BIOLOGIA-CELULAR-1 (1) pos

Prévia do material em texto

1 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 2 
2 BIOLOGIA E ORIGEM DAS CÉLULAS ...................................................... 3 
2.1 NÍVEIS DE HIERARQUIA .......................................................................... 9 
3 ORGANIZAÇÃO GERAL DAS CÉLULAS ................................................ 11 
3.1 Célula procarionte e eucarionte: principais diferenças ............................. 12 
3.2 Organelas citoplasmáticas ....................................................................... 15 
3.3 O núcleo e seus componentes ................................................................. 19 
4 MICROSCOPIA ........................................................................................ 22 
5 CARBOIDRATOS, PROTEÍNAS, LÍPIDEOS E NUCLEOTIDEOS ........... 27 
5.1 Carboidratos ............................................................................................. 27 
5.2 Proteínas .................................................................................................. 30 
5.3 Lipídeos .................................................................................................... 33 
5.4 Nucleotídeos ............................................................................................ 37 
6 CICLO CELULAR ..................................................................................... 41 
6.1 Divisão celular .......................................................................................... 44 
6.2 Mitose e meiose ....................................................................................... 46 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 50 
 
 
 
2 
 
1 INTRODUÇÃO 
Prezado aluno! 
O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante 
ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - 
um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma 
pergunta , para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum 
é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a 
resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas 
poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em 
tempo hábil. 
Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa 
disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das 
avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora 
que lhe convier para isso. 
A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser 
seguida e prazos definidos para as atividades. 
 
Bons estudos! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2 BIOLOGIA E ORIGEM DAS CÉLULAS 
As primeiras células provavelmente apareceram na Terra há cerca de bilhões 
de anos. Antes desta evolução biológica, houve evolução química baseada no cenário 
da terra primitiva, e tinha propriedades muito diferentes da terra atual. Juntos, com-
postos como metano, amônia, hidrogênio e vapor de água formam as primeiras molé-
culas orgânicas, que mais tarde se tornam os blocos de construção de moléculas ce-
lulares maiores. Então, durante o processo de seleção natural da terra primitiva, a 
combinação bem-sucedida dessas grandes moléculas facilitou a evolução celular 
(BOUZON et al, 2010). 
Por exemplo, ácidos nucléicos: conferem às proteínas estabilidade, alta capa-
cidade de armazenamento e replicação de informações e catálise eficiente. A síntese 
de praticamente qualquer composto químico por uma célula é impulsionada pelo do-
mínio do DNA e pela catálise de proteínas. Após o surgimento e agregação das pri-
meiras moléculas de informação, os coacervados ganharam o poder de sintetizar 
compostos orgânicos e formar novos coacervados mantendo as propriedades origi-
nais. Assim nasceu o mecanismo de reprodução e, como resultado, as primeiras cé-
lulas. Desde então, as primeiras células a adquirir estabilidade físico-química e fideli-
dade estão prontas para se autoperpetuar, às vezes sofrendo mutações e pressões 
ambientais seletivas que engendram seus padrões celulares atuais. 
Coacervados → ainda não são considerados seres vivos, mas sim aglomera-
dos de proteinoides, que se manteriam juntos, mergulhados no líquido circundante em 
forma de pequenas esferas (microesferas). 
Proteinoides → é uma molécula com as proteínas, formada inorganicamente 
a partir de aminoácidos. 
A manutenção da vida na Terra dependia, portanto, do surgimento das primei-
ras células autotróficas capazes de sintetizar moléculas complexas a partir de subs-
tâncias muito simples e da energia solar. Acredita-se que esse novo tipo de célula seja 
muito semelhante às "algas verde-azuladas" ou cianobactérias que ainda existem 
hoje. É o início da fotossíntese, que ocorre dentro da célula graças ao aparecimento 
de certos pigmentos como a clorofila. Graças à fotossíntese, o oxigênio apareceu na 
Terra, permitindo o surgimento de células aeróbicas enquanto criava uma camada 
protetora de ozônio na atmosfera superior. 
 
4 
 
A identidade celular foi alcançada a partir do momento em que a primeira célula 
recebeu uma membrana plasmática que protegia e controlava a entrada e saída de 
substâncias da célula. Como resultado, do ponto de vista físico-químico, o ambiente 
intracelular difere do ambiente externo. No entanto, um grande avanço adaptativo das 
células foi a formação de dobras, cisternas, vesículas, compartimentos e retículos de-
rivados de membranas primitivas. Foi o nascimento de uma célula eucariótica com 
seu sistema de membrana interna. 
Esse sistema possibilitou maior crescimento celular, maior especialização, di-
visão de tarefas entre componentes celulares e eficiência metabólica, maior proteção 
do material hereditário e maior diversidade de rotas metabólicas. Há evidências su-
gestivas de que as organelas envolvidas nas transformações energéticas, cloroplas-
tos e mitocôndrias, se originaram de bactérias que foram fagocitadas, escaparam dos 
mecanismos de digestão intracelular e se estabeleceram como simbiontes (endossim-
biontes) nas células eucariontes hospedeiras, criando um relacionamento mutua-
mente benéfico. 
As principais evidências a favor dessa hipótese são: 
▪ As mitocôndrias e os cloroplastos possuem genoma de DNA circular, como 
o das bactérias; 
▪ Essas organelas têm duas membranas, sendo a membrana interna 
semelhante, em sua composição, às membranas bacterianas, enquanto 
que a membrana externa, que seria a parede do vacúolo fagocitário, 
assemelha-se à membrana das células eucariontes hospedeiras. 
A origem dessas organelas deu-se por endossimbiose. Supõe-se que a mito-
côndria tenha evoluído de bactérias aeróbicas e o cloroplasto de bactérias fotossinté-
ticas, como as cianobactérias. Dessa maneira, essas associações por endossimbiose 
foram altamente vantajosas e foram positivamente selecionadas pela evolução (BOU-
ZON et al, 2010). 
A Biologia é uma ciência fundamentalmente diferente da Física e da Química 
que lida com as propriedades imutáveis da matéria que podem ser descritas por equa-
ções matemáticas. É claro que os sistemas biológicos seguem as regras da Química 
e da Física, mas a Biologia é uma ciência histórica porque a morfologia e a estrutura 
do nosso ambiente atual é o resultado de bilhões de anos de evolução. Do ponto de 
vista evolutivo, todos os organismos estão relacionados em uma árvore genealógica, 
 
5 
 
desde organismos unicelulares primitivos no passado distante, até as diversas plan-
tas, animais e microrganismos da era presente (HARVY et al; 2014). 
Mas o que é vida? Voltando à Biologia, esta questão se traduz em "quais são 
as características dos seres vivos?" Isso ocorre porque os biólogos veem a vidacomo 
uma função das propriedades e processos dos organismos vivos. Agora, veja alguns 
termos e processos relacionados à vida, segundo Alberts et al; (2017): 
• Célula: Todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células. Alguns 
organismos são unicelulares, constituídos de uma única célula que executa 
todas as funções da vida, enquanto outros organismos são multicelulares, 
contendo muitas células especializadas que executam várias funções. 
• Adaptação evolutiva: os organismos são geneticamente relacionados. Ou seja, 
eles compartilham um ancestral comum. Esta é a teoria da evolução proposta 
por Charles Darwin, e os seres vivos têm a capacidade de evoluir. Cada 
população de organismos possui variações genéticas e, por meio da seleção 
natural, essas variações aumentam a probabilidade de os organismos se 
adaptarem as modificações ambientais específicas e sobreviver às condições. 
• Regulação: os organismos podem regular seu ambiente interno. Em suma, 
milhares de reações bioquímicas dentro e entre as células devem ser 
controladas com precisão para que as células desempenhem suas funções 
com eficiência. 
• Processamento de energia: os organismos vivos adquirem nutrientes a partir 
do ambiente para fornecer energia e construir novas estruturas, ou seja, 
alimentar-se fornece energia e nutrientes ao organismo, o que o mantém 
organizado e funcionando. Diferentes organismos obtêm energia de fontes 
diversas, e são classificados como produtores e consumidores. Os produtores 
adquirem energia a partir do ambiente, produzindo seu próprio alimento. Por 
exemplo, as plantas são exemplos de produtores, uma vez que, a partir da 
energia solar, realizam a fotossíntese para produzir açúcares, que é a fonte de 
energia. Os consumidores obtêm energia e nutrientes ao se alimentarem de 
outros organismos; um exemplo são os gafanhotos, que se alimentam de 
folhas. 
• Resposta ao ambiente: capacidade de reagir de acordo com as condições do 
meio em que o organismo vivo está inserido. Os organismos interagem 
 
6 
 
continuamente e de muitas formas diferentes. Há interações com os fatores 
ambientais (solo, temperatura, umidade, entre outros) e interações entre 
organismos da mesma espécie (iguais) ou entre organismos de diferentes 
espécies. 
• Crescimento, desenvolvimento e reprodução: Os organismos contêm a 
informação genética que lhes permite replicar e perpetuar suas espécies, e a 
informação genética herdada controla os padrões de crescimento e 
desenvolvimento de cada organismo. Como tal, o DNA é considerado a 
molécula definidora da vida, pois é a base para o crescimento, sobrevivência e 
reprodução de todos os seres vivos. A reprodução refere-se ao mecanismo 
pelo qual os pais passam o DNA contendo informações que controlam o 
crescimento e o desenvolvimento de um organismo para seus descendentes. 
Para a Biologia, essas são características comuns a todos os seres vivos. Es-
sas propriedades são, portanto, avaliadas para cada organismo recém-descoberto, a 
fim de entender a vida desse organismo. No entanto, alguns organismos podem não 
ter todas essas propriedades e processos ao mesmo tempo. Por exemplo, embora os 
vírus não tenham células, eles provavelmente evoluíram de organismos celulares, e 
muitos biólogos consideram os vírus organismos vivos (HARVY et al; 2014). 
A biologia é um assunto muito amplo e novas descobertas biológicas estão 
sendo feitas todos os dias. Desta forma, as informações de ciências da vida devem 
ser claramente organizadas e focadas em alguns tópicos-chave. Em vista disso, cinco 
temas unificadores são definidos (REECE et al., 2015): 
• Organização; 
• Informação; 
• Energia e matéria; 
• Interações; 
• Evolução. 
Os temas organizacionais são níveis hierárquicos de organização, cada um em 
uma escala ampla (biosfera, ecossistema, comunidade, população, organismo, ór-
gãos/sistema de órgãos) ou em uma escala micro (tecidos, células, organelas e áto-
mos), observando a relação e a interação entre cada nível. 
Esta informação indica que os processos vitais envolvem a expressão e trans-
missão da informação genética. A informação genética é codificada nas sequências 
 
7 
 
de nucleotídeos do DNA e é passada de pais para filhos. Sequências de DNA chama-
das genes programam a célula para produzir proteínas e são traduzidas em proteínas 
específicas em um processo chamado expressão gênica. 
Energia e Matéria como tema mostram que a vida requer a transferência e 
transformação de das mesmas. Todos os seres vivos devem desempenhar funções 
que requerem energia. Por exemplo, os produtores convertem a energia solar em 
energia química, parte da qual é repassada aos consumidores. Os produtos químicos 
circulam entre os organismos e o meio ambiente, e a energia flui pelos ecossistemas 
(Figura 1). 
 
