Estrutura e Funções Celulares

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AULA 1 
BIOENERGÉTICA 
Prof. Leonardo Augusto Becker 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Querido(a) aluno(a), seja muito bem-vindo(a)! Ao longo de nossas aulas, 
estudaremos as diferentes estruturas e funções das células eucarióticas; os 
aspectos relacionados ao treinamento físico e às principais alterações fisiológicas 
que ele provoca. Além disso, faremos uma breve introdução sobre genética celular 
e engenharia genética. Ademais, verificaremos a influência, no desempenho físico 
do atleta, de diferentes condições climáticas e fisiológicas e tipos de treinamento. 
Nesta aula, analisaremos as diversas estruturas e funções das células 
eucarióticas, distribuídas em cinco tópicos: fisiologia celular, principais 
características das células eucarióticas, diferença entre células procariontes e 
eucariontes, estrutura da célula eucariótica e função das células eucarióticas. 
TEMA 1 – INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA CELULAR 
A fisiologia celular é algo complexo de ser estudado e alguns assuntos são 
muito desafiadores. Assim, pode-se dizer que as células fazem a ligação entre os 
compostos químicos e os organismos vivos. Desse modo, resumidamente, as 
funções corporais de um organismo vivo dependem, de certa forma, das 
estruturas e funções coletivas das células (Sherwood, 2018). 
A fisiologia celular é tão fantástica e complexa que pode ser discutida e 
estudada por diferentes perspectivas. Todo nascimento de uma célula parte da 
divisão de uma célula preexistente. Com isso, toda nova célula apresenta função 
e estruturas semelhantes àquela que lhe deu origem. As células são organismos 
vivos minúsculos, que não podem ser vistos a olho nu. As células são os menores 
compostos vivos do corpo humano capazes de realizar processos vitais. Assim 
qualquer estudo, desde o básico ao avançado, na área celular só pode ser 
realizado por meio de microscópio, no qual são utilizadas técnicas que envolvem 
bioquímica, cultura celular, fluidos, compressão, entre outras técnicas. 
Atualmente, a ciência conhece trilhões de células, de mais de 200 diferentes tipos. 
Apesar disso, as células apresentam estruturas e funções semelhantes entre si 
(Sherwood, 2018). 
1.1 Estrutura celular 
As células possuem três subdivisões: a primeira delas é a membrana 
plasmática, que envolve as células; na sequência, há o núcleo, que contém o 
 
 
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material genético; e, posteriormente, o citoplasma, que é a parte interior da célula 
(Sherwood, 2018). 
Figura 1 – Estrutura celular 
 
Crédito: Vecton/Shutterstock. 
• A membrana plasmática é um material fino que envolve toda a célula, 
composto por lipídeos (gordura). Além de envolver a célula, a membrana 
plasmática impede que o fluido intracelular se misture com o fluido 
extracelular (Sherwood, 2018). 
• O núcleo é uma estrutura oval localizada no interior da célula e envolta por 
duas camadas. O envoltório nuclear separa o núcleo do interior da célula e 
apresenta alguns poros, permitindo o transporte de materiais entre o núcleo 
e o citoplasma. O núcleo abriga o material genético, o ácido 
desoxirribonucleico (DNA) da célula, que orienta a síntese proteica e o 
mapa genético durante a replicação celular. Para realizar a síntese 
proteica, são necessários os três tipos de ácido ribonucleico (RNA). 
Inicialmente, o material genético é transferido para o RNA mensageiro, que 
sai do núcleo por meio dos poros descritos anteriormente. Na sequência, 
no citoplasma, o RNA mensageiro entrega o código genético para os 
ribossomos, que fazem a leitura da informação e a traduzem em uma 
 
