalak/Shutterstock 
A osmose caracteriza-se como um transporte que ocorre sempre do local 
de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com 
a qual a água passa pela membrana é denominada de pressão osmótica. 
A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número 
de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas 
por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a 
mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam separadas por uma 
membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional. 
Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que 
possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, 
e a de menor concentração de soluto e menor pressão osmótica é hipotônica. 
Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica 
para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas. A Figura 3 
ilustra o processo de osmose: 
 
 
 
8 
Figura 3 – Esquema do processo de osmose. 
 
Crédito: Designua/Shutterstock 
As células animais e vegetais comportam-se de formas diferentes no 
processo de osmose. As células animais, em solução hipotônica sofrem lise da 
membrana celular; em soluções hipertônicas apresentam diminuição do volume 
celular e, quando hidratadas, voltam ao aspecto normal. As células vegetais, em 
solução hipertônica ficam plasmolisadas e, colocadas em solução hipotônica, 
sofrem deplasmólise. As Figuras 4 e 5 representam a osmose em diferentes 
células: 
Figura 4 – Osmose em célula animal. 
 
Crédito: Achiichiii/Shutterstock 
 
 
 
 
9 
Figura 5 – Osmose em célula vegetal. 
 
Crédito: Aldona Griskeviciene/Shuetterstock 
 
Dessa forma, muitos processos biológicos, como por exemplo, a absorção 
de água pelas raízes das plantas, são movidos pelo mecanismo da osmose. 
2.2 Transporte mediado 
Entende-se por transporte mediado o transporte realizado pela membrana 
plasmática que ocorre contra um gradiente de concentração, é unidirecional e 
implica ou não em gasto de energia, dependendo da substância a ser 
transportada. Nele ocorre intervenção de proteínas específicas da membrana. 
O transporte mediado é um transporte que ocorre pela existência de 
proteínas carregadoras que executam a passagem do soluto de um lado da 
membrana para o outro. 
São exemplos de transporte mediado a difusão facilitada e o transporte 
ativo. 
A difusão facilitada é um processo responsável pelo transporte de 
açúcares simples, aminoácidos e algumas vitaminas. Neste caso, há 
participação de proteínas transportadoras específicas, as denominadas 
permeases, que existem na membrana plasmática e promovem a passagem 
dessas substâncias. Desta forma, na difusão facilitada ocorre a participação de 
uma molécula transportadora; não há consumo de energia (ATP) por parte da 
célula; a substância move-se de acordo com o gradiente de concentração, do 
local onde existe em maior concentração para o local onde existe em menor 
concentração. 
A Figura 6 representa o processo de difusão facilitada em células: 
 
 
 
10 
Figura 6 – Esquema da difusão facilitada. 
 
Crédito: Designua/Shutterstock 
 
O transporte ativo ocorre em situações em as substâncias migram do local 
onde existem em menor concentração para o local onde existem em maior 
concentração, isto é, contra um gradiente de concentração. 
Este tipo de transporte designa-se por transporte ativo e para que ocorra 
é necessário que haja gasto de energia (ATP), para causar a alteração 
conformacional das proteínas transportadoras. Deste modo, o transporte ativo é 
um tipo de transporte mediado, que se realiza com dispêndio de energia para a 
célula e contra o gradiente de concentração. A Figura 7 ilustra o transporte ativo 
representado pelo transporte de sódio e potássio: 
Figura 7– Esquema do transporte ativo. 
 
Crédito: Designua/Shutterstock 
 
 
11 
2.3 Transporte em quantidade 
Quando a células transferem grande quantidade de substâncias para 
dentro ou para fora do meio intracelular, esse tipo de transporte é sempre 
acompanhado de alterações morfológicas da célula e suas membranas. 
Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 86), “as células também são 
capazes de transferir para o seu interior, em bloco, grupos de macromoléculas 
[...]e, até mesmo, partículas visíveis ao microscópio óptico, como bactérias e 
micro-organismos”. As endocitoses e exocitoses representam transporte de 
substâncias em quantidade. 
A endocitose ocorre quando o transporte em quantidade é para o interior 
da célula. As endocitoses podem ocorrer por fagocitose (quando a célula engloba 
partículas sólidas) ou pinocitose (quando a célula engloba partículas líquidas). 
Já as exocitoses ocorrem quando o transporte de substâncias, em quantidade, 
é direcionado para o exterior da célula, como por exemplo, a liberação de 
neurotransmissores ou a exportação de anticorpos. A Figura 8 representa a 
fagocitose em células: 
Figura 8 – Fagocitose (transporte de um microorganismo). 
 
Crédito: Nuepe/Ufpr. 
 