 
Figura 01 – Fluxo de energia e matéria. 
 
Fonte: https://bit.ly/3ux3ZZH 
 
Essas interações são fundamentais como tema unificador dos sistemas bioló-
gicos, pois os organismos interagem constantemente com os fatores físicos. Por 
exemplo, as plantas absorvem nutrientes do solo, absorvem compostos do ar e apro-
veitam a energia solar enquanto os organismos interagem uns com os outros. Essa 
interação pode ocorrer não apenas entre membros da mesma espécie, mas também 
entre as espécies diferentes. 
 
8 
 
A evolução é um tema central na biologia, consistindo nos processos de mu-
dança que transformaram a vida na Terra. É responsável pela homogeneidade e di-
versidade da vida e explica a adaptação evolutiva dos organismos e sua adaptação 
ao meio ambiente (Figura 2). 
 
Figura 02 – Evolução dos organismos vivos 
 
Fonte: Harvy et al;(2014 p 34). 
As descobertas biológicas sobre os seres vivos também podem ser generaliza-
das, porque toda a vida está relacionada aos descendentes ancestrais em comum. 
Dessa forma, pesquisadores podem usar sistemas de modelos de pesquisa para co-
municar suas descobertas a outros organismos. 
 
9 
 
2.1 NÍVEIS DE HIERARQUIA 
Em relação a temas da biologia, a organização aparece como o primeiro item. 
Na Figura 1, foi observada a hierarquia da vida, que ocorre na seguinte ordem (orga-
nização): biosfera → ecossistema → comunidade → população → organismo → sis-
tema de órgãos/órgão → tecido → célula → organela → molécula → átomo (Figura 
3). 
 
Figura 03 – Hierarquia da vida. 
 
Fonte: https://bit.ly/3VWyXWJ 
Descrevendo os níveis de organização biológica com um pouco mais de deta-
lhes, a biosfera como o nível mais amplo inclui todos os continentes, oceanos e at-
mosferas que compõem os diversos ecossistemas da Terra. Ecossistemas consistem 
 
10 
 
em comunidades que interagem com seus ambientes físicos e químicos. Uma comu-
nidade consiste em todas as populações de todas as espécies em uma determinada 
região. Cada população consiste em um grupo de indivíduos do mesmo tipo de orga-
nismo ou espécie que vivem em uma determinada área. Um organismo é um corpo 
sólido constituído por uma ou mais células (HARVY et al; 2014). 
Segundo o autor, as células são as unidades estruturais e funcionais básicas 
da vida e podem conter várias organelas, dependendo de sua função. Organelas são 
os componentes funcionais que compõem a célula e são formadas por várias molécu-
las que são constituídas pela ligação de átomos. Os átomos são a estrutura básica de 
toda a matéria (viva e não viva). 
Com base nessa construção, os conceitos biológicos podem ser reduzidos a 
blocos de construção simples e mais fáceis de estudar (reducionismo). Mas, olhando 
para a Figura 03 do átomo para a biosfera, vemos novas propriedades não vistas em 
níveis anteriores. Essas propriedades emergentes surgem das interações entre os 
componentes do nível anterior. Por exemplo, moléculas não vivem sozinhas, mas for-
mam células vivas em certa quantidade e organização. A vida (propriedades emer-
gentes), portanto, se manifesta no nívelcelular, mas não nos níveis inferiores do te-
cido natural (REECE et al., 2015). 
Portanto, para aprofundar nosso conhecimento sobre novas propriedades, os 
biólogos complementam o reducionismo com a biologia de sistemas. A biologia de 
sistemas consiste no estudo dos sistemas biológicos por meio da análise das intera-
ções entre seus constituintes (MURRAY, 2000). 
As conexões entre estrutura e função são visíveis em todos os níveis hierárqui-
cos. O estudo da estrutura biológica fornece evidências do que e como ela funciona, 
assim como o estudo da função de uma estrutura biológica fornece uma compreensão 
de sua estrutura e organização. Na hierarquia estrutural da vida, a célula representa 
a menor unidade organizacional capaz de realizar todas as atividades necessárias à 
vida. Todas as células têm características comuns. Por exemplo, todas são cercadas 
por uma membrana plasmática que regula a troca de material entre a célula e o am-
biente. No entanto, existem dois tipos principais de células: procarióticas e eucarióti-
cas (ALBERTS et al, 2017). 
 
11 
 
Segundo o autor, as organelas das células eucarióticas são cobertas por mem-
branas, e algumas organelas, como o núcleo, são comuns a todas as células eucarió-
ticas. No entanto, algumas organelas são exclusivas de diferentes grupos celulares 
(por exemplo, os cloroplastos são encontrados apenas em células com capacidade 
fotossintética). As células procarióticas não possuem núcleo ou outras organelas en-
voltas por membrana. Outra diferença está no tamanho da célula: as células procarió-
ticas são geralmente menores do que as eucarióticas. 
3 ORGANIZAÇÃO GERAL DAS CÉLULAS 
Os seres vivos são constituídos por unidades fundamentais da vida: as células. 
Alberts et al. (2017, p. 1) definem células como “[...] pequenas unidades delimitadas 
por membranas, preenchidas com uma solução aquosa concentrada de compostos e 
dotadas de uma capacidade extraordinária de criar cópias delas mesmas pelo seu 
crescimento e pela sua divisão em duas [...]”. 
Sendo assim, existem seres vivos formados de uma única célula – unicelulares 
– que é a forma mais simples de vida, e outros seres constituídos de um aglomerado 
de células individuais, em que cada uma apresenta uma função especializada. Eles 
são denominados organismos superiores, como, por exemplo, o ser humano. 
Existem inúmeros tipos de células, variando em relação a aparência e a função. 
Além de possuírem necessidades químicas e constituições diversas. As diferenças na 
forma, tamanho e requisitos químicos estão associadas às respectivas diferenças na 
função de cada tipo de célula. No entanto, apesar de suas formas variadas e comple-
xidade estrutural, todas as células vivas podem ser divididas em dois grandes grupos, 
procarióticas e eucarióticas, com base em suas propriedades funcionais e estruturais 
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
Os procariontes são menores e mais simples que os eucariontes. Alguns euca-
riotos unicelulares possuem organismos independentes (como amebas e leveduras), 
enquanto outros vivem em grupos multicelulares (como plantas, animais e fungos). 
A presença ou ausência de núcleo é utilizada como base para a simples clas-
sificação da célula em procariótica ou eucariótica. Nas células procarióticas, toda a 
informação genética está agrupada em um cromossomo circular simples, na região 
denominada nucléolo. Já nas células eucarióticas, o material genético está dividido 
 
12 
 
em múltiplos cromossomos agrupados em uma região circundada por uma mem-
brana, formando o núcleo, uma estrutura característica dessa linhagem celular. 
Agora, veja algumas das diferenças básicas das células procariontes e eucari-
ontes: 
A microscopia eletrônica demonstrou que existem fundamentalmente duas 
classes de células: os procariontes (pro = primeiro, e cario = núcleo), cujos cromosso-
mos não são separados do citoplasma por membrana, e as eucariontes (eu = verda-
deiro, e cario = núcleo), com um núcleo bem individualizado e delimitado pelo envol-
tório nuclear. Como será visto a seguir, embora a complexidade nuclear seja utilizada 
para nomear as duas classes de células, há outras diferenças importantes entre pro-
cariontes e eucariontes (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
3.1 Célula procarionte e eucarionte: principais diferenças 
A microscopia eletrônica mostra que as células procarióticas têm uma estrutura 
simples e não contêm um núcleo. Ou seja, o cromossomo não é separado do cito-
plasma por uma membrana. Em geral, a membrana plasmática é a única membrana 
presente nas células procarióticas. 
As estruturas procarióticas podem ser esféricas, bastonetes ou espirais (Figura 
1). Eles geralmente são pequenos (mícrons), mas existem diferenças individuais de 
tamanho e, em alguns casos, os procariontes são 100 vezes maiores. 
Os procariontes (como as bactérias) têm uma bainha protetora rígida, ou pa-
rede celular ao redor de uma membrana plasmática, que encerra um único comparti-
mento contendo o citoplasma e o DNA (ALBERTS et al., 2017). 
 A espessura da membrana é variável e, em geral, constituída por um complexo 
de proteínas e glicosaminoglicanas, e tem como função a proteção da célula. 
 
