Estudo Dirigido I Bio Cel - Respondido

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Estudo Dirigido
Disciplina: BMH126 – Biologia Molecular da Célula
Prof. Juliana Coelho Aguiar
1) Qual a função das membranas biológicas?
Engloba a célula e define seus limites; mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o 
ambiente extracelular; no interior das células eucarióticas delimitam organelas, mantendo as 
diferenças características entre o conteúdo de cada organela e o citosol; contém proteínas que 
podem atuar como sensores de sinais externos, permitindo que a célula mude seu 
comportamento em resposta a esses sinais.
2) Porque a membrana plasmática é considerada um mosaico fluido?
Em razão de as moléculas lipídicas individuais possuírem capacidade de se difundirem 
livremente entre as bicamadas lipídicas. Estudos mostraram que as moléculas fosfolipídicas nas
bicamadas sintéticas raramente migram de um lado para outro da monocamada {também 
chamada de folheto). Este processo, denominado flip-flop ("retornar"), ocorre menos de uma 
vez por mês em cada molécula, embora o colesterol seja uma exceção a esta regra e possa 
realizar o flip-flop rapidamente. Por outro lado, moléculas lipídicas trocam de lugar 
rapidamente com suas vizinhas dentro de uma mesma monocamada (cerca de 1O7 vezes por 
segundo). Isso origina uma rápida difusão lateral, com um coeficiente de difusão (D) de cerca 
de 10-8 cm2/seg, que significa que uma molécula lipídica média difunde o comprimento de 
uma célula bacteriana grande (-2 µm) em cerca de um segundo. Estes estudos também 
mostraram que moléculas lipídicas giram rapidamente ao redor de seu eixo maior e suas 
cadeias de hidrocarbonos são flexíveis. Simulações em computador mostraram que as 
moléculas lipídicas são muito desorganizadas nas membranas, apresentando uma superfície 
irregular, com espaços variáveis e as cabeças orientadas para a fase aquosa de um lado da 
bicamada. - As proteínas também mudam de posição continuamente, como se fossem peças de
um mosaico.
3) Como as proteínas podem se inserir na membrana? Quais as funções das proteínas 
de membrana?
3a) As proteínas podem estar associadas das seguintes maneiras: a) proteínas transmembrana
atravessam a bicamada lipídica de um lado a outro, expondo parte de si em cada lado da 
membrana; As proteínas unipasso atravessam apenas uma vez a bicamada (ou proteínas 
transmembrana de passagem única); As proteínas multipasso atravessam varias vezes a 
membrana (ou proteínas transmembrana multipassagem); b) Proteínas ancoradas se prendem
à bicamada por uma ligaçao covalente a um dos lipídeos da membrana; c) Por fim, algumas 
proteínas se associam à uma das faces da membrana por meio de interações não covalentes 
com proteínas transmembrana (proteínas periféricas de membrana).
3b) Funções: as proteínas são responsáveis pela maioria das funções da membrana, servindo 
como receptores específicos, enzimas, proteínas de transporte, e assim por diante..
4) Quais as funções dos diferentes tipos de filamentos do citoesqueleto?
 Osfilamentos intermediários proporcionam resistência mecânica. Os microtúbulos 
determinam o posicionamento de organelas delimitadas por membrana e direcionam o 
transporte intracelular. Os filamentos de actina determinam a forma da superfície celular e são
necessários à locomoção da célula como um todo
Microfilamentos de actina: conferir a forma celular; proporcionar a locomoção celular; auxiliar
no transporte intracelular (proteínas motoras); auxiliar no posicionamento de macromoléculas;
promover interações com receptores da membrana; formar o anél contráctil na telófase.
Filamentos intermédiários: estabilidade mecânica das células e tecidos no seu ambiente 
natural de organização multicelular tridimensional; estabilidade estrutural, ancoragem e 
posicionamento do núcleo (lâminas cucleares); associação entre filamentos intermédios e 
desmossomas contribui para a arquitetura e estabilidade estrutural das células e tecidos.
5) O que é o processo de treadmilling e de instabilidade dinâmica do citoesqueleto? Em qual 
(is) tipo(s) de filamento(s) ocorre(m)?