 
 
12 
TEMA 3– PAREDE CELULAR 
A parede celular é uma estrutura exterior a membrana plasmática cuja 
função está na proteção das células bacterianas, vegetais e de alguns fungos. É 
bastante comum associar a parede celular apenas aos vegetais, mas ela 
aparece também em outros grupos de seres vivos e tem função bastante 
importante. Constitui uma parede celular de matriz extracelular rígida, seja nos 
vegetais, seja nas bactérias ou fungos. 
3.2 Composição da parede celular 
A parede celular tem diferentes composições em diferentes grupos de 
seres vivos uma vez que ela aparece em bactérias, fungos e principalmente em 
plantas. 
Nas bactérias, a parede celular é composta por uma macromolécula 
chamada peptideoglicano, também designada por mureína. Existem diferenças 
na parede celular das bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. As primeiras 
apresentam apenas peptideoglicanos na sua composição ao passo que as 
segundas apresentam além dos peptideoglicanos apresentam lipoproteínas e 
lipopolissacarídeos. Essa composição diferenciada permite a coloração de 
Gram, determinando se a bactéria é Gram-positiva ou Gram-negativa. 
Nos fungos, “a composição química da parede celular é bastante 
complexa, constituída principalmente por polissacarídeos, ligados ou não a 
proteínas ou lipídios, polifosfatos e íons inorgânicos formando a matriz de 
cimentação. Quitina, glucanas, galactomananas e proteínas são compostos mais 
frequentes, embora sua quantidade varie entre as diferentes espécies de fungos” 
(Fukuda et al., 2009). 
Nos vegetais, a parede celular é constituída de polissacarídeos estruturais 
como a celulose, a hemicelulose e as pectinas. Podem apresentar também 
proteínas e minerais, lignina, e, em órgãos vegetais aéreos lipídios como ceras, 
cutina e suberina (Junqueira; Carneiro, 2005). 
3.3 Funções da parede celular 
A parede celular apresenta diversas funções, entre elas, podemos 
destacar: 
 
 
13 
 Proporcionar sustentação, resistência e proteção contra patógenos 
externos e, por isso, colabora com a absorção, transporte e secreção de 
substâncias; 
 Permite a troca de substâncias entre outras células vizinhas; 
 Protege contra a entrada excessiva de água, evitando assim, a lise 
osmótica, ou seja, a ruptura da célula; 
 Confere forma as diversas células vegetais.A Figura 9 ilustra a composição e estrutura da parede celular vegetal: 
Figura 9 – Estrutura e composição da parede celular vegetal. 
 
Crédito: Vectormine/Shutterstock 
TEMA 4 – PROCESSOS DE SINALIZAÇÃO E RECONHECIMENTO CELULAR 
A célula utiliza de diversos mecanismos de reconhecimento celular e 
sinalização para manter o equilíbrio do organismo. O reconhecimento celular 
geralmente se dá pelo glicocálix ou glicocálice. 
Diversas funções têm sido sugeridas para o glicocálix. Além de ser 
uma proteção contra agressões físicas e químicas do ambiente externo, ele 
funciona também na retenção de nutrientes e enzimas, mantendo um 
microambiente adequado ao redor de cada célula. Tem a capacidade de permitir 
o reconhecimento celular, uma vez que células diferentes têm glicocálix formado 
por glicídios diferentes e, células iguais têm glicocálix formado por glicídios 
iguais. 
 
 
14 
Desta forma, o glicocálice, cuja composição não é estática e varia de um 
grupo celular para outro, contribui para o reconhecimento celular, sinalizando 
quimicamente para as células com mesma composição. 
Em experimentos de laboratório, células cultivadas em tubo de ensaio e 
de diferentes tecidos, separadas e misturadas, após algum tempo aderem-se 
umas às outras devido a capacidade de reconhecimento celular. Segundo 
Junqueira e Carneiro (2005) células hepáticas e renais dissociadas e colocadas 
em meio líquido, após certo tempo formam dois conglomerados celulares que, 
visualizados a microscopia, aderiram-se mutuamente e formaram um esboço de 
tecido. 
Além disso, outro papel da membrana é a inibição por contato. O glicocálix 
é responsável pela emissão de sinais químicos que interrompem a mitose por 
meio de contatos físicos entre células de um mesmo tecido. Quando essa 
propriedade é perdida ou modificada, ocorre o crescimento desordenado de 
células, formando, assim, os tumores. 
O complexo principal de histocompatibilidade (MHC – major 
histocompatibility complex) caracteriza-se como um sistema de proteínas de 
membrana responsáveis pelo reconhecimento celular. São glicoproteínas 
sintetizadas de acordo com a genética do indivíduo e, por isso, diferem em 
alguns aminoácidos de pessoa para pessoa. Apenas gêmeos idênticos 
apresentam o mesmo MHC. 
Nesse sentido, transplantes de órgãos precisam evitar respostas 
imunitárias e, por isso, o MHC do receptor e doador precisam ser o mais 
semelhante possível. 
TEMA 5 – RECONHECIMENTO CELULAR E TRANSPLANTE DE ÓRGÃOS 
O MHC, desde sua descoberta, está estritamente relacionado a rejeição 
a transplantes. Quando um indivíduo doa um órgão ou tecido, as células T do 
receptor encontram moléculas de MHC do doador, que por si só já funcionam 
como potentes imunógenos despertando, na maioria das vezes, respostas muito 
agressivas. Devido à grande variedade de alelos na população, é praticamente 
impossível encontrar um doador perfeito (100% de correspondência). 
Por isso, muitos estudos do MHC têm sido realizados ultimamente com o 
intuito de tornar a prática dos transplantes uma atividade de sucesso para o 
receptor, prolongando sua vida. 
https://www.infoescola.com/biologia/mitose/
 
