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Biologia
Profa. Dra. Maria das Graças de Almeida Felipe
Alguns slides referentes aos tópicos:
-Origem e evolução da célula
- Análise estrutural das células
-Estrutura e função das principais moléculas
orgânicas
-Organização interna das células
ministrados na disciplina para auxiliar no estudo
para a P1 em 26 de abril de 2018.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
(a) Procariota
(b) Eucariota
Eukarya
Bacteria
Archaea
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Todas as células :
➢ Guardam sua informação hereditária no mesmo código químico 
linear (DNA)
➢Replicam sua informação hereditária por polimerização a partir 
de um molde
➢Transcrevem partes da informação hereditária em uma mesma 
forma intermediária (RNA)
➢Usam proteínas como catalisadores
➢Traduzem o RNA em proteínas da mesma maneira. 
Alberts, Biologia Molecular da Célula, 5ª ed. 
Estudo da diversidade e 
das relações dos seres vivos
O que é sistemática microbiana?
Inclui a taxonomia
e a filogenia
História 
evolutiva 
de um 
organismo
Ciência de 
identificação, 
classificação e 
nomenclatura
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Origem e evolução das células
Conceitos básicos de sistemática e filogenia molecular 
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
Principais marcos da evolução
biológica, da alteração
geoquímica da Terra e
diversificação microbiana.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Origem e evolução das células
Conceitos básicos de sistemática e filogenia molecular 
MADIGAN et al. Microbiologia de Brock, 2010
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Origem e evolução das células
Conceitos básicos de sistemática e filogenia molecular 
Modo provável da
constituição das primeiras
células eucariontes ao
longo do processo evolutivo. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
COOPER, G.M. A célula: uma abordagem molecular. 2001.
Origem e evolução das células
Conceitos básicos de sistemática e filogenia molecular 
Eubacteria Archaea Eukarya
Membrana 
nuclear Não Não Sim
Mitocôndria e 
cloroplastos Não Não Sim
Parede celular 
Peptideoglicano
(mureína), 
mureína + LPS, 
proteína
pseudomureína, proteína, 
glicoproteína
Variável, peptideoglicano
ausente
Lipídeos da 
membrana ligação éster ligação éter ligação éster
Tamanho do 
ribossomo
70S (sensível a 
cloranfenicol)
70S (insensível a 
cloranfenicol)
80S e 70S (insensível a 
cloranfenicol)
Material 
genético
cromossomo 
pequeno circular, 
histonas ausentes
cromossomo pequeno 
circular, proteínas 
semelhantes a histonas
mais de um cromossomo 
grande e linear, histonas 
presentes
Polimerase simples complexa complexa
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Madigan et al. Microbiologia de Brock, 14ª Edição, 2016. 
Origem e evolução das células
Características dos três domínios
Análise estrutural das células ao microscópio
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
TIPOS DE MICROSCOPIA
➢Ótica
- Campo claro (não corado e corado)
- Campo escuro 
- Ultravioleta
- Contraste de fase
- Contraste de interferência diferencial
- Fluorescência
- Confocal
- Desconvolução
➢Eletrônica
- Varredura
- Transmissão
- Tunelamento
Análise estrutural das células
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Microscópio ótico
➢Parte mecânica
Poder de resolução de um sistema ótico é a capacidade
de separar detalhes, expresso pelo limite de resolução
(menor distância que deve existir entre dois pontos para
que ele apareçam individualizados)
➢Parte ótica
- Condensador
- Objetiva
- Ocular
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Observação microscópica de lâminas fixadas e coradas 
Microbiologia de Brock, 12a Edição. 2010.
I. Preparação de um esfregaço
II. Fixação pelo calor e coloração
III. Microscopia
Secar ao ar
Cobrir a lâmina com o corante; lavar e secar
Pingar uma gota de óleo sobre a lâmina; 
examinar com a lente objetiva de 100x. 
Análise estrutural das células ao microscópio
TIPO DE 
MICROSCOPIA
AUMENTO 
MÁXIMO ÚTIL
ASPECTO DO ESPÉCIME APLICAÇÕES
ÓTICA
Campo luminoso
1000 – 2000
espécimes corados ou 
não; as bactérias 
geralmente coradas 
assumem a cor do 
corante
Determinação dos elementos 
morfológicos grosseiros de bactérias, 
fungos, algas e protozoários
Campo
escuro 1000 – 2000
geralmente não corados; 
o espécime aparece 
brilhante ou “iluminado” 
sobre um fundo escuro
Microrganismos que exibem algum 
dado morfológico característico em 
estado vivo e em suspensão líquida
(ex. espiroquetas)
Ultravioleta 1000 – 2000
não é visualizado 
diretamente; fotografado
Diferenciação de componentes 
celulares com base em maior ou 
menor absorção da luz UV.
