BIOLOGIA CELULAR I - PRIMEIRO PERÍODO

Prévia do material em texto

Nathália Bordini - 81 1 
BIOLOGIA CELULAR – P1 
* Com base no Alberts 5ª edição e anotações de aula. * 
1. BIOMOLÉCULAS 
ð ÁTOMOS: 
- Ligam-se entre si para formar as moléculas, através do rearranjo dos elétrons 
(organizados em orbitais e camadas). 
- Presença de átomos que contenham mais de 4 camadas é raro na natureza, devido à 
estabilidade à camada mais externa é incompleta, para que haja a doação ou 
compartilhamento de elétrons, formando as ligações químicas. 
 
ð MOLÉCULAS: 
- Agregado de átomos mantidos unidos por ligações covalentes (compartilhamento de 
elétrons). 
- Sua orientação no espaço é caracterizada pelo ângulo de ligação entre os átomos, o 
comprimento e a energia das ligações entre eles. 
- A formação e a quebra de ligações covalentes é controlada por enzimas específicos. 
- Seres vivos são formados, basicamente, por CHON (carbono, hidrogênio, oxigênio e 
nitrogênio). 
- BIOMOLÉCULAS: proteínas, carboidratos, ácidos nucleicos, lipídeos e água. 
- Biomoléculas poliméricas: formadas por monômeros, ou seja, unidades menores. São 
as proteínas, os ácidos nucleicos e os carboidratos. Podem ser hétero ou homopolímeros. 
 
ÁGUA: 
- 70% do peso da célula é derivado da água. 
- Dois átomos de H e um átomo de O ligam-se fortemente por ligações covalentes 
polares, pois o oxigênio atrai facilmente os elétrons e o hidrogênio não 
(eletronegatividade). à dipolo permanente. 
- Alto ponto de ebulição e alta tensão superficial. 
- Moléculas podem ser classificadas de acordo com o seu grau de afinidade pela água: 
• HIDROFÍLICAS: moléculas com grupamentos polares, assim como a água. 
Portanto tem maior afinidade e, assim, se dissolvem na presença dela. Aminas, 
hidroxilas, carboxilas, sulfatos e fosfatos. à ácidos nucleicos, proteínas e 
polissacarídeos. 
• HIDROFÓBICAS: moléculas apolares, que não se dissolvem em água. à 
lipídeos, parafina e óleos. 
• ANFIPÁTICAS: parte interage bem com a água e outra parte não. à ácidos 
graxos. 
 
PROTEÍNAS: 
- Polímeros de unidades monoméricas denominadas aminoácidos. 
- ESTRUTURA: 
1. Um carbono quiral central (alfa); 
2. Um grupamento carboxílico (COOH); 
3. Um hidrogênio; 
4. Um grupamento amina (NH2); 
5. Uma cadeia lateral/radical. 
- Para formar a estrutura da proteína, os aminoácidos são ligados através de ligações 
peptídicas. 
 Nathália Bordini - 81 2 
- LIGAÇÃO PEPTÍDICA: é covalente e extremamente forte e estável, não se quebra 
facilmente. Formam os peptídeos (cadeias pequenas de aminoácidos que possuem 
função) e, mais tarde, polipeptídeos. 
- Possuem duas extremidades: N-terminal (termina com a amina) e C-terminal (termina 
com a carboxila). 
- Há produção de água na formação da ligação peptídica. 
- É a ligação entre o carbono do COOH e o nitrogênio do NH2. 
- Alguns peptídeos biologicamente importantes: hemoglobina, alguns hormônios, 
enzimas, actina e miosina, trombina e fibrina. 
 
- Existem, no geral, 20 aminoácidos em mamíferos à diversidade dada pela cadeia livre. 
- 5 aminoácidos mais importantes funcionalmente: argenina, lisina, histidina, ácido 
aspártico e ácido glutâmico. Os outros também são importantes, mais para dar à proteína 
estrutura. 
- ÁCIDO ASPÁRTICO E ÁCIDO GLUTÂMICO: em água, recebem carga negativa. 
- ARGENINA, LISINA E HISTIDINA: carga positiva. 
 
Níveis estruturais proteicos: 
1. Estrutura primária: 
- Diz respeito apenas à sequência linear de aminoácidos. 
- Apenas 1 cadeia peptídica! 
- Codificado por códons (3 bases nitrogenadas) à unidos por tradução proteica. 
2. Estrutura secundária: 
- Influência do tamanho e polaridade. 
- Forma várias cadeias peptídicas, se preocupando com os aminoácidos que estão 
próximos. 
- Pode ser a-hélice ou b-pregueada. 
3. Estrutura terciária: 
- Estruturas tridimensionais, enoveladas, bem compactadas pelas chaperonas. 
- Determina a função da proteína! 
- União de a-hélices e b-pregueadas de forma tridimensional, havendo preocupação com 
os aminoácidos que estão próximos e distantes. 
- Quem mantém essa estrutura é a cadeia lateral à atração e repulsão das cargas. 
4. Estrutura quaternária: 
- Hemoglobina é um importante exemplo de estrutura quaternária! 
- Hidrofobicidade, interações de Van der Waals, ligação de hidrogênio e pontes iônicas 
mantém a estrutura. 
- Se diferencia da terciária pela quantidade de cadeias peptídicas. 
- Estrutura complexa para desempenhar função específica. 
 Nathália Bordini - 81 3 
Ativação proteica: 
- Proteínas fazem ligações com proteínas ou até mesmo com outras moléculas para que 
ela mude de conformação e, desta forma, seja ativada à regular sua função. 
- Pode ser de duas principais formas: proteína-proteína ou proteína-molécula energética. 
 