 
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sequência adaptada para os aminoácidos, para que a proteína seja 
sintetizada. Posteriormente, o RNA de transferência entrega os 
aminoácidos dentro do citoplasma, para a construção da proteína 
(Sherwood, 2018). 
• O citoplasma é o local que contém as organelas, que possuem funções 
especializadas. As organelas são divididas em duas: as organelas 
membranosas, que formam um local separado, envolto por uma 
membrana plasmática com um líquido chamado citosol (a maioria das 
células possuem cinco organelas membranosas, sendo elas: retículo 
endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos, peroxissomas e 
mitocôndrias, conjunto que no todo possui atividades específicas no interior 
das células); e as organelas não membranosas, que estão em contato 
direto com o citosol e também possuem funções específicas no interior da 
célula (Sherwood, 2018). 
• O citoesqueleto conecta as fibras de proteínas e tubos ao longo do citosol. 
Possui função específica de dar o formato da célula, organizar e realizar 
movimentos (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
TEMA 2 – PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS 
As células eucariontes possuem membranas as quais permitem a 
realização de funções mais complexas nas organelas, favorecendo as atividades 
da célula. A principal característica da célula eucarionte é o seu complexo sistema 
de organelas e a presença da membrana celular cercando o material genético. 
Além disso, elas conferem maior proteção ao meio extracelular. Esse 
revestimento é formado por uma dupla camada de fosfolipídios, associada a 
moléculas de proteínas. Esse revestimento ou até mesmo envoltório costuma 
também ser chamado, na literatura, de membrana plasmática, membrana 
citoplasmática ou até mesmo membrana celular. Essa membrana é formada por 
hidratos de carbono, moléculas de lipídeos e também proteínas. Vale ressaltar 
que essa membrana ou envoltório difere de acordo com as funções celulares 
desempenhadas (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
A membrana citoplasmática é formada por uma camada bilipídica (de forma 
assimétrica, devido a haver duas porções, uma hidrofóbica, voltada para o interior 
da célula, e outra, hidrofílica, voltada para o meio externo), com inserção de 
moléculas de proteínas, glicolipídeos e glicoproteínas. Essa terminologia é 
 
 
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utilizada quando lipídeos, proteínas, hidratos de carbono estão associados. A 
membrana citoplasmática ainda possui a função de delimitar o conteúdo celular. 
Também se verifica a presença de receptores específicos, que permitem o 
reconhecimento de outras moléculas. Assim, esses receptores são identificados 
por produzirem anticorpos, secreções e contrações musculares (Pires; Almeida, 
2014; Sherwood, 2018). 
2.1 Transporte de substâncias através da membrana plasmática 
A membrana citoplasmática confere estabilidade ao interior da célula, 
permitindo ou não a entrada de substâncias. Esse processo é denominado 
permeabilidade seletiva ou semipermeabilidade. Isso ocorre por difusão, quando 
o meio interno da célula é menor que o ambiente externo e vice-versa. O processo 
de difusão pode acontecer de forma facilitada (com participação das proteínas, 
que transportam moléculas específicas), por exemplo, via entrada de oxigênio e 
saída de gás carbônico. Já a difusão não facilitada é quando a glicose e alguns 
aminoácidos penetram na célula. Ademais, verificam-se outros tipos de transporte 
de substâncias, por exemplo endocitose (ingresso) e exocitose (eliminação). A 
fagocitose permite o ingresso de partículas sólidas, pela eliminação de 
pseudópodos, isso ocasionando o aumento do citoplasma e envolvendo alguns 
receptores específicos (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
2.2 Matriz extracelular 
A membrana citoplasmática possui na sua parte externa alguns locais, nos 
quais lipídeos e proteínas se ligam a hidratos de carbono, fazendo uma espécie 
de extensão da membrana, formada por glicolipídios e glicoproteínas. As 
principais proteínas que formam a matriz extracelular são proteínas fibrosas, 
colágeno e elastina. Outro componente que forma a matriz extracelular é a lâmina 
basal, especialmente nos tecidos epitelial, muscular, sanguíneo e conjuntivo. De 
modo geral, a lâmina basal protege órgãos e está muito relacionada à filtração do 
plasma sanguíneo. A união entre a célula e a matriz extracelular é realizadapor 
duas glicoproteínas (fibronectina e lâmina) que se ligam à matriz, estabelecendo 
a conexão do citoesqueleto com a matriz extracelular (Pires; Almeida, 2014; 
Sherwood, 2018). 
 
 
 
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2.3 Citoesqueleto 
O citoesqueleto é formado por finos tubos proteicos de proteína tubulina, 
filamentos de actina e miosina. Também na sua formação se encontram proteínas 
fibrosas como a queratina. O citoesqueleto é exclusivo da célula eucarionte e 
possui a função de organização interna da célula e movimentação de materiais, 
contração de músculos e batimentos dos cílios e flagelos. Os filamentos fibrosos 
possuem a função de fornecer estabilidade e sustentação celular, devido ao fato 
de seu diâmetro ser um pouco maior do que os outros, em face da concentração 
de actina e miosina. De modo geral, verifica-se a maior concentração desses 
elementos em células da epiderme e músculos (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 
2018). 
 