 
15 
Em educação, Vidotto (2015) realizou uma intervenção para conscientizar 
os estudantes da importância dos transplantes, utilizando o conceito sócio 
científico do MHC para essa intervenção. Os resultados demonstraram que os 
indivíduos têm pouco conhecimento sobre o tema, fato que atua no preconceito 
ao transplante e até mesmo na não adesão à doação de órgãos. 
NA PRÁTICA 
Vamos observar a parede celular de células da cortiça ao MO? Para esse 
procedimento vamos trabalhar com a visualização da cortiça ao MO. Este 
procedimento foi pesquisado e, a ele, inserido um episódio da história da Ciência 
O papel motivador e problematizador da observação da cortiça enquanto 
episódio na História da Biologia: uma análise das interações discursivas. 
A osmose é um procedimento fundamental para a homeostase celular. É 
possível observa-la cortando batatas cruas em fatias, e adicionando sal comum. 
Após alguns minutos de exposição das células da batata, em meio hipertônico, 
ocorre a passagem da água das células para o meio extracelular. Veja no 
programa Ciência Curiosa como fazer essa experiência em sala de aula. 
FINALIZANDO 
Encerrando a nossa aula vamos revisar os temas estudados: 
 A estrutura, composição e função da membrana plasmática; 
 Os transportes de íons, moléculas e substâncias pela membrana 
plasmática; 
 A estrutura, composição e função da parede celular em bactérias, fungos 
e plantas; 
 O reconhecimento celular pelas glicoproteínas da membrana celular e o 
complexo principal de histocompatibilidade; 
 O reconhecimento celular necessário ao sucesso dos transplantes. 
 
 
 
 
 
 
16 
REFERÊNCIAS 
ALBERTS, B., BRAY, D.& HOPKIN, K. Fundamentos da Biologia Celular. 2. 
ed. Porto Alegre: Artmed. 2006. 
AVERSI-FERREIRA, T. Biologia celular e molecular. São Paulo: Átomo, 2008. 
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COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula: uma abordagem molecular. 3. ed. 
Porto Alegre: Artmed. 2007 
DE ROBERTIS, E. M. F., HIB, J. & PONZIO, R. Biologia celular e molecular. 
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FUKUDA, E; VASCONCELOS, A; BARBOSA, A; DEKKER, R; SILVA, M. 
Polissacarídeos de parede celular fúngica: purificação e caracterização. 
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BIOLOGIA CELULAR E 
MOLECULAR 
AULA 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profª Elaine Ferreira Machado 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Nesta aula de Biologia Molecular e Celular do Curso de Ciências 
Biológicas, trabalharemos com o citoesqueleto, o citoplasma e as organelas 
citoplasmáticas responsáveis por funções vitais da célula e controle do 
metabolismo celular. Dessa forma, veremos a estrutura e a função dessas 
organelas, bem como algumas passagens históricas do estudo e elucidação 
referentes a esse assunto. Por isso, serão objetivos desta aula: 
 Geral: compreender a anatomia e fisiologia do citoesqueleto e do 
citoplasma na homeostase celular. 
 Específicos: descrever a importância do citoesqueleto na forma celular, 
no transporte e distribuição de substâncias no interior da célula; 
diferenciar o RE granular e granular identificando as funções de síntese e 
secreção de substâncias bem como na desintoxicação celular; identificar 
a composição, a organização e o funcionamento do complexo golgiense 
na célula; identificar a composição, a organização e o funcionamento dos 
lisossomos e peroxissomos na digestão intracelular, na renovação e 
desintoxicação celulares; construir um modelo didático de um 
componente celular estudado neste capítulo, relacionando a estrutura à 
função desempenhada na célula. 
TEMA 1 – O CITOESQUELETO 
O citoesqueleto é uma estrutura que auxilia na manutenção da 
constituição e da organização interna da célula, além de fornecer suporte 
mecânico a ela. Ele permite que a célula realize diversas funções, por exemplo: 
a movimentação celular e a divisão celular, entreoutras. Sua composição é 
variada, com proteínas filamentosas como os microtúbulos, microfilamentos 
(actina), filamentos intermediários. 
Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 8), as observações dos 
pesquisadores levaram-nos a observar que as células, como os neurônios, 
mantinham seus componentes em regiões específicas bem como mantinham um 
formato específico. Esse fato, levou-os a propor a presença de um citoesqueleto, 
ou seja, um esqueleto celular que desempenharia “um papel mecânico, 
mantendo a forma e a posição dos seus componentes”. 
 