INSTABILIDADE DINÂMICA E TREADMILLING são dois comportamentos observados em 
polímeros do citoesqueleto. Ambos estão associados à hidrólise de trifosfatos de nucleotídeo. 
Acredita-se que a instabilidade dinâmica predomine em microtúbulos e que o treadmilling deva
predominar em filamentos de actina.
Como nos filamentos de actina, os microtúbulos possuem uma extremidade (+), onde o 
filamento cresce mais rapidamente, e uma extremidade (-). O processo de formação do 
microtúbulo, onde as unidades de tubulina aumentam na extremidade (+) e se perdem na 
extremidade menos, é chamado de treadmilling, parecido com dos filamentos de actina. Os 
microtúbulos podem alternar períodos de lento crescimento e rápida dissociação, num 
processo chamado de instabilidade dinâmica.
instabilidade Dinâmica dos microtúbulos: Os microtúbulos são constituídos por um único tipo 
de proteína globular, neste caso a tubulina, que é um dímero formado por uma tubulina-α e 
por uma tubulina-β que se polimerizam para formar os protofilamentos. Estes vão constituir os 
microtúbulos (cada um composto por 13 protofilamentos).Os microtúbulos são polares, uma 
vez que, tal como a actina, apresentam uma extremidade positiva (de crescimento rápido) e 
uma extremidade negativa (de crescimento lento). Nos microtúbulos verifica-se instabilidade 
dinâmica, resultante da hidrólise de GTP ligado a tubulina-β durante ou logo após a 
polimerização, o que reduz a afinidade de ligação em relação a moléculas adjacentes.
treadmilling: A actina G ou globular forma estruturas com 3 unidades, a união destas 
estruturas forma a actinaF ou filamentosa. Os monómeros de actina podem ligar-se a ATP, que 
facilita a polimerização e dificulta a despolimerização, e a ADP, que dificulta a polimerização. 
Existe um equilíbrio entre a actina G e a actina F, assim sendo quando a concentração de 
actinaG é superior, a polimerização e favorecida, quando é inferior, a despolimerização é 
favorecida. Na extremidade positiva existe uma velocidade de polimerização cerca 5 a 10 vezes 
superior do que na extremidade negativa, sendo que na positiva se ligam o monómeros 
associados a ATP e na negativa os associados ao ADP. Visto que a polimerização numa 
extremidade favorece a despolimerização na outra, para que haja uma estabilidade dos 
filamentos de actina, existe o efeito treadmilling, que favorece igualmente a adicao na 
extremidade positiva e a remocao na extremidade negativa.
6) Quais as funções das proteínas acessórias e de proteínas motoras associadas ao 
citoesqueleto? Cite exemplos.
Os filamentos do citoesqueleto seriam absolutamente ineficientes sem a presença de centenas 
de moléculas acessórias que tanto interligam os filamentos entre si quanto os conectam aos 
outros componentes celulares. Este grande grupo de proteínas acessórias é essencial ao 
controle da montagem dos filamentos do citoesqueleto em locais definidos e inclui as proteínas
motoras, impressionantes máquinas moleculares que convertem a energia da hidrólise de ATP 
em força mecânica que pode tanto mover organelas sobre os filamentos quanto movimentar os
filamentos propriamente ditos.
No interior de uma célula, centenas de proteínas acessórias diferentes associadas ao 
citoesqueleto regulam a distribuição espacial e o comportamento dinâmico dos filamentos, 
convertendo informações recebidas através de vias de sinalização em ações do citoesqueleto. 
Essas proteínas acessórias ligam-se aos filamentos ou às suas subunidades para determinar o 
local de montagem de novos filamentos, para regular a distribuição das proteínas poliméricas 
entre as formas filamento ou subunidade, para modificar a cinética de montagem e 
dissociação dos filamentos, para concentrar a energia para gerar força e para ligar os 
filamentos uns aos outros ou a estruturas celulares, como organelas ou a membranaplasmática. Nesses processos, as proteínas acessórias mantêm a estrutura do citoesqueleto sob
o controle de sinais intra e extracelulares, entre os quais se incluem aqueles que determinam as
drásticas transformações que o citoesqueleto sofre durante cada uma das etapas do ciclo 
celular. Atuando de forma conjunta, as proteínas acessórias permitem que a célula eucariótica 
mantenha uma alta organização mesmo apresentando uma estrutura interna flexível, podendo
inclusive, em muitos casos, locomover-se.