 
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Crédito: VectorMine/Shutterstock. 
 
 
 
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TEMA 3 – ESTRUTURA DA CÉLULA EUCARIÓTICA 
Como vimos anteriormente, as células possuem núcleo, citoesqueleto, 
citoplasma e membrana celular. A partir deste momento, nós iremos aprofundar 
um pouco mais o conhecimento sobre suas principais organizações e funções 
(Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
3.1 Retículos endoplasmáticos liso e granuloso 
A principal função do retículo endoplasmático granuloso é a síntese de 
proteínas para formar a membrana plasmática, além de ele atuar na participação 
da digestão intracelular. Já no retículo endoplasmático liso ocorre a inativação 
de substâncias tóxicas, por exemplo o álcool. Isso ocorre, pois não há ribossomos 
junto às suas membranas (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
3.2 Complexo de Golgi 
O complexo de Golgi é uma estrutura em forma de bolhas achatadas que 
possuem várias proteínas formadas do retículo endoplasmático granuloso, que 
serão modificadas posteriormente e enviadas para atuar em locais específicos. 
Além disso, o complexo de Golgi atua na formação de lisossomos (Pires; Almeida, 
2014; Sherwood, 2018). 
 
 
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Crédito: VectorMine/Shutterstock. 
3.3 Lisossomos 
Os lisossomos, após entrarem em contato com um fagossomo ou 
pinossomo, recebem o nome de vacúolo digestório, uma bolsa membranosa 
contendo várias enzimas digestivas, que reduzem de tamanho para atravessarem 
a membrana do vacúolo digestório e entrarem no citoplasma (Pires; Almeida, 
2014; Sherwood, 2018). 
3.4 Peroxissomos 
Os peroxissomos oxidam substâncias orgânicas num processo em que o 
uso de oxigênio gera peróxido de hidrogênio, substância tóxica para as células. 
Na sequência, a enzima catalase faz a degradação do peróxido de hidrogênio, 
transformando-o em água e gás oxigênio. Posteriormente, ocorre a oxidação de 
 
 
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ácidos graxos, a principal matéria-prima para a síntese de colesterol (Pires; 
Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
3.5 Mitocôndrias 
As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoproteicas. A sua 
parte externa é semelhante às membranas celulares e a sua membrana interna 
tem algumas dobras voltadas para o interior da organela, onde se observam 
moléculas de DNA e RNA. Na membrana interna ocorre o processo de respiração 
celular, executado pelas moléculas orgânicas, inicialmente, no citoplasma, sem a 
presença de oxigênio (glicólise), com 2 mols de adenosina trifosfato – ATP. Em 
seguida, na parte interna das mitocôndrias há fosforilação oxidativa, com a 
presença de oxigênio (36 mols de ATP) (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
 
Crédito: Akor86/Shutterstock. 
3.6 Ribossomos 
Os ribossomos são constituídos por RNA e proteínas. Nas células 
eucariontes, podem estar ou não associados com o retículo endoplasmático. 
Quando associados, formam o retículo endoplasmático granular. A principal 
função dos ribossomos é a síntese de proteínas, o que envolve três principais 
etapas: 
1. Iniciação: posicionamento das partes para o início da síntese de proteínas. 
 
 
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2. Elongação: formação da cadeia polipeptídica. 
3. Terminação: quando a cadeia polipeptídica está totalmente formada e é 
liberada. 
TEMA 4 – MOVIMENTO DAS CÉLULAS EUCARIONTES 
As movimentações celulares ocorrem a todo momento, por meio de 
microtúbulos, filamentos, citoplasma, divisão celular, dentre outros elementos. 
Nas células eucariontes, a movimentação celular pode ocorrer de diversas formas. 
Por exemplo, nos microtúbulos, os movimentos ocorrem por meio da proteína 
tubulina, através de uma espécie de cilindros estáticos longos. Na sua 
extremidade, há polimerização das moléculas, promovendo o alongamento dos 
microtúbulos. Na outra extremidade, ocorre a despolimerização das moléculas. 
Uma característica presente é que ocorre a todo instante a reorganização de 
microtúbulos, que também podem ser encontrados no citoplasma (Pires; Almeida, 
2014; Sherwood, 2018). 
4.1 Centríolos 
Os centríolos são cilindros ocos (microtúbulos), formados por três pontes 
proteicas. Os centríolos têm capacidade de autoduplicação e apresentam um par 
de centríolos, localizados no seu entorno (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
4.2 Cílios e flagelos 
Os flagelos e cílios são oriundos dos centríolos e possuem como sua 
principal função a locomoção celular. Os flagelos são alongados e menos 
numerosos. Já os cílios são mais frequentes e mais curtos. A principal função dos 
cílios é atuar na remoção de resíduos. Por exemplo, na traqueia, eles atuam na 
remoção do muco presente nas vias aéreas (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 
2018). 
Um flagelo muito conhecido é o da doença de chagas (Trypanosoma cruzi). 
Esse protozoário aparece em diversos ciclos e a sua disseminação ocorre no 
interior das células hospedeiras. Outros flagelos muito conhecidos são os do bicho 
barbeiro e o tripomastigota. Este último se insere na membrana plasmática e vai 
ao interior de todo o corpo celular, porém mantém sua extremidade livre. Outro 
flagelo, o amastigota, é bem menor e não atinge a extremidade da célula (Pires 
 