1. PROTEÍNA-PROTEÍNA: 
- Se ligam covalentemente, mudando suas conformações para que desempenhem melhor 
suas funções. 
- Podem se tornar integrantes das proteínas originais, ou pode ser uma ligação temporária. 
- Em enzimas: dois ligantes com o sítio de ligação acoplados um ao outro afetam-se 
reciprocamente, negativa ou positivamente. 
à Ligação recíproca positiva: quando cada ligante ajuda o outro a se ligar ao seu 
substrato melhor, mudando sua conformação positivamente. Em agregados proteicos 
simétricos. 
à Ligação recíproca negativa: quando a presença de um ligante interfere na ligação do 
outro ao seu substrato, impedindo que estes se liguem. 
 
2. PROTEÍNA-MOLÉCULA ENERGÉTICA: 
- Adição de uma pequena molécula de energia à sua cadeia lateral. 
- Através da fosforilação – adição de grupo fosfato. 
- MOLÉCULA DE GTP: ocorre na ativação da proteína G à sinalização celular. 
• GDP ----> GTP 
• Pensar em três estruturas: um receptor de membrana, a proteína G ligado a esse 
receptor (3 partes: alfa, beta e gama; mas só a alfa vai se mover), proteína 
transmembrana adenililciclase. 
• No estado inativo, a proteína G tem, ligado à sua parte alfa, uma molécula de 
GDP. 
• A ativação ocorre em etapas: 
1. É acoplado ao receptor de membrana a substância ativadora/excitatória. 
2. A proteína G recebe a mensagem e vai começar sua fosforilação, para que haja a 
movimentação da parte alfa até a adenililciclase. 
3. Unido à parte alfa da proteína G há uma molécula GDP, que, com a ajuda do GEF 
(fator de troca de guanosina) é removido da proteína. 
4. Entrando em seu lugar, o GTP ativa a parte alfa da proteína, ajudando-a a se 
deslocar ao longo dos lipídeos da membrana, chegando até a anelilciclase. 
5. A adenililciclase possui um canal transmembranoso, que faz com que íons 
adentrem a célula à sinalização completa. 
6. Com o auxílio do GAP agora, o GTP será desativado 
da parte alfa que se deslocou, voltando a ter GDP. 
7. A subunidade alfa da proteína G se acopla novamente 
às outras subunidades e volta ao seu estado inativo, 
ligado ao receptor de membrana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Nathália Bordini - 81 4 
- MOLÉCULA DE ATP: 
• ADP ----> ATP 
• Envolve a transferência enzimática do grupo fosfato de uma molécula de ATP 
para a cadeia lateral/radical dos aminoácidos à altera sua conformação. 
• A proteína-cinase catalisa a reação direta, ou seja, a reação de ativação à de ADP 
para ATP. 
• A proteína-fosfatase catalisa a reação inversa, ou seja, a de inativação à de ATP 
para ADP. 
 
CARBOIDRATOS: 
- São os sacarídeos, açúcares à fórmula básica: (CH2O)n, onde o “n” é quantos 
monômeros irão estar formando o carboidrato. 
- É um polímero formado por unidades menores de carbono hidratados. 
- CLASSIFICAÇÃO: 
Monossacarídeo: o próprio monômero, que irá se unir a outros monômeros para formar 
estruturas maiores. 
• 3 a 7 átomos de carbono. 
• Pentoses e hexoses. 
• A partir de 5 carbonos, são mais estáveis em estruturas cíclicas. 
Oligossacarídeo: poucos monômeros unidos. 
• 2 a 10 monossacarídeos. 
• Presentes no glicocálice externo das células,formado por glicoproteínas e 
glicolipídeos. 
Polissacarídeo: muitos monômeros unidos. 
• De reserva: amido e glicogênio. 
• Estruturais: celulose. 
• Informacionais: na membrana do ovócito secundário. 
- Os monômeros são unidos por ligações glicosídicas. 
- São muito importantes na membrana citoplasmática, por possuir glicoproteínas e 
glicolipídeos que fazem a proteção da célula contra agentes externos. 
- Podem existir de duas formas: de anel ou de cadeia aberta. Na cadeia aberta, além de 
grupos hidroxila, contém aldeído ou cetona à podem reagir, formando o anel ou, ainda, 
um dissacarídeo. 
- As ligações glicosídicas se dão pelo -OH de um açúcar com outro -OH de outro açúcar, 
sendo formada por uma reação de condensação e quebrada por hidrólise. 
 
