Bloco de Biologia Celular - ufms

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 A célula como unidade fundamental da vida
Composição Química; Organização Estrutural; Diversidade e classificação
 Organização celular – Membrana plasmática
Composição da Membrana; Permeabilidade seletiva; Organelas envoltas por 
membrana
 Organização celular – citoplasma
Obtenção de energia; Comunicação e sinalização celular
 Organização celular – Núcleo
Código genético e comunicação núcleo-citoplasma
 Ciclo e divisão celular
Fases do ciclo celular; Morte celular programada; Mitose e meiose 
CONTEÚDO – BLOCO DE BIOLOGIA CELULAR
AULA 02
Mas como surgiram os eucariotos a partir dos procariotos?
Membrana Plasmática
- Protetora e reguladora
- Entrada e saída de substância
- Meio interno ≠ do externo (físico-químico)
 Formação de dobras, cisternas, vesículas,
compartimentos e retículos originados da
membrana primordial
- Nascimento da célula eucariótica
- Sistemas de endomembranas
bactéria Ancestral eucarioto 
anaeróbio
mitocôndria
cloroplasto
Bactéria 
fotossintetizadoras
plantas animais fungo
TE
M
P
O
AULA 02
Armazenamento das informações 
codificadas (DNA no núcleo)
 Formado à partir de invaginações da
membrana plasmática de uma célula
procariótica
 Isolou os polinucletídeos (ácidos
nucléicos) em um compartimento
específico
 Outras organelas formadas pelo
mesmo sistema
AULA 02
Envelope 
nuclear
núcleo
Armazenamento das informações 
codificadas (DNA no núcleo)
AULA 02
Membrana 
plasmática isola 
a célula Moléculas 
externas
Moléculas 
internas
Moléculas 
internas ao 
compartimento 
intracelular
Membrana interna 
isolando um 
compartimento 
intracelular
Novos compartimentos intracelulares (organelas membranosas)
AULA 02
Organela para obtenção de energia (mitocôndria)
Célula eucariótica 
ancestral
Membranas 
internas
Célula eucariótica 
com mitocôndria
mitocôndria
bactéria
núcleo
Metabolismo aeróbico = maior eficiência energética
AULA 02
AULA 02
Do Unicelular ao Multicelular
 Mais da metade da biomassa da terra é formada por seres unicelulares
 Com a união de seres unicelulares para formarem colônia, surgiram os 
multicelulares
 Vantagens:
- Proteção dos órgãos internos
- Exploração de novos ambientes
- Evolução na comunicação celular
- Criação de memória celular
- Diversidade de função e eficácia metabólica
 A célula como unidade fundamental da vida
Composição Química; Organização Estrutural; Diversidade e classificação
 Organização celular – Membrana plasmática
Composição da Membrana; Permeabilidade seletiva; Organelas envoltas por 
membrana
 Organização celular – citoplasma
Obtenção de energia; Comunicação e sinalização celular
 Organização celular – Núcleo
Código genético e comunicação núcleo-citoplasma
 Ciclo e divisão celular
Fases do ciclo celular; Morte celular programada; Mitose e meiose 
CONTEÚDO – BLOCO DE BIOLOGIA CELULAR
AULA 02
 Possuem compartimentos especializados na realização de funções específicas (nível de organização
complexo – sistema de endomembranas)
Membrana plasmática
Núcleo
Retículo endoplasmático granular (ou rugoso) – recoberto por 
polirribossomos
Mitocôndria
Aparelho de GolgiPeroxissomo
Endossomo
Lisossomo
Citoplasma
polirribossomos
livres
Células eucarióticas...
 As células e os compartimentos das células 
eucarióticas são revestidos por uma 
bicamada lipídica associada a proteínas 
(membrana)
AULA 02
Esclarecendo as funções das membranas
 Definição de limites (celular e das organelas)
 Barreira seletiva
 Manutenção da composição do meio intracelular diferente do meio extracelular
 Manutenção da estrutura celular
 Presença de receptores de sinais enviados do meio extracelular
 Proteínas de membrana estabelecem gradientes iônicos (utilizados na síntese de ATP, na
movimentação de solutos, ou ainda transmissão do impulso nervoso)
AULA 02
A membrana plasmática está envolvida na recepção e transmissão
de informações, no transporte intracelular de substâncias e
realização de movimentos e expansões
A seletividade da membrana permite que os compartimentos
celulares apresentem composições distintas e adequadas às funções
que eles exercem
AULA 02
Estrutura da membrana – morfologia e composição
 Bicamada de fosfolipídeos estabilizada por ligações não covalentes
 Composição protéica e lipídica são variáveis
 Estrutura trilaminar
 Proteínas inseridas (podem ou não atravessar a membrana)
Bicamada de 
fosfolipídeos
(5nm)
Molécula de 
lipídeo
Moléculas de proteína
Moléculas de proteína
Molécula 
de lipídeo
AULA 02
Os lipídios formam a estrutura básica das membranas celulares e contém porções hidrofílicas
(solúvel em água) e hidrofóbicas (insolúvel em água). Exemplo: FOSFATIDILCOLINA
Dupla 
ligação cis
Cabeça hidrofílica
Cauda hidrofóbica
CAUDA NÃO 
POLAR 
(HIDROFÓBICA)
CABEÇA POLAR 
(HIDROFÓBICA)
COLINA
FOSFATO
GLICEROL
C
A
U
D
A
 D
E H
ID
R
O
C
A
R
B
O
N
ETO
C
A
U
D
A
 D
E H
I
AULA 02
Fosfatidil-
etanolamina
fosfatidilserina fosfatidilcolina esfingomielina
C
A
U
D
A
 D
E 
Á
C
ID
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 G
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X
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X
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C
A
U
D
A
 D
E 
Á
C
ID
O
 G
R
A
X
O
Outros fosfolipídeos...