 
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2014 e Sherwood, 2018). No caso de Trypanosoma cruzi, uma fêmea infectada 
procura um mamífero para se alimentar. Ao picá-lo, lhe gera uma coceira. Dado 
que o inseto, quando pica o mamífero, defeca sobre a sua pele, a ação de coçar 
facilita a penetração do protozoário (tripomastigota). Quando se insere no meio, o 
parasita perde o flagelo e se transforma em amastigota, fazendo uma reprodução 
celular binária, facilitando a disseminação das células através da corrente 
sanguínea (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
 
Crédito: Sappasit/Shutterstock. 
TEMA 5 – CÉLULAS PROCARIONTES 
As células procariontes possuem um tamanho bem menor e um formato 
mais simples, sem a presença de um sistema de membranas, permitindo assim o 
maior fluxo de íons e moléculas na parte interna da célula. Observa-se grande 
presença de células procariontes em bactérias. Apesar de as células procariontes 
 
 
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serem relativamente mais simples do que as eucariontes, as células procariontes, 
especialmente em bactérias, são mais estudadas devido à grande resistência 
antimicrobiana que oferecem (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
As células procariontes também possuem uma membrana citoplasmática 
para delimitar o conteúdo celular, provendo também geração de energia. Nas 
células bacterinas, observa-se ainda a presença de citocromo e enzima. O 
transporte de elétrons por fotossíntese também ocorre na membrana celular, de 
modo semelhante a como se efetiva em plantas e em algas. Na parte externa da 
membrana citoplasmática há uma estrutura denominada peptidoglicano, referente 
à parede celular formada por N-acetilglicosamina e N-acetilmurânico. A 
sintetização ocorre por meio de proteínas localizadas na membrana e também por 
enzimas específicas. A parede celular é bem rígida, por isso controla a pressão 
osmótica, atuando principalmente na resistência da célula, tanto interna, quantoexterna. Para auxiliar nesse controle, há a presença de cargas elétricas oriundas 
dos glicopolímeros inseridos na parede (Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
Além da membrana externa, algumas bactérias apresentam uma espécie 
de cápsula, com a função de reserva de nutrientes e água, facilitando assim a 
infestação de bactérias patogênicas. Não há um consenso, na literatura, a esse 
respeito, mas a presença da cápsula parece que aumenta a patogenicidade de 
algumas cepas, tendo mais capacidade de se desprender do sistema imune 
(Pires; Almeida, 2014; Sherwood, 2018). 
Outra característica é a presença de esporos, sendo esse exclusivo de 
bactérias gram-positivas. A esporulação ocorre devido à falta de água, nutrientes 
e ao aumento da densidade celular e da temperatura. A esporulação acontece da 
seguinte forma: 
• duplicação do cromossomo da célula vegetativa; 
• formação de um septo na membrana citoplasmática; 
• septação assimétrica; 
• formação de camadas de peptidoglicano; 
• síntese de uma capa proteica; 
• lise da célula vegetativa. 
 
 
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Crédito: Aldona Griskeviciene/Shutterstock. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
PIRES, C. E. de B. M.; ALMEIDA, L. M. de. Biologia celular: estrutura e 
organização molecular. São Paulo: Érica, 2014. 
SHERWOOD, L. Fisiologia humana: das células aos sistemas. São Paulo: 
Cengage Learning Brasil, 2018. 
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