 
3 
Com o aperfeiçoamento dos microscópios eletrônicos, essas estruturas 
foram observadas com maior clareza e estudadas com detalhes, fato que 
contribuiu para elucidar o papel do citoesqueleto nas células eucarióticas, até 
porque, hoje há algumas evidências de citoesqueleto em procariotos. 
Segundo Rossetti (2016): 
O citoesqueleto atua organizando e mantendo a forma da célula. Ele 
âncora organelas e ajuda durante a endocitose, uma absorção de 
materiais externos por uma célula. Além disto, é parte importante na 
citocinese, a separação de células filhas após a divisão celular, 
movendo partes da célula em processos de crescimento e de 
mobilidade. Normalmente, de 20 a 35% das proteínas de uma célula 
estão ligadas ao citoesqueleto, embora esta quantidade possa variar 
sendo consideravelmente maior nas células musculares. O 
citoesqueleto eucarioto é composto por microfilamentos, filamentos 
intermediários e microtúbulos. Existe um grande número de proteínas 
associadas a eles, cada uma controlando uma estrutura da célula, 
orientando, agrupando, e alinhando os filamentos. O citoesqueleto de 
células procariotas era pouco estudado nos últimos 20 anos. Até pouco 
tempo aprendemos que procariotos não tinham citoesqueleto, mas 
nossa perspectiva sobre eles mudou drasticamente. O citoesqueleto 
era visto como uma propriedade única de células eucarióticas, mas 
proteínas homólogas a dos principais componentes do citoesqueleto 
eucariótico têm sido encontradas em procariotas. Embora as relações 
evolutivas ainda não sejam tão claras, a semelhança das suas 
estruturas tridimensionais e funções semelhantes na manutenção da 
forma da célula e polaridade fornecem fortes evidências de que o 
citoesqueleto de eucariotos e procariotos são verdadeiramente 
evolutivamente correspondentes entre si. A descoberta de que as 
bactérias possuem homólogos de ambos tubulina e actina deixa claro 
essa relação filogenética. A combinação de bioinformática, dados 
estruturais e imagens de células avançadas têm cimentado a ideia de 
que ambas, bactérias e Archaea tem citoesqueletos ativos e dinâmicos. 
Isso quer dizer que procariotos também têm citoesqueleto. 
Desta forma, com diferenças químicas de proteínas, conclui-se que o 
citoesqueleto está presente em diferentes tipos celulares, exercendo as mais 
variadas funções. 
1.1 Funções do citoesqueleto 
O citoesqueleto compreende uma estrutura celular de sustentação da 
célula. Sua composição proteica possibilita a manutenção da forma celular, a 
posição dos componentes citoplasmáticos. Além disso, o citoesqueleto modifica 
e mantém a forma das células bem como permite o movimento de pseudópodes, 
vesículas, grânulos além do movimento característico dos cílios e flagelos. 
Para Monteiro et al. (2011, p. 18), o citoesqueleto é uma complexa rede 
de proteínas, altamente dinâmica, que participa dos processos de plasticidade, 
 
 
4 
transporte e sinalização celular, além de ser o principal determinante da 
morfologia celular”. 
1.2 Composição do citoesqueleto 
Conforme a Figura 1, o citoesqueleto é formado basicamente por 
microfilamentos, microtúbulos e filamentos intermediários: 
Figura 1 – Constituintes do citoesqueleto 
 
Crédito: Blamb/Shutterstock 
Desta forma, torna-se importante conhecer estruturalmente esses 
componentes, uma vez que eles estão associados às funções específicas da 
célula. A Figura 2 também ilustra os componentes básicos do citoesqueleto. 
Figura 2 – Estrutura dos componentes do citoesqueleto 
 
Crédito: Soleil Nordic/Shutterstock 
 
 
5 
 
1.2.1 Microtúbulos 
Os microtúbulos são estruturas (filamentos) presentes nas células dos 
seres eucariontes. São formados pelo processo de polimerização de duas 
proteínas globulares, a alfa e beta tubulina e um dímero. A Figura 3 ilustra, de 
forma tridimensional, a estrutura dos microtúbulos. 
Figura 3 – Estrutura do microtúbulo 
 
Crédito: Soleil Nordic/shutterstock 
Os microtúbulos participam do transporte intracelular de partículas, 
deslocamento de cromossomos durante a mitose, estabelecimento e 
manutenção da forma das células (Junqueira; Carneiro, 2005). 
Além disso, os microtúbulos participam da formação de cílios e flagelos, 
bem como dos centríolos. 
Os cílios são curtos e encontrados em grandes números envoltos às 
células. São responsáveis pela movimentação das células e dos fluídos 
extracelulares, além de fixar determinados agentes invasores, tentando jogar 
para fora do corpo tais microrganismos, por exemplo, as bactérias. São 
encontrados em células, exemplo: do tecido epitelial da traqueia, onde tentam 
expelir para fora partículas estranhas por meio dos movimentos e, das tubas 
uterinas, nas quais atuam auxiliando o óvulo a chegar ao útero. 
Já os flagelos são longos e encontrados em poucos números nas células. 
Tem como função promover o movimento delas, tais como: espermatozoides, 
algumas espécies de algas, bactérias e protozoários. 
 