Um importante e dramático exemplo da rápida reorganização do citoesqueleto ocorre durante 
a divisão celular. Após a replicação dos cromossomos, o arranjo de microtúbulos da interfase, 
que se estende através do citoplasma, é reconfigurado em umfuso mitótico bipolar, que 
desempenha o papel essencial de segregar para os núcleos das células-filhas, de forma exata, 
as duas cópias de cada cromossomo replicado. Ao mesmo tempo, estruturas especializadas de 
actina que permitem ao fibroblasto deslizar sobre a superfície da placa sofrem dissociação, e a 
célula para de se mover e assume um formato mais esférico. A actina e sua proteína motora 
associada, miosina, formam uma cinta em torno da região central da célula, o anel contrátil, 
que sofre constrição como se fosse um minúsculo músculo e separa a célula em duas.
6,9) Resumo junções:
As células de organismos multicelulares estão organizadas em grupos chamados tecidos. Nos 
tecidos existem também uma rede complexa de macromoléculas chamadas de matriz 
extracelular. Para esta organização é necessário a existência de junções célula-célula e célula-
matriz.
 Neste sentido, os tecidos epitéliais e conjuntivo representam dois extremos. Como no 
tecido conjuntivo há abundância de matriz extracelular um número reduzido de células, 
predomina-se as junções célula-matriz. Já no tecido epitelial as células estão firmemente 
unidas em camadas e a matriz extracelular é escassa, consistindo apenas da fina camanda que 
constitui a lâmina basal. Assim, no tecido epitelial há predominio das junções célula-célula. As 
junções celulares estão presentes em todos os tipos de tecidos.
 Há três tipos de junções:
Junções bloqueadoras: selam as células adjancentes em uma camada epitelial, impedindo a 
passagem de substâncias entre o epitélio. Ex.: Junções oclusivas.
Junções ancoradouras: conectam mecanicamente as células adjancentes e a matriz 
extracelular por meio do citoesqueleto. Ex.: Junções de adesão, desmossomos e 
hemidesmossomos.
Junções comunicantes: permitem a passagem de sinais elétricos ou químicos entre as células 
adjacentes. Ex.: Junções tipo gap ou fenda.
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1. Junções de ancoramento, incluindo as adesões célula-célula e as adesões matriz-célula, 
transmitem o estresse e estão imbricadas aos filamentos do citoesqueleto.
2. Junções ocludentes selam os espaços entre as células do epitélio, tornando-o uma barreira 
impermeável (ou seletivamente permeável).
3. Junções comunicantes criam passagens ligando citoplasmas de células adjacentes.
4. Junções sinalizadoras permitem que os sinais sejam transmitidos entre as células através de 
sua membrana plasmática nos locais de contato célula-célula.
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Junções oclusivas: Adere firmemente as membranas plasmáticas das células epiteliais logo 
abaixo da superficie livre do epitelio. A junção oclusiva é formada pelas proteínas integrais 
ocludinas e claudinas, e bloqueia o espaço intercelular impedindo a passagem de substâncias 
através do epitelio. 
Junções aderente: Esta localizada abaixo da junção oclusiva e é constituída por proteínas da 
família das caderinas. As caderinas se conectam aos filamento de actina mediante proteínas 
ligadoras como as placoglobinas, catenina, alfa-actina e vinculina. As junção de adesão 
mantem as células ligadas entre si e estão localizadas em uma região rica em microfilamentos 
de actina que forma o cinturão de adesão.
Junções comunicante: As junções comunicantes ou tipo Gap são canais formados por proteínas
transmembrana. Cada canal é composto pela associação entre seis proteínas conexinas, o que 
forma uma estrutura cilíndrica e oca que atravessa a membrana plasmática permitindo a 
passagem de substâncias entre as células.