 
13 
 
Figura 01 – Estrutura da célula procarionte
 
Fonte: Junqueira; Carneiro (2012, p. 4). 
Como você pode observar na figura 01, o citoplasma contém polirribossomos, 
que são ribossomos ligados às moléculas de RNA mensageiro. Geralmente, existem 
dois ou mais cromossomos circulares idênticos dispostos em uma região chamada 
nucleóide, às vezes ancorada à membrana plasmática. Além disso, o citoplasma de 
uma célula procariótica é constituído apenas por uma membrana que a separa do 
meio externo, e em alguns casos pode haver invaginações da membrana plasmática 
que entram no citoplasma e se dobram para formar os mesossomos (JUNQUEIRA; 
CARNEIRO, 2012). 
 Ao contrário das células eucarióticas, as células procarióticas não têm citoes-
queleto. Porém, a principal diferença entre elas é que as células procarióticas são 
mais pobres em membranas, onde o citoplasma não está subdividido em comparti-
mentos. Nas células eucarióticas, há extenso sistema de membranas, o que contribui 
para a formação de microrregiões que contêm diferentes moléculas com respectivas 
funções especializadas. 
 
Células eucariontes 
 
 
As células eucarióticas são geralmente maiores e mais complexas do que as 
células procarióticas. Todas as células eucarióticas têm um núcleo e numerosas ou-
tras organelas, a maioria das quais estão envolta à membrana, comuns a todos os 
eucariotos. Ou seja, são estruturadas em duas partes morfologicamente bem distintas: 
núcleo e citoplasma, em que o citoplasma é envolto pela membrana plasmática, e o 
 
14 
 
núcleo pelo envoltório nuclear. O citoplasma possui organelas, por exemplo, as mito-
côndrias, o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi, os lisossomos e os peroxis-
somos (Figura 2) (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
 
Figura 02 – Estrutura célula eucarionte 
 
Fonte: bit.ly/3FTwCqP 
 
Considerando as funções das organelas na manutenção da vida de uma célula 
eucariótica, abordaremos de forma sucinta as principais: 
- Núcleo: uma das principais características da célula eucarionte é a presença do 
núcleo. É a organela mais proeminente em uma célula eucariótica e constitui o depó-
sito de informações da célula. Ele é envolvido por duas membranas concêntricas que 
formam o envelope nuclear e contém moléculas de DNA – polímeros extremamente 
longos que codificam as informações genéticas do organismo. 
- Mitocôndrias: organelas esféricas ou alongadas cuja função é liberar energias de 
forma gradual das moléculas de ácidos graxos e glicose provenientes dos alimentos, 
produzindo calor e moléculas de ATP (energia usada pelas células para inúmeras ati-
vidades, como secreção, mitose, etc.). 
- Retículo endoplasmático: estrutura formada por uma rede de vesículas achatadas,vesículas esféricas e túbulos que se intercomunicam, formando um sistema contínuo. 
Existem nas células o retículo endoplasmático rugoso (ou granular) e o retículo endo-
plasmático liso. 
- Aparelho de Golgi: organela também conhecida como Complexo de Golgi, é cons-
tituída por inúmeras vesículas circulares achatadas ou esféricas. 
 
15 
 
- Lisossomos: organelas de tamanho e forma variáveis, cujo interior é ácido e contém 
enzimas hidrolíticas, que são utilizadas pelas células para digerir moléculas introduzi-
das por pinocitose, fagocitose, ou até mesmo organelas da própria célula. 
- Peroxissomos: organelas caracterizadas pela presença de enzimas oxidativas (p. 
ex., catalase). O conteúdo enzimático dos peroxissomos varia muito de uma célula 
para outra, e sabe-se que até mesmo em uma mesma célula a composição enzimática 
é variável. Tais enzimas são produzidas pelo polirribossomos no citosol, e, em muitas 
situações, como forma de adaptação e defesa para a destruição de moléculas estra-
nhas que penetram na célula como, por exemplo, álcool e medicamentos. 
Todos os organismos multicelulares mais complexos – incluindo plantas, ani-
mais e fungos – são formados a partir de células eucarióticas. Por definição, todas as 
células eucarióticas possuem um núcleo. Mas a posse de um núcleo acompanha a 
posse de uma variedade de outras organelas, das quais a maioria é envolta por mem-
brana e comum a todos os organismos eucarióticos (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 
2012). 
3.2 Organelas citoplasmáticas 
 
Fonte: bit.ly/3T7c3Kg 
 
 
16 
 
Aqui, sera abordado as principais organelas encontradas nas células eucarióti-
cas, do ponto de vista de suas funções, e consideraremos como vieram a exercer os 
papéis que elas têm na vida da célula eucariótica. 
O núcleo é normalmente a organela mais proeminente em uma célula eucarió-
tica. Ele está envolvido por duas membranas concêntricas que formam o envelope 
nuclear e contém moléculas de DNA – polímeros extremamente longos que codificam 
as informações genéticas do organismo. No microscópio óptico, essas moléculas gi-
gantes de DNA se tornam visíveis como cromossomos individuais, quando se tornam 
mais compactas antes da divisão da célula em duas células-filhas (JUNQUEIRA; 
CARNEIRO, 2012). 
O DNA também carrega a informação genética nas células procarióticas; essas 
células não apresentam um núcleo distinto, não porque não têm DNA, mas porque 
elas não o mantêm dentro de um envelope nuclear, segregado do resto do conteúdo 
da célula. 
O citoplasma das células eucariontes contém as organelas, como mitocôndrias, 
retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, lisossomos e peroxissomos. 
O conceito de organela não é bem definido; varia um pouco de um autor para 
outro. Alguns consideram organelas apenas as estruturas envolvidas por membrana, 
como as mitocôndrias e os lisossomos, por exemplo; outros admitem como organelas 
todas as estruturas intracelulares presentes em todas as células e que desempenham 
funções bem definidas, mesmo que não sejam delimitadas por membrana (p. ex.: cen-
trossomos, corpúsculos basais dos cílios). Além das organelas, o citoplasma pode 
apresentar depósitos de substâncias diversas, como grânulos de glicogênio e gotícu-
las lipídicas. 
Preenchendo o espaço entre as organelas e os depósitos, também chamados 
inclusões, encontra-se a matriz citoplasmática ou citosol. 
O citosol contém água, íons diversos, aminoácidos, precursores dos ácidos nu-
cleicos, numerosas enzimas, incluindo as que realizam a glicólise anaeróbia e as que 
participam da degradação e síntese de hidratos de carbono, de ácidos graxos, de 
aminoácidos e de outras moléculas importantes para as células. Contém ainda micro-
fibrilas constituídas de actina, e microtúbulos constituídos de tubulina, cujas unidades 
monoméricas se podem despolimerizar e polimerizar novamente, de modo reversível 
 
17 
 
e dinâmico, o que explica as modificações de sol para gel, e vice-versa, observadas 
no citoplasma (ALBERTS et al., 2017). 
Quando despolimerizadas (separadas umas das outras), as moléculas das pro-
teínas actina e tubulina conferem maior fluidez ao citosol. Quando polimerizadas em 
microfibrilas e microtúbulos, conferem a consistência de gel à região citoplasmática 
em que se encontram. 
Você aprendeu que a membrana plasmática delimita a célula e é uma estrutura 
vital, já que é a interface que a célula tem com seu ambiente, separando o meio ex-
terno do citoplasma interno. 
Embora as propriedades físicas da membrana plasmática sejam, em grande 
parte, determinadas por seu conteúdo lipídico, o seu complemento proteico é o prin-
cipal responsável pelas propriedades funcionais. Moléculas maiores que íons e outros 
metabólitos podem ser captadas através da endocitose, a formação de uma invagina-
ção da membrana plasmática. 
Durante a endocitose, os poços revestidos são formados, montados e trazidos 
para os receptores celulares contendo moléculas ou partículas mediadas por recep-
tores específicos. Após a internalização, os materiais são separados e devolvidos à 
membrana plasmática ou entregues aos lisossomos para degradação. 
Os lisossomos contêm várias enzimas digestivas que quebram cada biomolé-
cula em componentes menores. O lúmen dos lisossomos tem um pH ácido, que auxilia 
na desnaturação de proteínas. Embora os lisossomos ainda não tenham sido descri-
tos em células vegetais, o vacúolo central das células vegetais também abriga múlti-
plas enzimas digestivas e pode, portanto, ter capacidade de ação semelhante (AL-
BERTS et al., 2017). 
O retículo endoplasmático (RE) é considerado a maior organela presente nas 
células, é formado por uma extensa rede de vesículas e túbulos achatados ligados à 
membrana. Essa organela pode ser dividida em retículo endoplasmático liso (REL), 
pois sua membrana de superfície é lisa, e retículo endoplasmático rugoso (RER), que 
é revestido por ribossomos. REL é o local de síntese de ácidos graxos e fosfolipídios. 
O RER ligado ao ribossomo é o local de síntese de proteínas de membrana e 
proteínas secretadas pelas células responsáveis. Após serem sintetizadas no retículo 
endoplasmático, as proteínas são direcionadas para a membrana plasmática ou se-
cretadas e transportadas para o aparelho de Golgi. Esta é uma série de membranas 
 
18 
 
planas chamadas cisterna, onde as proteínas são modificadas antes de serem trans-
portadas para o seu destino, a membrana celular (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
As proteínas destinadas à secreção são sintetizadas no RE, transportadas atra-
vés do complexo de Golgi e liberadas da célula. Todo esse processo é chamado de 
via secretora. Nos procariontes, os ribossomos flutuam livremente no citoplasma. No 
entanto, em eucariotos, eles são encontrados no citoplasma de mitocôndrias e cloro-
plastos, livres ou na superfície do RE. Em ambos os locais, o ribossomo representa o 
local onde ocorre a síntese de proteínas impulsionadas por ácidos nucleicos (AL-
BERTS et al., 2017). 
Os ribossomos procarióticos e eucarióticos são semelhantes em sua composi-
ção e tamanhos variados. No entanto, embora os ribossomos eucarióticos sejam re-
lativamente grandes, a estrutura dos ribossomos procarióticos é mais conhecida. Eles 
são conhecidos por conter um tipo especial de RNA chamado RNA ribossômico 
(rRNA), no qual mais de 50 tipos diferentes de moléculas de proteína estão ligadas de 
forma não covalente. 
Os peroxissomos são uma classe de organelas hemisféricas contendo a en-
zima oxidase, que usa oxigênio molecular para oxidar toxinas, convertendo-as em 
produtos inofensivos e oxidando ácidos graxos para produzir grupos acetil. Até agora, 
todas as organelas discutidas são circundadas por uma única membrana formada por 
uma bicamada lipídica. 
Vegetais verdes e algas têm cloroplastos. Os cloroplastos são organelas que 
usam o processo de fotossíntese para capturar energia luminosa com pigmentosco-
loridos, incluindo o pigmento verde clorofila, e armazenar a energia capturada na 
forma de ATP. As mitocôndrias em outros organismos podem ocupar até 30% do vo-
lume citoplasmático. 
A membrana interna mitocondrial é fortemente torcida com dobras chamadas 
cristas que formam sulcos em um espaço central chamado matriz. Uma das principais 
funções das mitocôndrias é completar as etapas finais da quebra oxidativa da glicose 
e gerar a maior parte do suprimento de ATP da célula. Portanto, as mitocôndrias po-
dem ser consideradas “usinas de energia” da célula. Algumas teorias sugerem que 
mitocôndrias e cloroplastos evoluíram de eventos antigos, quando células eucarióticas 
fagocitaram uma espécie de bactéria, resultando em outra espécie que deu origem a 
mitocôndrias e cloroplastos (ALBERTS et al., 2017). 
 