Fluorescente 1000 – 2000
brilhante e corado; cor do 
corante fluorescente
técnicas diagnósticas, nas quais o 
fluorocromo fixado ao organismo 
revela sua identidade
Contraste
de fase 1000 – 2000
vários graus de “brilho”
exame de estruturas celulares em 
células vivas de microrganismos 
maiores como leveduras, algas, 
protozoários e algumas bactérias
ELETRÔNICA 200.000 –
400.000
visto em tela fluorescente
exame de vírus e da ultraestrutura das 
células microbianas
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
https://www.nature.com/scitable/ebooks/cntNm-14749010/118237871
A composição de uma 
célula bacteriana. 
(15%) 
proteínas
(4%) 
pequenas 
moléculas (6%) 
RNA
(1%) 
DNA
(2%) 
polissacarídeos
(2%) 
fosfolipídeos
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Hierarquia estrutural na organização molecular das células.
Fonte de energia e componente estrutural
Carboidratos
Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos
AldosesCetoses
Trioses
Tetroses
Pentoses
Hexoses
Dissacarídeos
Tricassacarídeos a 
Decassacarídeos
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Fonte de energia e componente estrutural
Energia - glicose Estrutura - Exopolissacarídeo
Estrutura de
parede celular
de bactérias
gram-positivas.
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Quitina
←Manoproteína
← β-glucano
← β-glucano + quitina
←Manoproteína
←Membrana
Ligação β (14)
O principal polissacarídeo de parede 
celular de fungos) é um polímero 
linear com resíduos de N-
acetilglicosamino, ao passo que a 
celulose é um polímero linear de 
glicose. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Polissacarídeos de paredes de celulares vegetais: 
Cadeias paralelas de celulose associam-se para formar microfibrilas.
COOPER, G.M. A célula. Uma Abordagem molecular. 2001.
Celulose
Microfibrila
Cadeias de celulose
Ligação β (14)
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
Modelo de uma parede celular vegetal (A) Estruturas representativas de uma hemicelulose (xiloglicano) e de
uma pectina (ramnogalacturonano). O xiloglicano é constítuído por uma coluna de resíduos de glicose (Glc)
com cadeias laterais de xilose (Xyl), galactose (Gal) e fucose (Fuc). A coluna do ramnogalacturonano é
constituída por resíduos de ácido galacturônico(GalA) e ramnose (Rha), aos quais numerosas cadeias laterais
são aderidas. (B) As hemiceluloses ligam-se à superfície das microfibrilas de celulose, formando uma rede
fibrosa que se encontra imersa em uma matriz gelatinosa de pectinas.
(A) Hemicelulose e Pectina
(B) Hemicelulose
Celulose
Pectina
COOPER, G.M. A célula. Uma Abordagem molecular. 2001.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Lipídeos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Alguns tipos comuns de lipídeos de armazenamento e de membrana. 
Lipídeos de 
armazenamento 
(neutro)
Lipídeos de membrana (polar)
Lipídeos de 
arqueias
GlicolipídeosFosfolipídeos
Triacil
glicerois
Glicerofosfo
lipídeos
Esfingo
lipídeos
Esfingo
lipídeos
Galacto
lipídeos 
(sulfolipídeos)
BROCK et al. Biology of microorganisms. 1994.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Lipídeos
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Lipídeos
Biologia de Campbell, 10ª Ed, 2015.
A estrutura de um 
fosfolipídeo
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Lipídeos
Biologia de Campbell, 10ª Ed, 2015.
Síntese e
estrutura da
gordura, ou
triacilglicerol.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Proteínas são polímeros de
aminoácidos, com cada resíduo de
aminoácido unido ao seu vizinho por um
tipo específico de ligação covalente (o
termo “resíduo” reflete a perda de
elementos de água quando um
aminoácido é unido a outro).
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Estrutura geral de um aminoácido. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Níveis de estrutura nas proteínas.
BETTELHEN, F.; BROWN, W.H.; FARREL, S.O. Introdução à Bioquímica, 2012
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
Biologia de Campbell, 10ª Ed, 2015.
Interações que contribuem para a estrutura terciária da proteína. 
COOPER, G.M. A célula. Uma Abordagem molecular. 2001.