 
6 
Os centríolos são formados por 27 microtúbulos dispostos em 9 feixes de 
3 microtúbulos, participam ativamente da formação do fuso mitótico do processo 
de divisão celular. 
 
1.2.2 Microfilamentos ou Filamentos de Actina 
Os microfilamentos são polímeros de actina. Segundo Junqueira e 
Carneiro (2005), a actina encontra-se em abundância nos músculos e em menor 
quantidade no citoplasma, podendo constituir de 5% a 30% das proteínas 
celulares. A actina participa da formação do córtex celular (camada que se 
localiza abaixo da membrana celular). Encontram-se em constante estado de 
polimerização/despolimerização e podem estar sob muitas orientações na 
célula, além disso apresentam-se muito mais flexíveis do que os microtúbulos. 
As múltiplas características dos microfilamentos são dadas em razão dos 
múltiplos tipos de proteínas que a eles se associam. Essas proteínas são 
diferentes das que se associam a microtúbulos. O movimento celular por 
“deslizamento” é executado graças a filamentos de actina. Por exemplo: 
associadas aos microfilamentos existem proteínas motoras, denominadas 
miosinas. O conjunto de filamentos de actina/miosina são os responsáveis pela 
contração muscular. Já outros microfilamentos são responsáveis pela ciclose 
celular. Algumas drogas influem sobre a estrutura dos filamentos de actina, como 
as citocalasinas e as faloidinas, extraídas de fungos, ambas atuam impedindo o 
movimento dependente da actina. 
1.2.3 Filamentos intermediários 
Os filamentos intermediários recebem esse nome pelo fato de 
apresentarem uma espessura “intermediária” aos microtúbulos e aos filamentos 
de actina. São mais estáveis que os microtúbulos e filamentos de actina. 
Os filamentos intermediários têm constituição de proteínas fibrilares de 
alta resistência mecânica e com ocorrência específica entre diversos tipos 
celulares. Eles encontram-se no citoplasma e no interior do núcleo se dispondo 
em rede ou feixes, de acordo com as proteínas às quais se associam para sua 
organização: 
 
 
7 
Os filamentos intermediários dão sustentação mecânica às projeções 
de células, por exemplo, os dendritos e axônios das células nervosas, 
reforçam a membrana plasmática em zonas juncionais, revestem 
internamente a membrana nuclear sendo responsáveis por sua 
fragmentação e reestruturação no processo de divisão celular, 
conferem rigidez às células da epiderme quando vivas e, após sua 
morte,fundem-se com outros elementos secretados pela célula, 
depositando-se na superfície deste epitélio de revestimento externo, 
formando uma camada de queratina que o impermeabiliza e protege 
contra lesões mecânicas e térmicas. (Lothhamer et al., 2009) 
Cabe ressaltar que os filamentos intermediários são específicos de cada 
tecido e, por técnicas imunocitoquímicas torna-se possível detectar substâncias 
específicas de cada tecido, como a queratina, típica do tecido epitelial, auxiliando 
na detecção de metástases e classificação dos tumores em primários e 
secundários. 
TEMA 2 – RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
O retículo endoplasmático é uma das organelas mais abundantes no 
citoplasma das células eucarióticas, fazendo parte da composição do envoltório 
nuclear e contribuindo diretamente também para a formação do complexo de 
Golgi. O retículo endoplasmático granular também é responsável pela formação 
do retículo endoplasmático liso. 
Na célula, tanto o retículo endoplasmático granular quanto o agranular 
exercem funções essenciais ao funcionamento celular. A diferença básica entre 
eles está no fato do RE (Retículo Endoplasmático) granular apresentar 
ribossomos aderidos a sua superfície, ao passo que, o RE agranular não 
apresenta os ribossomos ou polirribossomos e, por isso, a diferença estrutural e 
também fisiológica entre eles, como veremos a seguir. 
A descoberta do retículo endoplasmático ocorreu em 1945 pelo citologista 
Albert Claude que caracterizou essa estrutura celular como uma organela 
membranosa lipoproteica. Atualmente, a visualização do RE é possível no MO, 
com corantes básicos e com detalhes ao ME. Além disso, a quantidade e o tipo 
de RE variam de acordo com a atividade celular, sua localização próxima ao 
núcleo ou disperso em regiões do citoplasma. A composição do RE pode ser 
determinada por métodos citoquímicos, imunocitoquímicos e frações isoladas de 
células. 
 