LIPÍDEOS: 
- Biomoléculas não-poliméricas. 
- Possuem pouquíssima solubilidade em água, por serem moléculas apolares. 
- Alta solubilidade em solventes orgânicos, como éter. 
- É o principal componente da membrana citoplasmática. 
- CLASSIFICAÇÃO: de acordo com semelhanças estruturais. 
Possuidores de ácidos graxos: 
• Possuem cadeias saturadas lineares (sólidos) ou insaturadas não-lineares (óleos), 
longas ou curtas. 
• São as gorduras neutras (triglicerídeos, glicolipídeos e fosfolipídeos). 
• É anfipática (cabeça hidrofílica e cauda hidrofóbica, por causa dos 
hidrocarbonetos). 
 Nathália Bordini - 81 5 
• Longa cauda hidrocarbonada – uma saturada e outra insaturada 
(por isso uma delas é tortinha). 
• SATURADA: imaginar uma gaveta com talheres organizados. 
Como a cauda só tem ligações simples, fica fácil de compactar, tem 
consistência. 
• INSATURADA: imaginar uma gaveta com talheres 
desorganizados. Devido à instauração, a conformação da molécula é 
alterada, fica fluida, não há firmeza. 
• Fosfolipídios: possui duas cadeias de ácidos graxos. Na maioria 
das vezes uma é saturada (linear) e a outra insaturada (torta), mas 
pode ter outras conformações. Tem também glicerol, fosfato e um 
radical. 
- Radicais fosfolipídicos principais: serina, colina, inositol, 
etanolamina e esfingomielina. 
• Glicolipídios: também possui duas cadeias de ácidos graxos. 
Uma insaturada e a outra não. Além de glicerol e um 
oligossacarídeo. 
 
Possuidores de esteroides: 
• Principalmente encontrado em hormônios do corpo 
humano. 
• São derivados do ciclopentano e possuem 4 anéis. 
• Principal esteroide: colesterol. 
• Característica anfipática (cabeça polar com OH e cadeia 
apolar). 
• Estrutura rígida anelar à torna a bicamada menos 
deformável, diminuindo o movimento (fica entre os glicolipídios e glicoproteínas 
da membrana citoplasmática). 
• Reduz a permeabilidade a moléculas polares. 
• Impede que as cadeias de hidrocarbonetos se agrupem e se cristalizem. 
• Apesar de tudo isso, NÃO diminui a fluidez! 
• Uma membrana com muito colesterol, terá seu movimento diminuído. 
 
2. CÉLULA 
- A célula é a unidade básica da vida. 
- São pequenas unidades delimitadas por uma membrana fosfolipídica, que possui 
água, basicamente, e organelas em seu interior, além de íons e outros elementos. 
- Conforme a necessidade, ela pode se especializar cada vez mais. 
- Tem a capacidade de se dividir, na maioria das vezes (menos neurônios). 
- Vírus não tem célula, portanto não é considerado vivo. 
 
- Várias classificações de células, a mais simples de todas é se ela é unicelular ou 
pluricelular. 
- UNICELULAR: seres extremamente simples, como as bactérias, que funcionam a 
base de apenas uma única unidade celular. 
- PLURICELULAR: seres mais complexos, como os seres humanos. 
 
 Nathália Bordini - 81 6 
- Outra classificação é em relação à presença ou não de envoltório nuclear, 
antigamente nomeado de carioteca: procariontes ou eucariontes. 
- PROCARIONTES: não tem o núcleo individualizado, portanto tem o material 
genético disperso no citoplasma (numa região denominada nucleoide). Bactérias, que 
podem ser arquebactérias (vivem em ambientes hostis) ou eubactérias. 
- EUCARIONTES: possuem um núcleo individualizado, com o material genético 
encoberto por um envelope nuclear. Possuem organelas membranosas. 
 
- Todas as células possuem material genético à DNA e/ou RNA. 
- DNA: armazenamento comum de informações genéticas em todas 
as células. É uma cadeia heteropolimérica não ramificada (4 bases 
nitrogenadas). Seus monômeros são os nucleotídeos, constituídos 
por uma pentose, um fosfato e uma base nitrogenada. 
 
 
 
 
 
 
3. MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
 
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA: 
- Engloba toda a célula, definindo seus limites, mantendo as diferenças entre o meio intra 
e extracelular. 
- É visível apenas no microscópio eletrônico. 
- Possui diversas funções, entre elas: receptoras, adesão, mantém gradiente de íons... 
- Todas as membranas citoplasmáticas têm uma estrutura comum: uma película de 
lipídeos e proteínas unidas por interações não-covalentes; barreira relativamente 
impermeável à passagem de moléculas hidrossolúveis. 
- Contém proteínas sensoras de sinais externos, transmitindo 
mensagens e sinalizações para o interior da célula através da 
membrana. 
- É assimétrica, pois a face externa é diferente da face 
interna. à conversão de sinais. 
- ESTRUTURA: bicamada lipídica (glicolipídios e 
fosfolipídios) + componentes proteicos (periféricas ou 
integrais) + componentes glicídico (carboidratos e colesterol 
no glicocálice). 
 