Desmossomos: São encontrados por baixo da zona de adesão. Neste ponto dos desmossomos 
as membranas plasmáticas se encontram separadas por uma distância de 30 a 50 nm. Os 
demossomos são formados por proteínas da família caderinas denominadas desmogleína e 
desmocolina. Estão envolvidos também os filamentos intermediarios. Os demossomos 
conferem resistência mecânica aos tecidos.
Hemidesmossomos: Ligam as células epitéliais a lâminas basal. É constituido pela associação 
de integrinas e filamentos intermediarios de queratina a uma rede de colágeno da lâmina 
basal. Esta conexão acontece por meio da proteína laminina.
7) Descreva as junções célula-célula, citando suas funções, proteínas envolvidas e 
filamentos do citoesqueleto envolvidos.
As proteínas da superfamília das caderinas medeiam as ligações célula-célula, e as proteínas 
da superfamília das integrinas medeiam as ligações célula-matriz.
As junções de ancoramento “célula-célula”, podem ligar filamentos de actina de uma célula a 
outra; podem ligar filamentos intermédiários de uma célula a outra (desmossomos).
8) Descreva as junções célula-matriz, citando suas funções, proteínas envolvidas e 
filamentos do citoesqueleto envolvidos.
As junções de acoramento “célula-matriz”, podem ligar filamentos de actina de uma célula à 
matriz extracelular; podem ligar filamentos intermediários de uma célula à matriz extracelular 
(hemisdesmossomos).
9) Qual a função da matriz extracelular e quais seus principais componentes?
Principais Funções: - Arquitetura do corpo; - Suporte estrutural;- Compartimentalização dos 
tecidos; - Influenciam a proliferação, diferenciação e migração; - Polarização das células; - 
Atuam como barreiras / filtros.
Componentes: - Glicosaminoglicanos (GAGs); - Proteoglicanos; - Glicoproteínas; - Colágeno; - 
Elastina; - Fibronectina.
A composição da matriz varia de tecido para tecido e até mesmo de região para região por 
duas principais classes: 1) cadeias de polissacarídeos de GAGs, os quais estão ligados 
covalentemente a proteínas na forma de proteoglicanos e 2) as proteínas fibrosas, o colágeno.
10) Como a matriz extracelular se forma?
As macromoléculas que constituem a matriz extracelular são produzidas localmente pelas 
células na matriz. Como discutiremos mais tarde, essas células também auxiliam a organizar a 
matriz. A orientação do citoesqueleto no interior da célula pode controlar a orientação da 
matriz do lado de fora. Na maioria dos tecidos conectivos, as macromoléculas da matriz são 
secretadas, principalmente por células denominadas fibroblastos (Figura 19-54). Em certos 
tipos especializados de tecido conectivo, como osso e cartilagem, elas são secretadas por 
células da família dos fibroblastos que possuem nomes mais específicos, os condroblastos, por 
exemplo, para a cartilagem, e os osteoblastos, para o osso.
A matriz no tecido conectivo é formada pelas duas principais classes de macromoléculas da 
lamina basal: (1) as cadeias de polissacarídeos de glicosaminoglicanos, as quais estão, 
normalmente, covalentemente ligadas a proteínas na forma de proteoglicanos, e (2) as 
proteínas fibrosas, incluindo o colágeno. Veremos que os membros das duas classes são 
compostos por uma grande variedade de formas e tamanhos.
As moléculas de proteoglicanos no tecido conectivo tipicamente formam uma substância 
grosseira semelhante a um gel, altamente hidratada, na qual estão embebidas as fibras 
proteicas. O gel de polissacarídeos resiste a forças de compressão na matriz ao mesmo tempo 
que permite a rápida difusão dos nutrientes, metabólitos e hormônios entre o sangue e as 
célulasdos tecidos. As fibras colágenas fortalecem e auxiliam a organizar a matriz, e as fibras 
de elastina, semelhantes à borracha, fornecem a resistência. Finalmente, muitas proteínas da 
matriz auxiliam as células a aderirem nos locais apropriados.
na maioria são secretadas, principalmente por fibroblastos, ou da família dos fibroblastos 
como os condroblastos e os osteoblastos. 