Desnaturação de proteínas e redobramento 
A ribonuclease (Rnase) é uma proteína de 124 aminoácidos (indicados por
números). A proteína normalmente é dobrada na sua conformação nativa que
contém quatro pontes dissulfeto (indicadas como círculos de cisteína).
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
COOPER, G.M. A célula. Uma Abordagem molecular. 2001.
Proteínas de canal e carreadoras
(A) Proteínas de canal formam poros abertos através dos quais moléculas de
tamanho apropriado (por exemplo, íons) podem atravessar a membrana. (B)
Proteínas carreadoras ligam seletivamente pequenas moléculas para serem
transportadas e depois sofrem alterações conformativas para liberá-las no outro
lado da membrana.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Proteínas
Junqueira e Carneiro. Biologia Celular e Molecular , 9ª ed, 2012 
Combinação
reversível entre
os substratos e o
centro ativo da
enzima.
Demonstra-se
também a ação
enzimática {ATP
+g licose~ ADP +
glicose-6-fosfato).
BETTELHEN, F.; BROWN, W.H.; FARREL, S.O. Introdução à Bioquímica, 2012
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Carboidratos, Lipídeos e Proteínas
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Nucleotídeos e ácidos nucleicos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Nucleotídeos, os blocos de construção dos
ácidos nucleicos: A sequência de
aminoácidos de cada proteína na célula e a
sequência nucleotídica de cada RNA são
especificadas pela sequência nucleotídica
do DNA da célula
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Nucleotídeos e ácidos nucleicos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Ligações
fosfodiéster
no esqueleto
covalente do
DNA e do
RNA
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Nucleotídeos e ácidos nucleicos
Junqueira e Carneiro. Biologia Celular e Molecular , 9ª ed, 2012 
Pequena parte
de uma molécula
de DNA
mostrando o
arranjo
antiparalelo dos
polinucleotídios.
Entre Te A existem
duas pontes de
hidrogênio e,
entre G e C, três.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Nucleotídeos e ácidos nucleicos
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed, 2014 
Replicação do DNA
como sugerido por
Watson e Crick.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura e função das principais moléculas orgânicas
Nucleotídeos e ácidos nucleicos
Junqueira e Carneiro. Biologia Celular e Molecular , 9ª ed, 2012 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
https://biologydirect.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13062-014-0032-7
Linha do tempo para termos relacionados à membrana . 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura da membrana citoplasmática
- Bicamada Fosfolipídica intercalada com proteínas
- Proteínas organizadas com cadeias apolares (hidrofóbicas) 
para o interior e polares (hidrofílicas) para o meio 
extracelular ou citoplasma.
- Moléculas de glicolipídeos externas à membrana (glicocalix)
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Estrutura da membrana citoplasmática
- Estrutura global estabilizada por pontes de hidrogênio e 
interações hidrofóbicas (Mg2+, Ca2+), ligações iônicas com 
fosfolipídeos
- Mobilidade dos fosfolipídeos em uma membrana: 
individualmente podem girar e se mover lateralmente 
dentro da bicamada. 
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
Estrutura da membrana citoplasmática. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Células procarióticas e eucarióticas
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
Pequena secção da membrana dupla de uma bacteria E. coli. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
Alberts et al. Biologia Molecular da Célula, 5ª edição, 2010.
As principais funções da
membrana citoplasmática.
Embora estruturalmente frágil, a
membrana citoplasmática
desempenha várias funções
celulares importantes.
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
A estrutura de um fosfolipídeo.
(a) fórmula estrutural. (b) modelo
de preenchimento especial; (c)
representação simbólica; (d)
estrutura da bicamada
fosfolipídica.
Reece et al. Biologia de Campbell, 10ª ed. 2015. 
Estrutura geral de lipídeos. (a) Ligação éster e (b) ligação éter. (c) Isopreno,
estrutura parentaldas cadeias laterais hidrofóbicas de lipídeos de arqueias. Em
contraposição, os lipídeos de bactérias e eucariotos apresentam cadeias
laterais compostas por ácidos graxos. M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
Organização interna das células
Estrutura e transporte através da membrana
Madigan et al. Microbiologia de Brock,14ª Edição, 2016. 
M.G.A.Felipe – EA – EEL/USP
JUNQUEIRA & CARNEIRO. Biologia celular e molecular. 9ª ed. 2012. 
Organização interna das células
Compartimentos intracelulares
Modo provável do
aparecimento dos
compartimentos
intracelulares, por
invaginações da
membrana
plasmática.