Modelo do mosaico fluido: 
- Modelo imposto por Singer e Nicholson em 1972. 
- FLUIDEZ DA MEMBRANA: 
• Depende de sua composição e temperatura – pode ocorrer transição de fase 
(líquido à gel) se a temperatura for baixa o suficiente e se as cadeias de 
hidrocarbonetos forem muito curtas (não conseguem interagir) ou possuírem 
pontas duplas em cis (mais difícil de se agruparem). 
• Limite de moléculas de colesterol (muitas podem deixa-la rígida). 
• Movimentação dos lipídeos. 
 Nathália Bordini - 81 7 
1. Difusão rotacional: giram sobre um eixo perpendicular ao 
plano da membrana. 
2. Difusão lateral: movem-se horizontalmente pela membrana, 
trocando de lugar com suas vizinhas. 
3. Movimento transverso (flip-flop): movem-se verticalmente 
pela membrana, com a ajuda de enzimas transmembranas (se não 
seria um movimento muito lento). 
4. Flexão das cadeias hidrocarbônicas: aproximação das cadeias. 
 
- LIPÍDEOS DA MEMBRANA: 
• Possuem uma cabeça e 1 ou 2 caudas (fosfolipídicas ou 
glicolipídicas). 
• Cabeça hidrofílica e cauda hidrofóbica à se jogados em 
água, podem formar micelas (1 cauda) ou em bicamada, 
formando “vesículas” (2 caudas). Desta forma, 
aumentando a quantidade de lipídeos com duas caudas, 
forma-se uma bicamada linear. Essa capacidade é 
chamada de auto-selamento. 
• Balsas lipídicas – reúnem lipídeos, onde as proteínas 
transmembranas tem maior facilidade de transporte de 
vesículas e substâncias. 
• Mais frequentes na membrana são os fosfolipídeos e os 
glicolipídeos. 
*Lembrando que: FOSFOLIPÍDEOS possuem um glicerol, um fosfato, um radical e 
duas caudas (uma saturada e outra insaturada). GLICOLIPÍDEOS, por outro lado, 
têm um glicerol, um açúcar e duas caudas também. 
 
- Fosfolipídios: mais frequentes nas membranas de células animais são os 
fosfoglicerídeos. Combinando diferentes ácidos graxos e diferentes radicais na cabeça, 
podem-se ter diferentes tipos, como a esfingomielina, fosfatidil-colina, etc. 
- Glicolipídios: encontrados exclusivamente na camada não citosólica (a virada para fora 
da célula), sendo parte do glicocálice externo. 
Deficiência nos glicolipídeos de membrana em células cerebrais = Doença de Krabbe. 
- Colesterol: garantem uma barreira de permeabilidade, mobiliza cadeias de 
hidrocarbonetos, 
deixa a bicamada 
menos sujeita a 
deformações, 
deixa-a menos 
deformável. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Nathália Bordini - 81 8 
- PROTEÍNASDA MEMBRANA: 
• Transportadoras, âncoras, receptoras, enzimas. 
• Abundância no córtex interno da célula à manter o formato. Em hemácias, para 
manter o aspecto bicôncavo da estrutura que transporta gases. Na anemia, um dos 
problemas está no córtex interno dessas células, que é deformado. 
• São divididas em dois grupos, de acordo com a dificuldade em retirá-las da 
membrana: 1. Intrínsecas ou integrais e 2. Extrínsecas ou periféricas. 
 
INTRÍNSECAS OU INTEGRAIS: 
- São anfipáticas, ou seja, tem uma parte hidrofílica e outra parte hidrofóbica. 
- Atravessam a membrana de várias formas: 1. Única alfa-
hélice; 2. Múltiplas alfa-hélices; 3. Barril beta-pregueada. 
1. Alfa-hélices: maleabilidade conformacional, controle de 
canais iônicos, transporte de solutos. 
2. Beta-pregueadas: rígidas e seletivas, transportam 
moléculas grandes pela bicamada. 
- Podem ser: não transmembrana ou transmembrana. 
1. Não transmembrana: atravessam apenas uma camada de 
lipídeos, não fazendo contato entre o extra e o intracelular. 
2. Transmembrana: podem atuar como ligações estruturais que conectam o citoesqueleto 
de uma célula à sua matriz extracelular ou à outra célula; também atuam como receptoras 
de sinais químicos. 
ü Passagem única: cruza apenas uma vez a bicamada. – única alfa-hélica. 
ü Múltiplas passagens: cruza a membrana mais de uma vez. Fazem passagem de 
íons e moléculas. – múltiplas alfa-hélices e barril beta-pregueada. 
 
EXTRÍNSECAS OU PERIFÉRICAS: 
- São conectadas a apenas uma das superfícies através de interações 
não-covalentes com proteínas de ancoramento ou lipídeos de 
membrana. 
- Extração mais fácil que as intrínsecas. 
 