19 
 
A membrana interna provavelmente surgiu da membrana bacteriana original, 
enquanto a membrana externa é o remanescente da membrana plasmática fagoci-
tada. Outra evidência para essa teoria é que tanto as mitocôndrias quanto os cloro-
plastos têm seu próprio DNA genômico, mais semelhante à síntese de proteínas em 
bactérias do que em eucariotos. 
3.3 O núcleo e seus componentes 
A evolução bem-sucedida dos organismos depende de sua capacidade de ar-
mazenar, manter e traduzir a informação genética necessária para sua sobrevivência. 
Esta informação é hereditária, ou seja, é passada de uma célula às células-filhas du-
rante a divisão celular, e é no núcleo celular de todas as células eucarióticas que estas 
instruções são armazenadas. 
O núcleo é a organela que abriga o DNA da célula e é o local de transcrição do 
DNA em RNA mensageiro. Como o núcleo tem uma membrana interna e externa que 
são contínuas com a membrana do RE, o espaço entre as membranas nucleares in-
terna e externa é contínuo. 
O acesso às superfícies interna e externa do núcleo se dá por meio de cone-
xões tubulares entre as membranas interna e externa, estabilizadas pelos poros do 
núcleo. Esses poros definem os locais de transporte na membrana nuclear e atuam 
como barreiras que permitem que apenas macromoléculas específicas entrem e 
saiam do núcleo. 
Os poros são compostos por mais de 100 proteínas diferentes que interagem 
hidrofobicamente. Cada poro é cercado por um complexo de oito grandes agregados 
proteicos dispostos em um octógono nos pontos de contato das membranas interna e 
externa. O poro nuclear funciona como uma catraca na entrada de um evento espor-
tivo. À medida que as crianças passam sob a catraca, pequenas substâncias, como 
íons e moléculas com menos de 10.000 Daltons, difundem-se pelos poros. Moléculas 
maiores de até 50.000 Daltons, também podem se difundir pelos poros, mas requerem 
mais tempo para isso (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
Moléculas maiores, como proteínas do citoplasma e que são importadas para 
o núcleo, comportam-se como adultos na catraca: não podem entrar se não possuírem 
 
20 
 
o seu “ingresso”. No caso das proteínas, o ingresso é uma sequência curta de amino-
ácidos que faz parte da proteína. Assim, a proteína possui uma estrutura tridimensio-
nal que permite a sua ligação não covalente com a conformação tridimensional do 
receptor, de forma que ocorre o estiramento do poro, permitindo a entrada de grandes 
proteínas. 
O núcleo da célula é cercado por uma membrana dupla chamada membrana 
nuclear. O nucléolo, a lâmina nuclear e o poro nuclear são características comuns de 
todos os núcleos celulares. O poro é o portão através do qual as proteínas citoplas-
máticas entram no núcleo e o material genético (mRNA) sai em direção ao citoplasma 
(Figura 01). 
 
Figura 01 - Representação do núcleo da célula 
 
Fonte: bit.ly/3sXhiSr 
A membrana externa do envelope nuclear cria curvas em regiões específicas 
do núcleo, em direção ao citoplasma e em continuidade com a membrana do RE (des-
crito anteriormente). 
No interior do núcleo, o DNA se associa às proteínas para formar um complexo 
fibroso denominada cromatina. A cromatina consiste em filamentos extremamente lon-
gos e finos. Antes da divisão da célula, a cromatina se agrega para formar os cromos-
somos. Na borda do núcleo, a cromatina encontra-se interligada a um circuito de pro-
teínas, chamado de lâmina nuclear, formada por meio da polimerização de proteínas, 
designadas de lâminas em filamentos. 
A lâmina nuclear mantém o formato do núcleo por intermédio de sua ligação 
simultânea à cromatina e ao envelope nuclear. Durante grande parte do ciclo de vida 
da célula, o envelope nuclear permanece como estrutura estável. No entanto, quando 
a célula sofre a divisão, o envelope celular é quebrado em pedaços de membrana, 
contendo os complexos do poro a eles ligados (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
 
21 
 
O envelope é reconstruído quando a distribuição do DNA replicado para as cé-
lulas-filha está completa. Na molécula de DNA, existem trechos contendo as sequên-
cias específicas de determinados nucleotídeos que podem corresponder à sequência 
de um gene. As histonas são responsáveis pelo primeiro e mais básico nível de orga-
nização cromossômica, o nucleossomo. Os nucleossomos são compactados ainda 
mais para gerarem os cromossomos. 
Necessário para a formação de todas as proteínas de um organismo, o ácido 
desoxirribonucleico (DNA) é uma molécula de informação que contém, na sequência, 
nucleotídeos. O DNA é quimicamente muito estável, e cumpre suas importantes fun-
ções com tanta maestria que é a fonte da informação genética em todas as formas de 
vida conhecidas, exceto os vírus de RNA, os quais são limitados a genomas muito 
pequenos devido à instabilidade do RNA comparado ao DNA. O fato de que todas as 
formas de vida utilizam DNA para codificar sua informação genética e a existência de 
um código genético quase igual, justificam que todas as formas de vida originam de 
um ancestral comum baseado no armazenamento da informação em sequências de 
ácido nucleico (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
A informação contida no DNA está disposta em unidades hereditárias, chama-
das de genes, que controlam as características identificáveis de um organismo. Du-
rante a transcrição, a informação armazenada no DNA é copiada para a forma de 
ácido ribonucleico (RNA), que possui três papéis distintos na síntese proteica. As se-
quências de nucleotídeos do DNA são copiadas em moléculas de RNA mensageiro 
(mRNA), que promove a síntese de uma proteína específica. 
A sequência de nucleotídeos do mRNA contém informação que especifica a 
ordem correta dos aminoácidos durante a síntese de uma proteína. O agrupamento 
de aminoácidos em proteínas é extremamente preciso e em etapas, ocorrendo pela 
tradução do mRNA. Durante esta etapa, os nucleotídeos da molécula de mRNA são 
lidos por um segundo tipo de RNA, conhecido como RNA de transferência (tRNA), 
com o auxílio de um terceiro tipo, o RNA ribossomal (rRNA) e suas proteínas associ-
adas (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
Conforme vão sendo lidos pelos tRNAs, os aminoácidos corretos são unidos 
por ligações peptídicas para formarem as proteínas. Assim, a síntese de RNA é cha-
mada de transcrição, porque a “linguagem” da sequência nucleotídica do DNA é pre-
cisamente copiada ou transcrita na sequência nucleotídica de uma molécula de RNA. 
 
22 
 
A síntese proteica é denominada tradução, pois a “linguagem” da sequência nucleotí-
dica do DNA e do RNA é traduzida para a “linguagem” de sequência dos aminoácidos 
das proteínas. 
4 MICROSCOPIA 
O microscópio óptico, também conhecido como microscópio de luz, compõe-se 
de uma parte mecânica, que serve de suporte, e uma parte óptica, constituída por três 
sistemas de lentes: o condensador, a objetiva e a ocular. Veja na Figura 1 aprovações 
os principais componentes do microscópio óptico: 
 
Figura 01 – Representação de um microscópio óptico com os componentes dos sis-
temas mecânico e óptico 
Fonte: Eynard, Valentich e Rovasio (2010,p. 57). 
 
 
23 
 
A finalidade do condensador é projetar um cone de luz sobre as células que 
estão sendo examinadas no microscópio. Após atravessar as células, esse feixe lumi-
noso em formato de cone penetra na objetiva, a qual projeta uma imagem aumentada 
no plano focal da ocular que, novamente, a amplia. Por fim, a imagem fornecida pela 
ocular pode ser percebida pela retina, como uma imagem situada a 25 cm da lente 
ocular, ou então pode ser projetada sobre uma tela ou uma chapa fotográfica (JUN-
QUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
A ampliação total oferecida por um microscópio é igual ao aumento da objetiva 
multiplicado pelo aumento da ocular. Chama-se poder de resolução de um sistema, 
óptico a sua capacidade de separar detalhes. 
Na prática, o poder de resolução é expresso pelo limite de resolução, que é a 
menor distância que deve existir entre dois pontos para que eles apareçam individua-
lizados; por exemplo: duas partículas separadas por 0,3 µm aparecem individualiza-
das quando examinadas em um sistema óptico com limite resolutivo de 0,2 µm, porém, 
o microscópio óptico, também conhecido por microscópio de luz, fotônico ou de campo 
claro, utiliza a radiação na faixa da luz visível para a ampliação de amostras. Ele é 
formado por um sistema óptico, que permite a visualização da amostra por meio de 
um conjunto de lentes, e os componentes mecânicos, que são sustentação ao sistema 
óptico. 
 