 
 
8 
2.1 Retículo Endoplasmático Granular 
O retículo endoplasmático granular caracteriza-se como um sistema de 
membranas complexas que se estende desde o envoltório nuclear até grande 
parte do citoplasma. Apresentam ribossomos ou polirribossomos aderidos a sua 
superfície. A Figura 4 ilustra as características do RE: 
Figura 4 – Anatomia do RE granular 
 
Crédito:Tefi/shutterstock 
Observe na figura a localização, próxima ao núcleo e estendendo-se para 
o citoplasma bem como a extensão do RE no citoplasma. Em razão de sua 
extensa área de abrangência na célula, o RE granular apresenta inúmeras 
funções, tais como: suporte mecânico do citosol junto aos microtúbulos e 
microfilamentos; secreção de produtos sintetizados em suas cavidades; 
exportação de substâncias para a secreção celular e, principalmente, a síntese 
proteica. 
2.2 Retículo Endoplasmático Agranular 
O RE agranular não apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. 
Origina-se do RE granular, veja a representação na Figura 5: 
 
 
 
9 
Figura 5 – RE agranular 
 
 Crédito: Vecton/Shutterstock 
Observe, na Figura 5, a diferença estrutural entre o RE granular e 
agranular e descrita por Lothhammer et al. (2009): 
Devido a essa diferença, o RE agranular predomina a morfologia de 
túbulos e vesículas cuja função principal é a de síntese ou manipulação 
de lipídios para a produção de biomembranas ou substâncias com 
conjugados lipídicos, bem como o armazenamento de precursores na 
síntese de hormônios esteroides. Várias outras funções são atribuídas 
à esta região do retículo, como a detoxificação de substâncias 
químicas e álcool, a segregação de porções de citoplasma ou 
organelas envelhecidas para sua reciclagem no processo de autofagia, 
armazenamento e regulação no uso do íon cálcio no metabolismo das 
células musculares e mobilização do glicogênio. Compartilha 
membranas com o complexo de golgiense na formação da rede 
transGolgi e conjuntamente com este atua na formação de outras 
organelas como os peroxissomos, lisossomos e vesículas para 
exportação de substâncias. 
TEMA 3 – COMPLEXO GOLGIENSE 
As primeiras observações do complexo golgiense foram realizadas em 
1898 pelo biólogo italiano Camilo Golgi, fato que lhe rendeu o Prêmio Nobel de 
Fisiologia, em 1906. Era denominado complexo de Golgi, mas com mudanças 
na nomenclatura biológica passou a ser chamado de complexo golgiense. 
A observação foi realizada em tecido nervoso com contraste de tetróxido 
de ósmio. Em MO é possível observar o complexo golgiense com impregnação 
de nitrato de prata em que ele aparece como uma estrutura enovelada. No 
entanto, sua estrutura detalhada só foi evidenciada com o ME. 
 
 
 
10 
3.2 Composição e características do complexo golgiense 
A Figura 6 ilustra a estrutura do complexo golgiense. 
Figura 6 – Estrutura do complexo golgiense 
 
 Crédito: Designua/Shutterstock 
Conforme podemos observar, o complexo golgiense apresenta-se como 
um bolsa membranosa ilustrado na Figura 6 e descrito por Lothhammer et al. 
(2009): 
O complexo de Golgi tem origem no retículo endoplasmático de quem 
recebe membranas e substâncias para maturação através da face CIS, 
sendo responsável especialmente pela glicosilação terminal de suas 
secreções. Enzimas presentes nas cisternas e membranas dos 3 a 8 
sáculos empilhados que compõem sua estrutura realizam, além da 
glicosilação, a sulfatação de substâncias, o que favorece sua 
desidratação e compactação na maturação dos grânulos secretórios 
em seu trajeto até o local de exocitose. 
Além disso, Junqueira e Carneiro (2005) afirmam que o complexo de Golgi 
é constituído por pilhas de sáculos achatados e por vesículas. Cada porção da 
pilha de cisternas apresenta diferenças estruturais e funcionais. 
As membranas dos sáculos que formam o complexo golgiense têm 
diferentes composições enzimáticas o que caracteriza que apresentam 
diferentes funções em diferentes tipos celulares. 
3.2 Funções do complexo golgiense 
O complexo de Golgi tem, basicamente, sua função associada ao 
processamento de substâncias produzidas pelo RE granular. Além disso, o 
 