 
- CARBOIDRATOS DA MEMBRANA: 
• FUNÇÃO: proteção da célula contra danos químicos e mecânicos, formando uma 
camada física na parte externa da célula e impedindo interações indesejáveis. 
• Lubrificação da célula à sacarídeos absorvem a água. 
• Formam o GLICOCÁLICE externo da célula à 
açúcares ligados a lecitinas, que são proteínas de 
membrana, e outras moléculas intrínsecas. 
• Também contém glicoproteínas e proteoglicanas 
(componentes essenciais da matriz extracelular), que são 
secretados pelas próprias células. 
 
 
 
*Detergentes: solubilizam e purificam as proteínas de membrana, dependendo de fatores 
como o pH, osmolaridade e temperatura do ambiente. Podem romper a bicamada lipídica 
e desnaturar as proteínas, mas muitas vezes tem como recuperar sua funcionalidade. 
 Nathália Bordini - 81 9 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA: 
- Por ter seu interior hidrofóbico, a bicamada lipídica das proteínas serve como barreira 
de passagem a moléculas polares (hidrossolúveis) à para que elas sejam transportadas, 
necessita do auxílio das proteínas de membrana. 
- Cerca de 15 a 30% das proteínas de membrana realizam transporte. 
- FUNÇÕES: 
1. Importação de nutrientes para o interior da célula (sacarídeos e aminoácidos). 
2. Excretar produtos metabólicos para o exterior (CO2). 
3. Regular concentração de íons inorgânicos. 
 
Gradiente eletroquímico: 
Gradiente de concentração + Gradiente elétrico/de voltagem 
- O gradiente “impele” o soluto através da membrana por meio do transporte passivo ou 
ativo, dependendo de duas coisas: 
à Gradiente de concentração: as células passam naturalmente as substâncias do meio 
mais concentrado para o meio menos concentrado. 
à Gradiente elétrico: as células são naturalmente negativas em seu interior, portanto, 
naturalmente elas tendem a expelir cargas iguais (-) e atrair cargas opostas (+). 
 
Taxa de difusão pela membrana: 
- Velocidade de passagem pela membrana é influenciada por alguns fatores: 
à Solubilidade em lipídeos: uma molécula apolar passará mais facilmente pela 
membrana, por ser solúvel em lipídeos; ao contrário de uma molécula polar, que terá mais 
dificuldade por ser insolúvel. 
à Moléculas polares com carga ou sem carga: moléculas polares não carregadas passarão 
mais facilmente pela bicamada e moléculas carregadas não. 
à Tamanho da molécula: quanto maior a molécula, menor a sua taxa de difusão. 
 
MOLÉCULAS 
APOLARES 
PEQUENAS 
MOLÉCULAS 
APOLARES 
GRANDES 
MOLÉCULAS 
POLARES 
PEQUENAS 
NÃO 
CARREGADAS 
MOLÉCULAS 
POLARES 
GRANDES NÃO 
CARREGADAS 
MOLÉCULAS 
POLARES 
CARREGADAS 
 
 
 
TRANSPORTE PASSIVO: 
- Movimentos espontâneos no sentido do gradiente eletroquímico. 
- Não há gasto de energia, nem por troca do gradiente nem por quebra do ATP. 
- Dois tipos: difusão simples e difusão facilitada. 
 
DIFUSÃO SIMPLES: 
- Passagem direta de água e moléculas apolares pela membrana, sem o auxílio de 
proteínas de membrana. 
 
DIFUSÃO FACILITADA: 
- Moléculas que não conseguem passar pela bicamada por difusão simples, 
principalmente moléculas polares como íons, açúcares, aminoácidos e nucleotídeos. 
- Utilizam proteínas de transporte de membrana, que podem ser de dois tipos: 
 
 Nathália Bordini - 81 10 
- PROTEÍNAS-CANAL: 
• Geralmente, estrutura proteica secundária (alfa-hélice ou beta-pregueada). 
• Interagem fracamente com o soluto, não havendo muita especificidade e 
mudanças drásticas na conformação proteica. 
• Íons inorgânicos de tamanho e carga apropriados (se é um íon positivo, o canal 
será negativo, por exemplo). 
• Proteínas-canal mais importantes: aquaporinas (passagem de água) e canais de 
potássio. 
• CANAIS DE VAZAMENTO DE POTÁSSIO: 
- Composto por 4 unidades transmembranas idênticas. 
- Formado por três estruturas: filtro seletivo, um 
vestíbulo e um poro. 
- O filtro possui moléculas de oxigênio carbonílico que 
atraem as moléculas de K+, juntamente com 
aminoácidos carregados negativamente presentes nos 
poros. à ácido aspártico e ácido glutâmico. 
- O vestíbulo é recoberto por moléculas de água que 
criam um equilíbrio com o potássio, mantendo-o 
hidratado. 
 