Sistema óptico 
 
Uma lente de vidro sozinha pode ampliar a imagem de um objeto. Os sistemas 
ópticos basicamente amplificam essa ampliação combinando várias lentes. A coloca-
ção adequada da lente resultará em uma imagem de alta ampliação. Por esta razão, 
os microscópios ópticos também são chamados de microscópios compostos. Você 
aprenderá então como a luz passa através da amostra e dos componentes do sistema 
óptico para criar a imagem ampliada vista pelo observador. 
 
Fonte luminosa 
 
Os microscópios têm uma fonte de radiação, enquanto os sistemas ópticos têm 
uma fonte de luz visível. Essa fonte pode ser um espelho que reflete a luz natural ou 
 
24 
 
uma lâmpada embutida em um dispositivo que emite luz artificial. Microscópios em 
uso hoje dependem de lâmpadas como fontes de luz. 
 
Condensador e diafragma 
 
A luz emitida pela fonte passa por esses elementos antes de atingir a amostra. 
Um condensador é uma série de lentes usadas para redistribuir a luz de uma fonte 
para formar um cone de luz bem definido que atinge especificamente a amostra. A 
abertura controla a intensidade da luz que entra no campo de visão do microscópio. 
Depois de passar pelo condensador e pela abertura da objetiva, a luz atinge a amostra 
e é direcionada para a objetiva. Essa lente assume a ampliação inicial do sistema 
projetando as imagens primárias reais, invertidas e ampliadas no chamado plano de 
imagem intermediário (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
 
Lente ocular 
 
A ocular fornece a segundo e último aumento da imagem. A imagem projetada 
no plano médio é recebida pela ocular, invertida e ampliada para criar uma imagem 
virtual secundária, que é capturada pela retina do observador. É importante saber que 
as amostras a serem visualizadas com um microscópio óptico devem atender a vários 
requisitos. A amostra deve ter contraste para que sua estrutura seja vista na imagem 
e deve ser transparente para permitir a passagem da luz. 
 
Componentes mecânicos 
 
A principal função da mecânica do microscópio é dar suporte ao seu sistema 
óptico. Volte para a Figura 3 e veja alguns componentes mecânicos importantes: 
• Platina: é a plataforma de suporte da amostra. Possui pinças que posicionam e 
fixam a amostra sobre uma abertura central que permite a incidência da luz. 
• Parafusos micrométrio e macrométrio: responsáveis pela movimentação da 
platina para cima e para baixo, permitindo o ajuste grosso (no caso do 
macrométrio) e fino (no caso do micrométrio) do foco do instrumento. 
 
25 
 
• Revólver: desempenha um papel no suporte das várias lentes objetivas dos 
microscópios. Trata-se de uma estrutura rotativa que permite movimentar a 
lente objetiva e utilizar diferentes ampliações no mesmo microscópio. 
• Tubo: suporta as duas lentes oculares na sua extremidade superior do 
microscópio. 
 
Propriedades dos sistemas ópticos 
 
O sistema óptico dos microscópios de luz ajuda você a ver objetos de uma 
determinada escala de tamanho. Essa escala de tamanho normalmente inclui objetos 
de 200 nm a 1 mm e permite a visualização de seções de tecido, células eucarióticas 
únicas, bem como bactérias e organelas subcelulares. 
São as propriedades específicas do sistema óptico que definem essa escala 
para o uso de um microscópio. Fundamentalmente, essas propriedades incluem a ca-
pacidade de resolver e aprimorar a imagem das amostras observadas (JUNQUEIRA; 
CARNEIRO, 2012). 
 
Poder de resolução 
 
É a capacidade de ver detalhes finos em uma amostra vista através de um 
microscópio. Mais especificamente, a capacidade de gerar imagens nítidas de dois 
pontos muito próximos dela na amostra. A resolução é diretamente proporcional à 
abertura numérica da lente objetiva. Essa abertura pode ser definida como a capaci-
dade da lente de receber luz e resolver a imagem da amostra a uma distância espe-
cífica. Isso indica o poder de resolução da lente objetiva. Quanto maior a abertura 
numérica da lente, maior a resolução. 
A resolução é inversamente proporcional ao comprimento de onda da luz emi-
tida. Quanto menor o comprimento de onda, maior a resolução do microscópio. Em 
geral, a radiação emitida não tem a capacidade de resolver estruturas menores que 
seu próprio comprimento de onda. 
 
Limite de resolução 
 
 
26 
 
É o menor objeto que pode ser visualizado por meio do microscópio. Em outras 
palavras, é a distância mínima que separa dois pontos na amostra para que eles 
possam ser discriminados um do outro. É inversamente proporcional ao poder de 
resolução: quanto menor o limite de resolução, maior o poder de resolução. No caso 
dos microscópios ópticos, o limite de resolução é de 200 nm (lembre-se que a luz 
visível vai de 400 a 700 nm). Assim, bactérias e organelas grandes são as menores 
estruturas que podem ser visualizadas nitidamente neste tipo de microscópio, e 
distâncias menores do que essas dependem da utilização de radiação com menor 
comprimento de onda (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
 
 
Ampliação 
 
O poder de ampliação do microscópio é obtido pela combinação do poder de 
amplificação de todas as lentes que compõem o sistema óptico. É diretamente 
proporcional à abertura numérica da objetiva e pode ser aproximado 
matematicamente pela multiplicação do poder das lentes do sistema que, em geral, 
se resumem às lentes objetiva e ocular. Aumento final = aumento da objetiva × 
aumento da ocular. 
 
Lentes objetivas 
 
As lentes objetivas são as mais próximas da amostra. As objetivas secas são 
lentes utilizadas com a interposição de ar entre a amostra e a objetiva, sem o uso de 
imersão. Essas lentes conseguem aumentos menores, da ordem de 4×, 10×, 20× ou 
40×. Já as objetivas de imersão são utilizadas com a interposição de uma camada de 
óleo entre a amostra e a objetiva, com o objetivo de conseguir valores maiores de 
abertura numérica para a lente. Essas lentes conseguem maior poder de ampliação, 
da ordem de 40×, 60× ou 100× (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
 
 
27 
 
5 CARBOIDRATOS, PROTEÍNAS, LÍPIDEOS E NUCLEOTIDEOS 
5.1 Carboidratos 
Os carboidratos são elementos básicos e fundamentais no conceito de alimen-
tação saudável. Sua importância tem relação direta com o fornecimento de energia, 
repercutindo sobremaneira na condição de saúde. A energia proveniente do metabo-
lismo do carboidrato é a base para o funcionamento de órgãos e sistemas e, em es-
pecial, para o sistema nervoso e sistema sanguíneo. 
A glicose, obtida a partir dos processos de digestãoe absorção dos carboidra-
tos, é o combustível principal dos neurônios. Isso significa que a alimentação restrita 
nesse nutriente afeta, inclusive, a capacidade de raciocínio. 
Os músculos também utilizam um suprimento constante de carboidratos para 
obter energia necessária às atividades do dia a dia e para o exercício físico. A energia 
fornecida em 1 grama de carboidrato é de, em média, 4 calorias, sendo esta uma 
energia prontamente disponível para todas as células, tanto na forma de glicemia (gli-
cose no sangue) quanto na de glicogênio (reserva de glicose no fígado e nos múscu-
los) (LEHNINGER, 2014). 
 
Principais funções dos carboidratos 
 
A principal função dos carboidratos é, sem dúvidas, fornece energia para suprir 
as demandas das células. Mas esse componente alimentar também apresenta outras 
funções representativas no organismo, como as descritas a seguir (LEHNINGER, 
2014): 
• Fonte energética: os carboidratos são a principal fonte de energia para o 
organismo de todos os seres vivos (com exceção dos vírus e de algumas 
bactérias), sob a forma de adenosina trifosfato (ATP). Por isso, o consumo de 
carboidratos deve ocorrer regularmente e com intervalos frequentes, a fim de 
suprir as necessidades energéticas. 
• Poupadores de proteínas: o consumo suficiente de carboidratos impede que as 
proteínas sejam desviadas para a produção de energia, mantendo sua função. 
O consumo adequado de carboidratos é considerado, por esse motivo, como 
 
28 
 
“regulador do metabolismo proteico”. Quando acontece a privação de alimentos 
fonte de carboidratos por um longo período, a retirada contínua de proteínas 
dos músculos, do coração, dos rins, do fígado e de outros órgãos vitais pode 
resultar em mau funcionamento e até insuficiência e falência dos órgãos. 
• Ativação metabólica lipídica: a quantidade de carboidratos da dieta determina 
a forma como as gorduras serão utilizadas para suprir uma fonte de energia 
imediata. Se não houver glicose disponível para a utilização das células (jejum 
ou dietas restritivas), os lipídios serão oxidados, formando uma quantidade 
excessiva de corpos cetônicos. Estes corpos podem causar acidose 
metabólica, que gera graves consequências ao estado de saúde (coma e até 
óbito), caso a situação não seja revertida. 
• Principal combustível para o sistema nervoso central: a maioria das partes do 
cérebro e do sistema nervoso central só obtém energia a partir da glicose 
sanguínea. O cérebro não armazena glicose, necessitando então de um 
suprimento constante, sendo que a ausência pode gerar danos irreversíveis ao 
sistema nervoso. 
• Promotores da saúde geral e da saúde intestinal: as fibras alimentares 
(polissacarídeos não digeríveis), compostas por celulose, hemicelulose e 
lignina (fibras insolúveis), além de pectinas e gomas (fibras solúveis) 
representam o principal combustível dos enterócitos e auxiliam na formação e 
eliminação do bolo fecal, mantendo a saúde intestinal e prevenindo a 
constipação, doença hemorroidária e formação de divertículos. As fibras 
alimentares aumentam a saciedade, contribuindo na prevenção da obesidade 
ou facilitando a redução de peso. Também proporcionam melhor controle 
glicêmico, pois diminuem a velocidade de absorção da glicose (proteção e 
prevenção do diabetes). Além disso, reduzem a absorção do colesterol 
sanguíneo e facilitam a sua eliminação nas fezes (prevenção de risco 
cardiovascular). 
Podemos observar que o baixo consumo de carboidratos provoca importante 
diminuição no fornecimento de energia às células, fazendo com o organismo busque 
fontes “alternativas”. A oferta insuficiente de carboidratos fará o organismo utilizar 
 
29 
 
maior quantidade de gorduras e proteínas para produzir energia, mas a utilização des-
tes substratos provocará formação exagerada de corpos cetônicos, com possíveis 
consequências ao cérebro e ao sistema nervoso central. 
O uso das proteínas causará prejuízos à síntese proteica e à própria recupera-
ção de tecidos corporais. Este é um dos motivos pelos quais a restrição de carboidra-
tos é contraindicada na prática esportiva – o uso das proteínas como substrato ener-
gético afeta a composição dos músculos, gerando fadiga e maior suscetibilidade a 
lesões, além de minimizar a performance. 
 