AULA 02
As membranas ainda possuem moléculas de colesterol, que intercalam
lipídios de cauda dupla e enrijece a membrana
Cabeça 
hidrofílica 
(polar)
Região mais 
rígida da 
membrana
Região mais 
flexível da 
membrana
Cabeça polar
Cauda não polar
Estrutura 
em anel 
rígida 
(esteróide)
AULA 02
Membranas celulares diversas possuem concentrações variáveis
dos diferentes tipos de lipídeos
AULA 02
 Lipídios podem permanecer em ambiente aquoso formando micelas ou bicamadas
lipídicas, na dependência da arquitetura dos monômeros lipídicos;
Forma da 
molécula 
lipídica
Organização 
dos lipídios M
IC
E
L
A
B
IC
A
M
A
N
D
A
 Em contato com a água, as
caudas apolares dos lipídios
atraem-se entre si e formam
uma bicamada estável, com
as cabeças hidrofílicas
voltadas para fora e as
caudas hidrofóbicas voltadas
para dentro da membrana;
AULA 02
O que explica o fato da bicamada lipídica se fechar em um 
compartimento e não se manter plana? 
ENERGETICAMENTE DESFAVORÁVEL
ENERGETICAMENTE FAVORÁVEL
Bicamada de fosfolipídeos com as 
extremidades expostas à água
Compartimento selado formado por 
uma bicamada de fosfolipídeos
AULA 02
A bicamada lipídica não é estática. Os lipídeos estão o tempo todo se movimentando e por isso considera-se que
a membrana plasmática é fluida.
Difusão lateral
Flexão Rotação
(raramente 
ocorre)
A fluidez da membrana plasmática depende de sua
composição.
 Diferença de tamanho das caudas hidrofóbicas
dos lipídios
(+ curto + fluido)
 Grau de instauração
(+ insaturado +fluido)
 Temperatura
(+ temperatura + fluido)
 Colesterol
(+ colesterol - fluido)
AULA 02
MEIO EXTRACELULAR
MEIO INTRACELULAR
fosfaditilcolina esfingomielina
glicolipídio
fosfaditilserina fosfaditiletanolamina
O fato da fosfaditilserina ser negativamente carregada e estar sempreno lado citosólico da
membrana plasmática cria uma diferença de potencial elétrico dos dois lados da membrana.
A bicamada lipídica é assimétrica
AULA 02
Há lipídios especiais na porção citosólica da membrana plasmática que 
auxiliam nos processos de comunicação celular
O fosfaditilinositol (PI) é um
fosfolipídio que se concentra na
parte citosólica da membrana.
Sinais extracelulares podem
induzir a ativação de cinases
específicas que fosforilam o PI
tornando-o reconhecível por
moléculas que atuam em vias de
sinalização intracelular
Sinal 
extracelular
Proteína 
receptora 
ativada
Fosfolipídeo
inositol fosforilado
Transmissão de 
sinal
Proteína 
sinalizadora 
intracelular 
ancorada PI 3-quinase 
ativada 
AULA 02
Glicolipídios são encontrados na superfície de todas as 
membranas plasmáticas
Glicolipídios estão sempre voltados a porção
extracelular da membrana. Eles podem proteger as
células contra condições severas (pH, enzimas
degradantes) e participar do reconhecimento
celular.
C
A
U
D
A
 D
E 
Á
C
ID
O
 G
R
A
X
O
C
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O
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R
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D
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C
A
D
EI
A
 D
E 
G
O
R
D
U
R
A
AULA 02
As proteínas de membranas celulares realizam as principais 
funções da membrana e podem se associar a bicamada lipídica 
de diferentes modos
4,5,6 – ligada ao lipídio 
7,8 – ligada à proteína
1,2,3 – transmembrana
AULA 02
Ancoras de lipídios podem facilitar a liberação de proteínas de membrana
que atuem como moléculas mensageiras intracelulares. As ligações lipídio-
proteína podem ocorrer das 3 formas abaixo:
Ligação amida entre o 
grupo aminoterminal e 
o ácido mirístico
Ligação tioéster 
entre uma 
cisteína e um 
grupo palmítico
Ligação tioéster 
entre uma cisteína 
e um grupo prenila
Bicamada 
lipídica
CITOSOL
Proteínas de membrana podem atuar como grandes complexos
Estrutura tridimensional das proteínas
que formam o centro de reação
fotossintética da bactéria
Rhodopseudomonas viridis.
AULA 02
Subunidade H
Subunidade L
Subunidade M
citocromo
Bicamada 
lipídica