• AQUAPORINAS: 
- Canais que permitem a passagem fácil de água 
pela membrana. 
- Em células que precisam realizar intenso 
transporte de água, como os néfrons (rins). 
- Possuem apenas uma estrutura: um poro estreito 
por onde passam as moléculas de água; revestido 
de um lado por oxigênio carbonílico e do outro lado por aminoácidos hidrofóbicos. 
- Qualquer outro íon hidratado não passa, pois a taxa de desidratação seria muito 
grande. 
 
- PROTEÍNAS CARREADORAS: 
• Proteínas-canal que sofreram especialização e se tornaram carreadoras. 
• Maior especificidade com o(s) soluto(s) à se encaixa certinho no sítio de ligação. 
• Transporte de moléculas maiores, que não iriam caber nas proteínas-canal, como 
a glicose! 
• Mudança sutil de conformação e, para que ocorra, utiliza a energia recebida da 
molécula que se move a favor do gradiente (não utiliza quebra do ATP). 
• Pode ser transporte de apenas uma molécula (uniporte) ou mais de uma. 
 
• TRANPORTE DA GLICOSE: 
- Pode ser feito de duas formas: ou através da difusão 
facilitada, por meio de proteínas carreadoras específicas 
para a glicose; ou o co-transporte/simporte com o íon 
sódio (transporte ativo). 
- Dependendo das quantidades de glicose no meio intra ou 
extracelular, poderá ser transporte ativo ou passivo. 
- É uma cadeia proteica. 
 
 Nathália Bordini - 81 11 
TRANSPORTE ATIVO: 
- São movimentos impulsionados de solutos pela membrana citoplasmática contra o 
gradiente eletroquímico estabelecido. 
- Há gasto de energia (ou da quebra da molécula de ATP ou mediado pelo transporte de 
outras moléculas que irão a favor do gradiente). 
- Conduzido por proteínas transportadoras, também chamadas de “bombas”. 
- Ao contrário do transporte passivo, há uma velocidade máxima com a qual as proteínas 
conseguem trabalhar. Se todos os sítios de ligação estiverem ocupados, não haverá mais 
transporte. 
- Mudança drástica na conformação espacial da proteína transportadora. 
- Há dois tipos de transporte ativo: primárioou secundário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Há três formas de dirigir um transporte ativo por bombas: 
ð Por TRANSPORTADORES ACOPLADOS: o transporte de um soluto contra o 
gradiente é acoplado com o transporte de outro soluto a favor do gradiente. 
Portanto, a energia usada é aquela que é “guardada” quando um dos solutos se 
move a favor do gradiente. 
ð Por QUEBRA DO ATP: o transporte de soluto contra o gradiente é acoplado com 
a hidrólise da adenosina trifosfato, com a liberação de um fosfato inorgânico. 
ð Por LUZ: encontradas em bactérias e arqueas; o transporte de um soluto contra o 
gradiente é auxiliado pela energia vinda da luz. 
- Fortes semelhanças na estrutura de proteínas transportadoras que medeiam o transporte 
ativo e o passivo à sugere relação evolutiva. 
 
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO: 
- Tudo que utiliza a hidrólise do ATP em ADP para que 
haja a mudança de conformação na proteína 
transportadora. 
- Não confundir: não utiliza a proteína-cinase! E sim, as 
bombas ATPases (3 tipos). 
- Bombas ATPases: 
a) Bombas do tipo P: ocorre a auto fosforilação 
durante o ciclo de bombeamento. Maiorias das 
bombas é deste tipo. Relacionadas às proteínas de 
múltiplas passagens. à Utilizam esse transporte os íons H+, K+, Na+ e Ca++. 
b) Bombas do tipo F (de prótons): são geralmente referidas como ATP-sintases, 
pois utilizam o gradiente de H+ para a síntese do ATP a partir de ADP e Pi, e não 
ao contrário, como ocorre na bomba P. à Próton H+. 
c) Bombas do tipo ABC: bombeiam pequenas moléculas e não íons, como as outras. 
 Nathália Bordini - 81 12 
- Bombas mais importantes que utilizam o transporte primário: bomba de sódio e potássio 
e bomba de cálcio-ATPase. 
* Bomba de sódio e potássio não está aqui, porque já caiu na prova de fisiologia e eu 
tenho isso no outro resumo. 
 
ð BOMBA DE CÁLCIO-ATPase: 
- Células mantém suas concentrações de Ca++ muito baixas no citoplasma; maior 
concentração do lado de fora da célula. 
- Pequenos influxos deste íon já aumentam significativamente a quantidade dele no 
interior da célula. à É uma forma de responder a sinais externos de forma rápida. 
- Desta forma, é importante para a célula manter sempre o gradiente eletroquímico 
equilibrado (ou seja, mais cálcio fora). Isso acontece pelo bombeamento ativo do íon. 
- O transportador mais importante é a bomba do tipo P, que utiliza ATPase (tem outro 
que utiliza o antiporte com o sódio, que não importa agora). 
*Lembrar que: o retículo sarcoplasmático no interior de células musculares é um 
importante local de estoque de íons Ca++. 
 