Metabolismo dos carboidratos 
 
Consumir um ou outro alimento não garante que as necessidades de nutrientes 
serão supridas. Os alimentos consumidos diariamente devem sofrer várias alterações 
pelo sistema digestório para que possam fornecer os nutrientes na sua forma utilizá-
vel. Os processos de digestão e absorção promovidos pelo organismo possibilitam 
que os nutrientes contidos nos alimentos cheguem à corrente sanguínea e desempe-
nhem suas diversas funções, como prover energia de ação e de reserva, colaborar na 
construção e reparação de tecidos, fazer a manutenção da competência imunológica 
e do equilíbrio do sistema endócrino, entre outras (HARVEY, 2012). 
 
Processos de digestão e absorção 
 
A digestão de carboidratos é um processo metabólico no qual as enzimas di-
gestivas facilitam a fragmentação dos polissacarídeos em moléculas menores (mo-
nossacarídeos), facilitando seu uso. 
Segundo Harvey (2012), a ação da enzima pancreática amilase, que atua em 
partes do amido ainda intactas, ocorre no intestino delgado. Os resultados do pro-
cesso de digestão do amido são glicose, maltose e dextrinas (estas últimas ainda con-
sideradas polissacarídeos). 
Os carboidratos são absorvidos apenas se estiverem na forma de açúcares 
simples (glicose, frutose, galactose). Assim, a digestão dos dissacarídeos (sacarose, 
lactose, maltose, etc.) do amido ou do próprio alimento ocorre via dissacarídeos (sa-
carose, lactase, maltase) secretados pelos enterócitos (bordas em pincel). Após os 
 
30 
 
processos metabólicos, os monossacarídeos dessas etapas digestivas são absorvi-
dos no intestino delgado por transportadores específicos e chegam aos enterócitos e 
à corrente sanguínea (HARVEY, 2012). 
Ainda segundo o autor, a glicose e a galactose entram nos enterócitos pelo 
mesmo transportador (SGLT-1), enquanto a frutose usa o transportador GLUT-5. No 
entanto, uma vez que o enterócito deixa a corrente sanguínea, os três monossacarí-
deos são transportados pela mesma substância, GLUT-2. Carboidratos não digeríveis, 
que são compostos de fibras, viajam através do intestino até o intestino grosso, onde 
são fermentados pelas células do cólon para fornecer o combustível essencial para 
sua existência. 
 
Utilização e armazenamento dos carboidratos 
 
Após a absorção, os monossacarídeos são transportados para o fígado, onde 
são distribuídos pela corrente sanguínea para as células (no caso da glicose) ou me-
tabolizados pelo próprio fígado, convertidos em intermediários glicolíticos, particular-
mente frutose e galactose relacionadas. 
Em termos de utilização pelas células, a glicose representa o carboidrato pre-
ferencial, apresentando os possíveis destinos segundo Harvey (2012): 
• Utilização direta pelas células para a produção de energia intracelular (ATP); 
• Armazenamento, sob a forma de glicogênio hepático e muscular; 
• Conversão de aminoácidos não essenciais em outros tipos de carboidratos 
para posterior produção; 
• Armazenamento, sob a forma de ácidos graxos. Essa forma de estoque é um 
processo pouco significativo em termos de armazenamento lipídico, visto que 
o organismo, preferencialmente, utiliza os carboidratos e armazena as gorduras 
provenientes da alimentação. 
5.2 Proteínas 
Proteínas são macromoléculas responsáveis pela formação de estruturas im-
portantes para as células dos seres humanos. Elas podem ser obtidas por meio da 
 
31 
 
ingestão de alimentos de fontes animais ou vegetais, podendo ter diferentes benefí-
cios nutricionais e mecanismos de ação no processo de saúde e de adoecimento. É 
comum associarmos as proteínas aos procedimentosde dietas de alto teor proteico 
em populações específicas, como atletas, ciclistas e fisiculturistas, por exemplo. 
No entanto, devemos considerar todas as populações, como crianças, adultos 
saudáveis e com condições patológicas, como os diabéticos, cujo plano alimentar rico 
em proteínas tem influência na dosagem de insulina a ser administrada e nos níveis 
de glicose sanguínea, e nos idosos com influência na saúde muscular e sarcopenia, 
um processo característico do envelhecimento. 
As proteínas, cujo nome vem da palavra grega “protos”, que significa “a pri-
meira” ou a “mais importante”, possuem diferentes estruturas e sua unidade funda-
mental são os aminoácidos, moléculas orgânicas que comportam ligações químicas 
ao mesmo átomo de carbono, um átomo de hidrogênio, um grupo amina, um grupo 
carboxílico e uma cadeia lateral “R” característica para cada aminoácido (LEHNIN-
GER, 2014). 
São essas ligações químicas envolvidas na composição das proteínas que cha-
mamos de ligações peptídicas, formadas pela interação entre uma ou mais moléculas 
de aminoácidos. A conformação dessas ligações químicas — em que ocorre a união 
entre o carbono e o nitrogênio — é importante na descrição da composição das pro-
teínas, que ocorre a partir de quatro níveis estruturais determinados pela sequência 
de aminoácidos. 
A proteína constituída de apenas uma cadeia linear de aminoácido sem outro 
grupo químico é chamada de estrutura primária. Quando as proteínas se enovelam e 
dobram, podem formar dois tipos de estruturas secundárias: a estrutura secundária 
regular, conhecida pela α-hélice e folhas-β, estabilizadas pelas ligações de hidrogênio 
entre os grupos de -NH e -CO dos aminoácidos da cadeia primária, ou podem formar 
a estrutura secundária irregular, conhecida pelas voltas e alças que ocorrem pela mu-
dança de direção de aminoácidos, causando a inversão da cadeia de polipeptídio 
(LEHNINGER, 2014). 
Essas voltas podem ser chamadas β-turns ou volta “em forma de U” e são res-
ponsáveis pela conexão das folhas-β. Já as alças são chamadas ômega (Ω) cuja con-
formação é mais rígida e relacionada à reversão da cadeia de polipeptídio. 
 
32 
 
A estrutura terciária ocorre da sobreposição da estrutura secundária pelo enovela-
mento da α-hélice e β-pregueada, por meio de ligações covalentes, estabilizadas pe-
las ligações de hidrogênio ou pelas interações hidrofóbicas (chamadas de forças de 
Van der Waals), em que os grupos de cadeias laterais “R” podem ter interações entre 
cadeias apolares de aminoácidos, causando seus enovelamentos devido à fobia à 
água e reforçando o seu arranjo tridimensional, que envolve resíduos de aminoácidos 
hidrofílicos (que gostam de água) e os hidrofóbicos (que não gostam de água). 
Essas características resultam na função biológica específica da proteína que 
é dada pelo arranjo final da cadeia polipeptídica. Na estrutura quaternária, duas ou 
mais cadeias polipeptídicas se agregam formando uma proteína complexa. 
Veja na Figura 1 as estruturas das proteínas, suas cadeias polipeptídicas e o 
formato de hélice. 
 
Figura 01 - Estrutura das proteínas 
Fonte: bit.ly/3Exminr 
Estrutura 
 
As estruturas das proteínas são classificadas de acordo com as suas formas: 
globulares ou fibrosas. Nas formas globulares, a cadeia polipeptídica se enovela e 
resulta em uma molécula esférica e globular, como as enzimas, albumina, globulinas, 
hemoglobina e as chaperoninas. A função geral das proteínas globulares é a catálise, 
o transporte por meio da hemoglobina, a regulação do pH pela albumina, a regulação 
 
33 
 
do metabolismo por meio do hormônio do crescimento e do processo de defesa do 
corpo com os anticorpos, que são as imunoglobulinas. Nas formas fibrosas, a cadeia 
polipeptídica tem formato de cordões como folhas longas, como a tubulina e α-quera-
tina. A função geral das proteínas fibrosas é o suporte estrutural e mecânico por meio 
do colágeno e do movimento através da actina e da miosina (LEHNINGER, 2014). 
As enzimas são um grupo especializado de proteínas globulares que têm ativi-
dade catalítica, regulando a velocidade das reações bioquímicas, com capacidade de 
diminuição da barreira energética de uma reação. Alguns exemplos de enzimas são 
as quinases, amilases, lipases e isomerases. 
As proteínas têm inúmeras funções no organismo humano devido aos seus di-
ferentes arranjos estruturais, podendo assumir diferentes funções biológicas, como as 
proteínas transportadoras e as proteínas reguladoras, descritas a seguir segundo Leh-
ninger (2014): 
• Proteínas transportadoras: atuam no transporte molecular eficiente, ou seja, de 
íons, açúcares, aminoácidos, nucleotídeos e metabólitos presentes nas 
membranas celulares, espaço intracelular e plasma sanguíneo. Exemplos: a 
hemoglobina dos eritrócitos, responsável pelo transporte de oxigênio dos 
alvéolos pulmonares para os tecidos; e dióxido de carbono dos tecidos para os 
pulmões na respiração aeróbica. 
• Proteínas reguladoras: atuam na regulação da atividade celular ou fisiológica, 
estão presentes em hormônios proteicos e, quando liberadas na corrente 
sanguínea, são capazes de estimular ou inibir vias metabólicas, regulando os 
processos celulares. Exemplos: a insulina e o glucagon, elementos 
fundamentais para o metabolismo e o funcionamento do corpo. 
5.3 Lipídeos 
Os lipídeos são macromoléculas com características químicas diversas. Tais 
moléculas têm duas principais características em comum: são relativamente insolú-
veis em água (polar) e são solúveis em solventes orgânicos (apolares), como cloro-
fórmio (LEHNINGER, 2014). 
Esse grupo de moléculas pode desempenhar diversas funções importantes no 
organismo. Dentre elas, a de armazenamento de energia é a principal em diversos 
 