 
11 
complexo golgiense realiza a secreção celular, transporta substâncias tendo 
substâncias que agem como marcadores indicando onde as substâncias 
deverão atuar, secreta muco e hormônios e forma a região do acrossomo do 
espermatozoide. 
Já na face trans as proteínas as secreções do complexo golgiense são 
transportadas originando vesículas. Desse modo, são originadas muitas 
enzimas, bem como os lisossomos primários e os peroxissomos, como veremos 
na sequência. 
TEMA 4 – LISOSSOMOS, PEROXISSOMOS, ENDOCITOSE E DIGESTÃO 
INTRACELULAR 
Os lisossomos e peroxissomos caracterizam-se como vesículas em cujo 
interior estão presentes enzimas responsáveis pelas hidrólises que ocorrem a 
nível celular. Originam-se do complexo golgiense e exercem funções catalíticas 
no interior das células, como veremos na sequência. 
4.1 Os lisossomos 
Os lisossomos foram descobertos por Christian de Duve, Prêmio Nobel 
de Fisiologia, em 1974, em razão da descoberta da estrutura e função dos 
lisossomos e peroxissomos em seus estudos de citologia. Segundo Lothhammer 
et al. (2009): 
Os lisossomos são organelas cujas membranas têm origem nos 
sáculos da face TRANS do complexo de golgiense principalmente de 
suas margens. Já suas enzimas hidrolíticas são sintetizadas no RER e 
adicionadas de açúcares marcadores nas cisternas do CG (Complexo 
Golgiense). Após a segregação da vesícula no citoplasma, ocorre 
bombeamento de prótons para o seu interior, acidificando e ativando 
suas enzimas. Assim, os lisossomos podem ser classificados em 
lisossomo primário, secundário e terciário. O lisossomo que contém 
apenas enzimas no seu interior é denominado lisossomo primário. 
Quando associado a algum endossomo tardio ou outro vacúolo para 
digestão, juntos formam o chamado lisossomo secundário. 
O lisossomo terciário é dito aquele que, possuindo apenas resíduos 
não digeridos no processode digestão, encontrará dois destinos 
possíveis, a exocitose de seu conteúdo para o meio extracelular ou 
cavidade com que a célula possa ter contato, processo esse 
denominado clasmocitose, ou será armazenado no citoplasma até a 
morte da célula. 
Em células mais velhas ou com pouca renovação há acúmulo de grânulos 
de lipofusina no interior dos lisossomos, dando-lhes uma cor parda e 
 
 
12 
aumentando gradativamente conforme a idade celular (Junqueira; Carneiro, 
2005). 
A Figura 7 ilustra a estrutura de um lisossomo primário. 
Figura 7 – Estrutura de um lisossomo primário 
 
Crédito: Timona/Shutterstock 
Pelo fato de serem vesículas com enzimas digestivas, os lisossomos 
estão envolvidos com a digestão intracelular. Também são responsáveis por 
fenômenos como a autofagia celular, formando vacúolos autofágicos. As células 
fazem autofagia para a renovação celular ou em condições excepcionais em que 
células sofreram aumento em períodos específicos, por exemplo, na 
amamentação. 
Há casos de doenças celulares em que os lisossomos são responsáveis. 
Podemos citar as mucopolissacaridoses, as enfingolipidoses, doença de Tay 
Sachs e a silicose. 
4.2 Peroxissomos 
Os peroxissomos são organelas celulares com enzimas oxidativas cujo 
papel é a transferência de hidrogênio de diferentes substratos para o oxigênio. 
Em ME apresentam uma matriz granulosa envolvida por membrana. Sua 
identificação, via microscopia, se dá pela reação positiva com a catalase. 
Os peroxissomos assemelham-se com os lisossomos, mas hoje se sabe 
que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de 
enzimas que apresentam. Os peroxissomos, além de conterem enzimas que 
degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da 
enzima catalase. A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente 
conhecido como água oxigenada (H2O2), e água e gás oxigênio. A água 
 
 
13 
oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de 
aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à célula. Na 
equação química abaixo, um exemplo da degradação do peróxido de hidrogênio: 
2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2 
Outra função dos peroxissomos relaciona-se a desintoxicação celular. Um 
exemplo é a desintoxicação por álcool, cuja oxidação ocorre nas células do 
fígado e rins. Nas mitocôndrias participam da degradação dos ácidos graxos 
para a participação da síntese de ATP na respiração celular, mais 
especificamente no Ciclo de Krebs. 
Em vegetais, as células das folhas e das sementes em germinação têm 
peroxissomos especiais, conhecidos como glioxissomos, cujas funções estão 
relacionadas à fotossíntese e à germinação da semente. 
Algumas doenças podem afetar os peroxissomos como a síndrome 
cérebro-hepato-renal e a adrenoleucodistrofia. 
4.2 Endocitoses e digestão intracelular 
A endocitose é um processo que ocorre nas células e tem por objetivo 
trazer para o interior dessa estrutura substâncias por meio da invaginação da 
membrana plasmática. Essas invaginações nada mais são que dobras na própria 
membrana para o interior da célula. Esse processo é fundamental para a nutrição 
de organismos unicelulares e para a defesa de organismos multicelulares. As 
endocitose podem ocorrer por fagocitose e pinocitose. A primeira engloba 
partículas sólidas, enquanto a segunda engloba partículas líquidas. 
Uma vez no interior das células, ocorrerá a digestão intracelular das 
substâncias, com ação dos lisossomos, formando vacúolos de digestão e 
resíduos metabólicos. 
A Figura 8 ilustra o processo de endocitose e digestão intracelular descrito 
acima. 
 