As células produzem, organizam e degradam a matriz extracelular. Os tecidos não são feitos 
somente de células. Uma parte de seu volume, algumas vezes uma grande parte, é o espaço 
extracelular, o qual é ocupado por uma intrincada rede de macromoléculas constituindo a 
matriz extracelular. Essa matriz é composta por várias proteínas e polissacarídeos que são 
secretados localmente e reunidos em uma rede organizada e em estreita associação com a 
superfície das células que os produzem.
11) Descreva a estrutura do núcleo.
Nucléolo; lâmina celular; nucleoplasma (Proteínas, RNA, Ions, Nucleotídeos, etc); cromatinas 
(DNA, RNA, histonas, outras proteínas); membrana interna/externa; poro
O envelope nuclear encerra o DNA e define o compartimento nuclear. Esse envelope consiste 
em duas membranas concêntricas, penetradas por complexos de poro nuclear. Embora as 
membranas interna e externa sejam contínuas, elas mantêm composições proteicas distintas. 
A membrana nuclear interna contém proteínas específicas que atuam como locais de 
ancoramento para a cromatina e para a lâmina nuclear, uma malha proteica que dá suporte 
estrutural a esta membrana. A membrana interna é circundada pela membrana nuclear 
externa, a qual é contínua com a membrana do RE. Assim como a membrana do RE, a 
membrana nuclear externa apresenta ribossomos envolvidos na síntese de proteínas. As 
proteínas sintetizadas nesses ribossomos são transportadas para o espaço entre as 
membranas nucleares interna e externa (o espaço perinuclear), o qual é contínuo com o lúmen 
do RE.
O tráfego bidirecional ocorre continuamente entre o citosol e o núcleo. As muitas proteínas 
com função nuclear - incluindo histonas, DNA e RNA-polimerases, proteínas reguladoras de 
genes e proteínas de processamento de RNA - são seletivamente importadas do citosol, onde 
são sintetizadas para o compartimento nuclear. Ao mesmo tempo, os RNAs transportadores 
(tRNAs) e os mRNAs são sintetizados no compartimento nuclear e, então, exportados para o 
citosol. Assim como o processo de importação, o processo de exportação é seletivo; os mRNAs, 
por exemplo, são exportados somente após sofrerem modificação apropriada pelas reações de 
processamento de RNA no núcleo
12) Quais as funções do núcleo celular?
- É uma estrutura presente nas células eucariontes, que contém o DNA da célula; - É delimitado 
pelo envoltório nuclear, e se comunica com o citoplasma através dos poros nucleares; 
- O núcleo possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da 
célula, e armazenar as informações genéticas da célula; 
- Além do material genético, o núcleo também possui algumas proteínas com a função de 
regular a expressão gênica, que envolve processos complexos de transcrição, pré-
processamento do mRNA (RNA mensageiro), e o transporte do mRNA formado para o 
citoplasma; 
- O envoltório nuclear é responsável tanto por separar as reações químicas que ocorrem dentro 
do citoplasma daquelas que ocorrem dentro do núcleo, quanto por permitir a comunicação 
entre esses dois ambientes. Essa comunicação é realizada pelos poros núcleares que se formam
da fusão entre a membrana interna e a externa do envoltório nuclear; 
- O interior do núcleo é composto por uma matriz denominada de nucleoplasma, que é um 
líquido de concistência gelatinosa, similar ao citoplasma. Dentro dele estão presentes várias 
substâncias nescessárias para o funcionamento do núcleo, incluíndo bases nitrogenadas, 
enzimas, proteínas e fatores de transcrição; 
- O DNA presente no núcleo encontra-se geralmente organizado na forma de cromatina (que 
pode ser eucromatina ou heterocromatina), durante o período de interfase. Durante a divisão 
celular, porém, o material genético é organizado na forma de cromossomos.
13) Cite uma vantagem e uma desvantagem dos métodos histológicos de emblocamento em 
parafina e em líquido de congelamento para uso em criostato. Por que?