34 
 
organismos, incluindo o ser humano. Além disso, os lipídeos agem como isolantes 
térmicos, isolantes elétricos, cofatores de enzimas e hormônios, e ainda participam da 
formação das membranas celulares e de organelas, atuando como componente tanto 
estrutural quanto funcional das membranas. 
Devido à sua diversidade química, os lipídeos apresentam diversas classifica-
ções. No entanto, comumente são classificados de acordo com sua complexidade ou 
função biológica. 
- Lipídeos simples: triglicerídeos que originam ácidos graxos e glicerol. Podem ser 
encontrados na forma sólida, chamados de gordura, ou líquida, chamados de óleos. 
São exemplos: ácidos graxos, gorduras neutras, ésteres de ácido graxo com glicerol 
(mono, di e triacilglicerol) e ceras. 
- Lipídeos compostos: combinações de gorduras neutras com outros componentes. 
• Fosfolipídeos: formados por lipídeos ligados ao fósforo. Exemplo: lecitina, 
encontrada no fígado, gema de ovo e soja. 
• Lipoproteínas: formadas no fígado e no intestino (combinação de triglicerídeos, 
glicerol, colesterol e proteínas). 
- Lipídeos derivados: produzidos na hidrólise ou na decomposição dos lipídeos. Con-
sistem nos ácidos graxos saturados e insaturados, o glicerol e os esteróis. 
Os lipídeos podem ser classificados quanto a sua complexidade: os lipídeos 
precursores e derivados e os lipídeos neutros. Os lipídeos precursores e derivados 
são aqueles que formam os demais, como os ácidos graxos, glicerol e esteroides. Já 
os lipídeos neutros são aqueles que não possuem carga elétrica, como glicerídeos, 
colesterol e ésteres de colesterol. 
 
Ácidos graxos 
 
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com grupos de hidrocarbonetos com 
cadeia variando de 4 a 36 carbonos em sua estrutura. Esses ácidos graxos podem 
ser classificados em ácidos graxos saturados, quando apresentam apenas ligações 
simples, ou em ácidos graxos insaturados, quando apresentam uma ou mais ligações 
duplas na cadeia de carbonos. Comumente, os ácidos graxos saturados são de ori-
gem animal e mostram-se sólidos em temperatura ambiente, enquanto os insaturados 
são líquidosna mesma temperatura (LEHNINGER, 2014). 
 
35 
 
Esses compostos são precursores dos lipídeos mais simples, como o triacilgli-
cerol. Essa molécula é composta por três ácidos graxos ligados a um glicerol por liga-
ção do tipo éster, sendo que esses ácidos graxos podem conter cadeias iguais ou 
não. Esse composto é uma das principais fontes de reserva energética do ser humano. 
 
Fosfolipídeos 
 
Os fosfolipídeos são derivados do ácido fosfatídico, uma vez que são formados 
por ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol ou esfingosina e um radical fos-
fato. Quando o ligante é o glicerol, o radical fosfato e dois ácidos graxos se ligam a 
essa molécula, formando os glicerofosfolipídeos. Já quando o ligante é a esfingosina, 
apenas um ácido graxo e o radical fosfato se ligam à molécula, formando o esfingo-
fosfolipídeo. 
Ambos fosfolipídeos tem grande importância na formação de membranas celu-
lares. Uma vez que possuem duas caudas de ácidos graxos ou uma cauda de ácido 
graxo e outra de esfingosina, essas moléculas se organizam formando uma cabeça e 
duas caudas. 
 
Glicolipídeos 
 
Os glicolipídeos são formados por uma molécula de ácido graxo ligada a uma 
molécula de carboidrato. Dentre os glicolipídeos, o glicosfingolipídeo é o mais comum, 
formado por um carboidrato ligado a uma molécula de ceramida, sendo a ceramida 
formada pelo ácido graxo ligado a uma esfingosina. Essas moléculas participam da 
formação das membranas celulares, funcionando como sítio de reconhecimento celu-
lar. 
 
Esteróis e colesterol 
 
Os esteróis são derivados do ciclopentanoperidrofenantreno, um hidrocarbo-
neto formado por quatro anéis saturados fusionados. São lipídeos estruturais, também 
presentes em membranas celulares. Dentre os diversos esteróis, o colesterol, é o mais 
 
36 
 
abundante nas células e tecidos animais, além de ser abundante nas lipoproteínas 
plasmáticas (HARVEY, 2012). 
Devido à sua grande variabilidade químico-estrutural, os lipídeos desempe-
nham papéis importantes nos sistemas biológicos. Resumidamente, os lipídeos são 
classificados quanto à sua função em três grupos principais — lipídeos de armazena-
mento, lipídeos estruturais e lipídeos sinalizadores/cofatores — examinados caso a 
caso a seguir. 
 
Lipídeos de armazenamento 
 
Os triacilgliceróis, formados por ácidos graxos e glicerol, são os principais lipí-
deos de armazenamento. Nos vertebrados, são armazenados em adipócitos, células 
especializadas no armazenamento de gorduras, sendo esse o principal conteúdo ce-
lular. Além de funcionarem como fonte de energia de reserva, também funcionam 
como isolantes térmicos, uma vez que os adipócitos formam o tecido adiposo locali-
zado sob a pele. Os triacilgliceróis são obtidos a partir da alimentação, estando pre-
sentes em óleos vegetais, gordura animal, no leite e em seus derivados (HARVEY, 
2012). 
Quando necessário, as enzimas lipases agem sob os adipócitos dos tecidos 
adiposos, quebrando os triacilgliceróis armazenados e liberando ácidos graxos. Esses 
ácidos graxos são transportados até o local que está necessitando de combustível, 
onde serão quebrados por vias metabólicas como a β-oxidação, que gera moléculas 
precursoras de ATP. 
 
Lipídeos estruturais 
 
A membrana plasmática celular e de organelas é formada por uma dupla ca-
mada de lipídeos, que tem como principal função controlar a passagem de moléculas, 
atuando como uma barreira entre o meio intra e extracelular. Os lipídeos das mem-
branas têm uma característica específica: devido à sua composição, apresentam uma 
região polar e outra apolar, que interagem com moléculas tanto hidrofílicas como hi-
drofóbicas (HARVEY, 2012). 
 
37 
 
Os principais lipídeos estruturais são os fosfolipídeos, como os glicerofosfolipí-
deos e esfingolipídeos. Devido à sua composição, a cabeça apresenta característica 
polar, enquanto a cauda apresenta características apolares, conferindo assim uma 
extrema impermeabilidade celular a substâncias polares. Além destes lipídeos, o co-
lesterol também faz parte das membranas. 
 
Lipídeos sinalizadores 
 
O grupo dos lipídeos sinalizadores apresenta menor quantidade quando com-
parado aos lipídeos estruturais e de armazenamento. Os lipídeos deste grupo têm 
papéis ativos nos sistemas biológicos, como os hormônios sexuais femininos e mas-
culinos, cortisol e aldosterona, que recebem classificação de hormônios esteroides, já 
que são derivados da oxidação dos esteróis. Estes compostos agem em receptores 
celulares específicos, produzindo respostas metabólicas diversas. 
Além desses, outros lipídeos que não são derivados do esterol podem agir 
como potentes sinalizadores, como os eicosanoides (ou icosanoides). Tais lipídeos 
são provenientes da metabolização do ácido araquidônico, um fosfolipídeo de mem-
brana, e estão envolvidos com processo inflamatório, dor, quimiotaxia e coagulação 
(HARVEY, 2012). 
5.4 Nucleotídeos 
Os ácidos nucleicos DNA e RNA são polímeros lineares de nucleotídeos, isto 
é, são macromoléculas formadas pela união de grande número de nucleotídeos. Por-
tanto, os nucleotídeos representam as unidades básicas, os “monômeros”, que for-
mam a estrutura dos ácidos nucleicos. Além de serem as unidades formadoras dos 
ácidos nucleicos, os nucleotídeos participam de outras importantes funções no interior 
celular, como metabolismo energético, sinalização, regulação de enzimas e síntese 
proteica (LEHNINGER, 2014). 
Ainda segundo o autor, sua estrutura básica é formada por três componentes: 
uma base nitrogenada, um açúcar (ose) e um grupo fosfato. Tanto a base nitrogenada 
quanto a ose que formam o nucleotídeo são estruturas cíclicas. É importante destacar, 
também, a diferença entre os nucleotídeos e os nucleosídeos, os quais compreendem 
 