 
 
14 
Figura 8 – Endocitose e digestão intracelular 
 
Crédito: Ghost Design/Shutterstock 
TEMA 5 – MODELOS DIDÁTICOS DE ESTRUTURAS CELULARES NA PRÁTICA 
Segundo Silva et al. (2016, p. 17), “trabalhar com conceitos 
sistematizados e abstratos da citologia requer uma prática educativa em que não 
somente conteúdos teóricos sejam desenvolvidos”. Ficar em sala apenas 
explicando a característica e a função das estruturas celulares em nada contribui 
para o desenvolvimento da compreensão da célula e seu mecanismo funcional 
e integrado nos seres vivos. 
Por isso, tanto Silva et al. (2016) bem como Orlando et al. (2009) e Oliveira 
et al. (2015) propuseram o ensino de biologia celular e molecular com a 
mediação de modelos didáticos. Para eles, construir modelos didáticos contribui 
para a compreensão das estruturas que, ou não são entendidas ao serem 
visualizadas no microscópio ou ainda muitas escolas nem possuem laboratório 
e o próprio microscópio. 
Por isso, os modelos didáticos constituem-se em uma alternativa 
metodológica a ser explorada no ensino-aprendizagem. Planejar o tema com 
modelos didáticos para o ensino da anatomia e fisiologia das estruturas celulares 
contribuirá para uma compreensão da célula e suas funcionalidades. 
 
 
15 
Segundo Silva et al. (2016, p. 21), “uma atividade didática diferenciada, 
baseada na construção dos modelos didáticos representacionais evidenciaram 
que a incorporação de modelos didáticos no ensino de Anatomia Celular supera 
as dificuldades em trabalhar conceitos complexos e abstratos”, com dados em 
que 82% dos estudantes demonstraram compreender essa anatomia após a 
construção dos modelos didáticos. 
Na mesma linha de pensamento, Orlando et al. (2009) também haviam 
encontrado resultados bem positivos ao planejar, montar e aplicar modelos 
didáticos na biologia molecular e celular. Em pesquisa, desenvolveram 
sequência didática em que os estudantes organizaram estruturas celulares em 
modelos didáticos (membrana plasmática, mitocôndria, complexo golgiense, 
etc.), concluindo que atividades de enfoque construtivista motivam os estudantes 
a aprender bem como os modelos concretos contribuem para uma 
aprendizagem de estruturas abstratas e de difícil visualização bem como, formar 
novos profissionais das Ciências Biológicas que planejem aulas em 
metodologias ativas e construtivistas com o objetivo de contribuir para o ensino 
e também para uma aprendizagem efetiva. 
Para finalizar, Oliveira et al. (2015, p. 24271) afirmam em pesquisas 
realizadas em sala de aula “a produção de modelos didáticos evidenciou 
habilidades e curiosidades dos alunos envolvidos e possibilitou tanto a estes 
quanto aos professores uma vivência distinta da rotina da sala de aula. [...]” 
ressaltando que o planejamento do professor bem como as situações do 
ambiente escolar é fundamental para a aprendizagem dos alunos com recursos 
diferenciados tal como os modelos didáticos. 
NA PRÁTICA 
1. Vamos confeccionar um modelo didático? Para isso, fundamente as 
ideias nos artigos propostos nas aulas e pesquisa no Google Imagens 
modelos celulares já elaborados. Pense em como você problematizaria o 
tema com os estudantes incentivando-os a elaborar esses modelos. A 
introdução de passagens da História da Ciência poderá auxiliá-lo. 
2. Organize um esquema relacionando o RE, o complexo golgiense e os 
lisossomos na fisiologia celular. 
3. Pesquise 3 doenças relacionadas com a fisiologia incorreta dos 
lisossomos e peroxissomos, explicando-as. 
 
 
16 
O filme O óleo de Lorenzo retrata a realidade de um menino que tem uma 
doença atrelada ao funcionamento dos peroxissomos. 
Que tal assistir ao filme e pesquisar mais sobre a adrenoleucodistrofia? 
FINALIZANDO 
Encerrando a nossa aula vamos revisar os temas estudados: 
 O citoesqueleto e a sustentação e movimentação celular; 
 Os diferentes tipos de retículos e suas funções; 
 O complexo golgiense e os processos de secreção e empacotamento de 
substâncias celulares e a secreção; 
 Os lisossomos, os peroxissomos e a digestão intracelular. 
 
 
 
 
 
17 
REFERÊNCIAS 
ALBERTS, B., BRAY, D.& HOPKIN, K. Fundamentos da Biologia Celular. 2. 
ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 
AVERSI-FERREIRA,