O congelamento Evita: sofrimento, difusão de solutos, deforma deformação osmótica, 
alteração bioquímica
Problemas: velocidade de fixação em função da espessura da amostra.
o congelamento permite a preparação rápida de cortes sem passar pelo longo processo de 
desidratação e emblocamento. São habitualmente usados em hospitais para analisar em 
poucos minutos espécimes obtidos durante procedimentos cirúrgicos. Congelar tecidos é muito 
útil para o estudo histoquímico em cortes de enzimas e de outras proteínas, pois o 
congelamento, ao contrário da fixação química, não inativa a maioria das enzimas e mantém 
muitas proteínas em suas conformações naturais e em seus locais originais. Quando se deseja 
estudar lipídios presentes nos tecidos, é aconselhável o uso de secções congeladas, pois a 
imersão de tecidos em solventes como o xilol dissolve essas substâncias.
14) Para que serve e como funciona a técnica de fracionamento celular?
O fracionamento celular serve para tornar possível a análise bioquímica das partes 
componentes de célula, permitindo deduzir suas funções. Normalmente o fracionamento 
começa com a homogeneização das células, seguido de sua centrifugação. Nessa 
centrifugação, as partículas se depositam no fundo do tubo. Forças centrífugas de baixa 
intensidade deixam somente as partículas mais densas no fundo. O líquido que resta é 
transferido para outro tubo e outra centrifugação, com maior intensidade. Continuando com 
esse processo, cada vez com mais intensidade, pode-se separar vários componentes celulares, 
cada um podendo ser analisado e estudado isoladamente.
As Etapas do Fracionamento Celular:
1- Separação das células de um tecido 2- Rompimento Celular (choque osmótico, choque 
térmico, maceração (homogeneizadores mecânicos)) 3- Centrifugações Diferenciais 4- 
Centrifugações em Gradiente de densidade
15) Em uma reação de imunohistoquímica, como funcionam os anticorpos primário e 
secundário?
Quando utilizamos anticorpos como sondas para detectar e verificar moléculas específicas nas 
células, frequentemente aumentamos o sinal fluorescente que eles produzem por métodos 
químicos. Por exemplo, embora uma molécula marcadora, como um corante fluorescente, 
possa ser ligada diretamente a um anticorpo utilizado para reconhecimento específico - o 
anticorpo primário - um sinal mais forte é alcançado utilizando-se um anticorpo primário não-
marcado e, depois, detectando-o com um grupo de anticorpos secundários marcados que se 
ligam a ele.Este método de detecção é muito sensível porque várias moléculas do anticorpo 
secundário reconhecem cada anticorpo primário. O anticorpo secundário é ligado 
covalentemente a uma molécula marcadora que o torna prontamente detectável. Os 
marcadores de moléculas comumente utilizados incluem os corantes fluorescentes (para 
microscopia de fluorescência), a enzima peroxidase da raiz-forte (tanto para microscopia óptica
convencional quanto para microscopia eletrônica), as esferas de ouro coloidal (para 
microscopia eletrônica) e as enzimas fosfatase alcalina ou peroxidase (para detecção 
bioquímica).
16) Para que serve e como funciona a cromatografia?
Os métodos mais eficientes para fracionar proteínas utilizam a cromatografia em coluna, que 
se utiliza das diferenças na carga das proteínas, tamanho, afinidade de ligação e outras 
propriedades. Um material sólido poroso com propriedades químicas adequadas (fase 
estacionária) é mantido em uma coluna, e uma solução tamponada (fase móvel) migra através
dela. A proteína, dissolvida na mesma solução tampão que foiutilizada para estabelecer a fase 
móvel, é colocada no topo da coluna. A proteína então atravessa a matriz sólida como uma 
banda que se expande cada vez mais no interior da fase móvel maior. Proteínas individuais 
migram com mais rapidez ou lentidão através da coluna, dependendo de suas propriedades. 
Tipos de cromatografia: a) Filtração em gel (peneira molecular) – bilhas porosas - Separação 
de proteínas de acordo com sua massa molecular; b) Troca iônica - Separação de proteínas de 
acordo com sua carga; c) Afinidade - Separação de macromoléculas, usando um ligante 
específico.