38 
 
unidades formadas pela ligação de uma base nitrogenada com uma ose, sendo, as-
sim, as moléculas precursoras dos nucleotídeos. 
Já os nucleotídeos podem apresentar um grupo fosforil, sendo denominados 
nucleotídeos monofosfatados. Outros grupos fosforil podem também se ligar ao fos-
foril do nucleotídeo, por ligações de anidro ácido, formando nucleotídeos di ou trifos-
fatados. As bases nitrogenadas são moléculas heterocicíclicas aromáticas e planas, 
cuja estrutura apresenta heteroátomos, e derivam, em sua maior parte, dos compos-
tos purina e pirimidina, os quais são fracamente básicos, característica pela qual são 
chamados de bases (LEHNINGER, 2014). 
São as bases nitrogenadas que identificam o tipo de nucleotídeo, sendo as ba-
ses encontradas nos ácidos nucleicos a adenina (A), a guanina (G), a citosina (C), a 
timina (T) e a uracila (U). A adenina e a guanina são derivadas da purina, sendo cha-
madas de bases purínicas ou púricas, enquanto a citosina, a timina e a uracila com-
preendem bases pirimídicas, isto é, são derivadas da pirimidina. Normalmente, o RNA 
apresenta as bases pirimídicas uracila e citosina, e o DNA, a timina e a citosina. 
As bases nitrogenadas nucleotídicas absorvem luz ultravioleta, característica 
que confere aos ácidos nucleicos a capacidade de forte absorção ultravioleta (UV) em 
comprimento de onda próximo a 260 nm. 
O resíduo de açúcar, a ose, que forma os nucleotídeos é constituído por 5 áto-
mos de carbono, sendo, portanto, classificado como uma pentose. 
Os átomos de carbono que formam a pentose são numerados de 1’ a 5’ no 
nucleotídeo. O sinal (’) diferencia os átomos da pentose daqueles presentes na base 
nitrogenada, numerados 1, 2, 3, etc. Os nucleotídeos formadores dos ácidos nucleicos 
podem apresentar dois tipos de pentoses — a 2’-desoxi-D-ribose (ou desoxirribose) e 
a ribose —, que formam os desoxirribonucleotídeos e os ribonucleotídeos, respectiva-
mente. Assim, a pentose presente nos ácidos nucleicos de DNA é a desoxirribose, e, 
no RNA, a ribose. O prefixo ‘desoxi’ indica que a ribose não apresenta um átomo de 
oxigênio ligado ao átomo de carbono2’ de sua estrutura (LEHNINGER, 2014). 
As pentoses se ligam às bases formando os nucleosídeos por meio de ligações 
glicosídicas, que ocorrem entre o carbono 1’ da pentose e o nitrogênio 1 das pirimidi-
nas ou 9 das purinas. Os nucleotídeos são formados a partir dos nucleosídeos pela 
fosforilação do carbono 5’ da pentose. 
 
39 
 
A estrutura dos ácidos nucleicos, assim como a do DNA, é estudada hierarqui-
camente em níveis de complexidade. A sequência de nucleotídeos unidos pelas liga-
ções covalentes fosfodiéster forma a chamada estrutura primária do DNA. Já a estru-
tura secundária dessa molécula se relaciona à estrutura estável e regular que ela pode 
adotar em função das interações químicas que ocorrem entre os diferentes polinucle-
otídeos ou entre diferentes partes do mesmo polinucleotídeo. O DNA apresenta sua 
estrutura secundária organizada em uma dupla hélice, enquanto o enovelamento do 
ácido nucleico, como o que ocorre nos cromossomos, é considerado a estrutura terci-
ária dessa molécula (LEHNINGER, 2014). 
De acordo com o autor, a estrutura em dupla hélice do DNA foi proposta pelos 
pesquisadores James Watson e Francis Crick, em 1953, que reuniram dados gerados 
por outros estudos de diferentes cientistas para propor a estrutura desse ácido nu-
cleico, como o de Rosalind Franklin. No início da década de 1950, Franklin utilizou o 
método de difração de raio X para analisar as fibras de DNA, por meio do qual obteve 
uma fotografia do DNA, que foi crucial para que Watson e Crick elucidassem a sua 
estrutura. 
A estrutura do DNA proposta por Watson e Crick, chamada de forma B do DNA 
ou B-DNA, assemelha-se a uma “escada espiral” e consiste em duas cadeias de poli-
nucleotídeos dispostas paralelamente, que se espiralam em torno de um eixo comum 
helicoidal, com orientação para a direita. Nessa estrutura, as duas cadeias principais 
dos polinucleotídeos, formadas pelo esqueleto de desoxirribose-fosfato, organizam-
se no lado externo da hélice, voltadas para a água circundante. Enquanto isso, as 
bases nitrogenadas hidrofóbicas, que formam os grupos laterais dos polinucleotídeos, 
encontram-se voltadas para o lado interno da hélice, empilhadas entre si. Os planos 
das bases são perpendiculares ao eixo helicoidal da hélice (LEHNINGER, 2014). 
As duas cadeias que formam a estrutura da dupla hélice são pareadas de forma 
antiparalela entre si, ou seja, as duas cadeias apresentam orientações diferentes — 
enquanto uma apresenta direção 5’ 3’, a outra, direção 3’ 5’. A disposição antiparalela 
das duas cadeias contribui para a manutenção da estabilidade da dupla hélice. 
A dupla hélice apresenta um diâmetro de 20 Å (ampères). A cada volta helicoi-
dal da fita, chamada passo, são encontrados 10 pares de bases. Ao longo de seu 
comprimento, a estrutura helicoidal apresenta dois sulcos ou cavidades: um mais largo 
e profundo, chamado “sulco maior”, e um mais estreito, denominado “sulco menor”. 
 
40 
 
Esses sulcos se formam em razão de os resíduos de desoxirribose não serem 
simétricos e representam pontos de acesso à proteínas com funções reguladoras, que 
se ligam a regiões específicas do DNA. 
A estabilidade da dupla hélice se dá a partir do estabelecimento de dois tipos 
de interações químicas: as interações de empilhamento de bases e as pontes de hi-
drogênio. Como vimos antes, as interações hidrofóbicas de empilhamento são as in-
terações que ocorrem entre os anéis aromáticos das bases nucleotídicas adjacentes, 
enquanto as ligações de hidrogênio acontecem entre bases adjacentes entre si (LEH-
NINGER, 2014). 
Cada base nitrogenada de uma fita de DNA forma ligações de hidrogênio com 
uma base proveniente da fita oposta a ela, formando um par de bases planar. 
Essas ligações ocorrem de forma específica, o que resulta no chamado “pare-
amento de bases complementares”. As bases nitrogenadas das duas fitas de DNA 
são pareadas de modo que a adenina (A) de uma fita é sempre pareada com a timina 
de outra fita (T), e vice-versa. Ao mesmo tempo, cada resíduo de citosina (C) é sempre 
pareado a um de guanina (G) da outra fita, e vice-versa. As bases A e T são unidas 
por duas ligações de hidrogênio e o par C e G, por três ligações. 
Os pares adenina-timina e citosina-guanina são os únicos possíveis na estru-
tura do DNA. Portanto, o pareamento sempre acontece entre uma base purínica e 
uma base pirimídica. O pareamento específico entre as bases citadas se dá em função 
de suas estruturas. As bases purínicas são mais volumosas que as pirimídicas. En-
quanto as bases purínicas apresentam dois anéis em sua estrutura, as pirimídicas 
apenas um. Dessa forma, o volume e a geometria dessas bases, e a posição dos seus 
átomos envolvidos nas ligações de hidrogênio interferem e permitem o seu “encaixe” 
dentro da estrutura da dupla hélice. Pareamentos diferentes de adenina com timina 
ou citosina com guanina normalmente desestabilizam a estrutura helicoidal em dupla 
hélice do DNA (LEHNINGER, 2014). 
Com base no pareamento das bases, as fitas antiparalelas que compõem a 
dupla hélice sempre são complementares entre si. Assim, conhecendo a sequência 
de bases de uma das fitas de DNA, a outra pode ser determinada. 
Ainda, as cadeias preexistentes do ácido desoxirribonucleico pontem atuar 
como moldes para a síntese de cadeias complementares a elas. É importante desta-
 
41 
 
carmos que a sequência de nucleotídeos da fita molde consiste na informação gené-
tica e é responsável por definir a composição de uma nova fita de DNA ou RNA a ser 
sintetizada. 
O pareamento de bases também estabelece relações quantitativas, conhecidas 
como “regra de Chargaff”, a qual afirma que a quantidade de adenina em uma molé-
cula de DNA é sempre igual a de timina, e a quantidade de citosina sempre igual a de 
guanina. Ainda, de acordo com essa regra, a soma de resíduos de purinas (A+G) é 
sempre igual à soma dos resíduos de pirimidinas (T+C) (LEHNINGER, 2014). 
De acordo com Lehninger (2014) o rompimento das ligações de hidrogênio en-
tre as bases leva à separação das duas fitas de polinucleotídeos da dupla hélice, um 
fenômeno que promove a perda da estrutura secundária do DNA, chamado desnatu-
ração. Isso pode ocorrer em função do aumento da temperatura, assim como pela 
variação do pH e pela alteração da concentração de sais em uma solução. Quando 
as condições fisiológicas de homeostase são reestabelecidas, as fitas podem voltar a 
se recombinar por meio do processo de renaturação. 
6 CICLO CELULAR 
O ciclo celular é composto basicamente pelos processos de divisão e morte 
celular (Figura 1). As nossas células podem utilizar dois mecanismos diferentes para 
dividir-se: a mitose e a meiose. A mitose é necessária para o crescimento dos orga-
nismos e para reposição celular, sendo caracterizada pela transmissão do material 
genético de modo constante de uma célula para as suas descendentes. Além disso, 
a mitose ocorre nas células somáticas, que são todas as células do organismo com 
exceção dos gametas (espermatozoide e ovócito ou óvulo). Enquanto isso, a meiose 
é responsável pela produção dos gametas, os quais apresentam metade do material 
genético das células progenitoras (BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013). 
A morte das células pode ocorrer por meio de apoptose, que é o processo res-
ponsável pela remoção de células durante o crescimento e o desenvolvimento, dimi-
nuindo, assim, o número de células e eliminando as células danificadas. 
 
Figura 01 – Ciclo celular. 
 
42 
 
 
Fonte: bit.ly/3CJKAcj 
No ciclo celular, ocorre uma série de eventos preparatórios para a divisão ce-
lular, que também faz parte desse ciclo. Apesar de ser um processo contínuo, o ciclo 
celular é didaticamente dividido em interfase e mitose. 
A interfase é considerada o período inicial do ciclo celular, o qual é dedicado 
ao crescimento, ao funcionamento e à replicação (duplicação) do material genético. 
Esse período, no qual