1. Quando acontece um potencial de ação, o Ca++ guardado no RS é liberado para 
o citoplasma da célula, ficando mais concentrado ali. 
2. Ocorre a contração muscular e esse cálcio precisa retornar para o retículo. 
3. Cerca de 90% das proteínas do RS trabalham no transporte ativo para que o cálcio 
retorne para o interior, voltando ao potencial de repouso da célula. 
4. Durante este processo, ocorre a auto fosforilação da molécula de ATP, sendo 
quebrado em um ADP e um Pi. 
5. O impulso da liberação dessas duas moléculas (com o encaixe do Pi na subunidade 
de ácido aspártico da proteína transportadora) libera os cálcios para o interior do 
retículo. 
 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO: 
- Não utiliza a quebra do ATP para que haja mudança na conformação da proteína 
transportadora. 
- Capta a energia do gradiente eletroquímico de um soluto para usar no transporte do 
outro! 
- O sódio é muitas vezes o íon cotransportador. 
- Se for transporte ativo acoplado, pode ser de dois tipos: simporte ou antiporte. 
 
SIMPORTE/COTRANSPORTE: quando os solutos 
acoplados vão para o mesmo lado. No transporte do 
sódio, vai junto GLICOSE e AMINOÁCIDOS. 
 
ANTIPORTE/CONTRATRANSPORTE: os solutos vão 
para lados diferente. – Um a favor e outro contra o 
gradiente. No transporte do sódio, vai junto 
HIDROGÊNIO e CÁLCIO. 
 
ð Proteínas transportadoras: distribuídas de maneira assimétrica pela membrana 
de células epiteliais à maior absorção de solutos para o meio intracelular, 
passando para a corrente sanguínea em seguida. Há proteínas de transporte no 
domínio apical e no domínio basal. 
 
 Nathália Bordini - 81 13 
4. MITOCÔNDRIA 
- Possuem forma alongada, na maioria das vezes, mas também podem ser encontradas em 
forma arredondada. 
- Principal função: realizar respiração celular. 
- Também podem participar de processos de apoptose (morte celular programada). 
- Participam da produção de hormônios esteroides. 
- Aparecem em abundância em epitélios ciliados, células musculares esqueléticas e 
espermatozoides à necessitam de alta taxa de produção energética. 
- Pela maneira como se movem no citoplasma, é possível dizer que elas são associadas 
ao citoesqueleto pelos microtúbulos. 
 
ORIGEM: 
- Teoria endossimbiótica à “engolido” por uma célula eucariótica. 
- Por possuir membrana própria, material genético próprio, mecanismos de auto-
reprodução e pelo tamanho de seus ribossomos, é possível dizer que as mitocôndrias 
derivam de seres primitivos autossuficientes. 
- Mitocôndrias deram às células energia e as células deram às mitocôndrias proteção e 
nutrientes. 
 
ESTRUTURA: 
ü MEMBRANA EXTERNA: formada por 
uma bicamada fosfolipídica, assim como a 
membrana citoplasmática, com proteínas 
específicas (porinas) à possui poros que servem 
de “peneira”, permeabilidade. 
 
ü MEMBRANA INTERNA: possui muitas 
invaginações (cristas mitocondriais) à ampla 
superfície que acomoda muitas proteínas, 
principalmente as que farão parte da cadeia 
transportadora de elétrons. É praticamente 
impermeável, por conter lipídeos específicos chamados de cardiolipinas (4 caudas de 
ácidos graxos), que irão permitir a passagem de íons. 
 
ü MATRIZ MITOCONDRIAL: substância granulosa e bastante elétron-densa (bem 
escura vista do microscópio). Nela estão contidas várias estruturas: DNA mitocondrial 
(circular), polirribossomos, enzimas sintetizadoras de ATP, grânulos de fosfato de cálcio 
(usado na produção de ATP) e principalmente proteínas! à maior parte das proteínas 
mitocondriais é codificada no núcleo celular e transportada até as mitocôndrias 
- Presença de proteínas denominadas CHAPERONAS (HSP 70 e HSP 60) à ajudam na 
difusão de proteínas através das membranas mitocondriais. 
- Mitocôndrias dividem-se por fissão binária. 
 
A produção de energia na mitocôndria: 
- Envolve vários processos redox, havendo recebimento e doação de elétrons e prótons. 
- Dois mecanismos: glicose anaeróbica, que ocorre no citoplasma, e a fosforilação 
oxidativa, que ocorre na mitocôndria. 
- A energia provém da ruptura gradual de ligações covalentes nas moléculas de compostos 
ricos em energia. 
 Nathália Bordini - 81 14 
OLHAR GERAL DO PROCESSO: 
*Sem desespero, vamos ver passo a passo. * 
 
 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: 
- Ocorre em três etapas: produção do acetil-coA (acetil coenzima A); ciclo do ácido 
cítrico ou ciclo de Krebs; cadeia transportadora de elétrons. 
 
1. PRODUÇÃO DO ACETIL-COA: 
- A mitocôndria pode utilizar como combustível tanto os derivados de polissacarídeos 
como de lipídeos. Utiliza piruvato e ácidos graxos. 
- Ocorre na matriz mitocondrial. 
POLISSACARÍDEOS à PIRUVATO à ACETIL-COA 
LIPÍDEOS à ÁCIDOS GRAXOS à ACETIL-COA 
 
 
 
 
 
 
2. CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO: 
- Uma série de reações cíclicas que ocorrem na presença de enzimas desidrogenases, cujo 
substrato é o metabólito Acetil-coA sendo quebrado em elétrons de alta energia. 
- Esses elétrons serão captados por moléculas carreadoras (NAD e FAD), através de 
reações de redução, juntamente com os prótons H+ presentes na matriz mitocondrial. 
NAD+ + H+ + 2e- à NADH + H+ 
FAD + 2H+ + 2e- à FADH2 
- Além disso, as desidrogenases alteram o grupamento acetil do Acetil-coA, que gerará 
um subproduto, o gás carbônico,que será liberado pela respiração. 
 Nathália Bordini - 81 15 
 
• Resumindo até agora: a mitocôndria produziu o Acetil-coA a partir de lipídeos e 
polissacarídeos ingeridos na alimentação, e depois o degradou gerando gás 
carbônico. No meio de tudo isso, produziu, a partir do mesmo Acetil-coA, elétrons 
de alta energia que foram captados pelo NAD+ e FAD em reações de redução. 
Tudo isso na matriz! 
 
3. CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS: 
- Também conhecida como cadeia respiratória. 
- Ocorre nas proteínas localizadas na membrana interna da mitocôndria. 
- Cadeia dividida em três complexos enzimáticos, que funcionam bombeando prótons H+ 
com a energia proveniente da passagem de elétrons pelas proteínas da membrana. 
a) NADH desidrogenase. 
b) Citocromo B-C1 
c) Citocromo oxidase. 
- É aqui que começa o problema: o NADH e o FADH2 não conseguem ultrapassar a 
membrana interna da mitocôndria, por ser impermeável e por possuir complexos 
enzimáticos que se atraem mais pelos elétrons do que as duas moléculas carreadoras. 
- NADH libera os 2e-, que são absorvidos pelo NADH desidrogenase, e, com a energia 
proveniente dessa liberação, bombeia o H+ para o espaço intermembranas, deixando-o 
ácido. O NAD+ volta para a matriz. 
- O mesmo ocorre com o FADH2. O complexo citocromo B-C1 quebra a molécula do 
FAD, que volta para a matriz, liberando 2e- e bombeia H+ para fora da membrana interna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Por fim, o complexo citocromo oxidase transfere mais um H+ para o espaço 
intermembranas e combina os elétrons transferidos com moléculas de oxigênio, formando 
uma molécula de água. 
 
• Resumindo: NADH é quebrado e o H+ é bombeado pra fora. NADH 
desidrogenase pega os 2e- liberados, depois transfere eles pra ubiquinona que vai 
levar eles pra frente. FADH2 é quebrado também e libera H+ pra fora e mais 
elétrons são capturados pelo citocromo B-C1, que vai levar eles pra frente. Todos 
esses elétrons se juntam com oxigênio e forma água pelo citocromo oxidase. 
 
 Nathália Bordini - 81 16 
 
SÍNTESE DO ATP: 
- Os prótons H+ que se acumularam no espaço intermembranas irão criar um 
gradiente para dentro da matriz mitocondrial, que será utilizado para 
promover a síntese do ATP pela ATPsintase. 
 
1. Os prótons H+ irão passar pelo estreito canal da 
enzima ATPsintase. 
2. Ao passar pelo carreador transmembrana, provocam 
um movimento de rotação na parte do rotor na cabeça 
da enzima. 
3. A enzima transforma a energia mecânica do fluxo 
de prótons em energia de ligação necessária na síntese 
do ATP na parte da proteína chamada de F1 ATPsintase. 
4. O ADP + Pi (fosfato inorgânico) adentram a matriz 
mitocondrial e se ligam formando o ATP. 
5. Esse ATP formado irá sair da mitocôndria e será usado. 
 
- Mitocondriopatias hereditárias: 
• Lembrar que a mitocôndria é sempre passada pela mãe. 
• Doença de Luft: hipometabolismo devido à falta de mitocôndrias. 
• Doença de Leigh: hipermetabolismo devido ao excesso de mitocôndrias. 
 
5. NÚCLEO INTERFÁSICO 
- O núcleo é um compartimento especializado que foi descrito por Brown em 1833. 
 
ESTRUTURAS: 
ð ENVOLTÓRIO NUCLEAR: 
- Separa o núcleo do citoplasma, sendo responsável pela 
manutenção do núcleo como um compartimento distinto. 
- Permite que a célula controle o acesso ao seu material 
genético. 
- Duas unidades de membrana que delimitam a cisterna 
perinuclear: membrana interna e membrana externa. 
1. Membrana nuclear externa (MNE): contínua com a 
membrana do retículo endoplasmático rugoso. Presença de 
polirribossomos presos à sua superfície. Se comunica com 
os filamentos intermediários do citoesqueleto. 
2. Membrana nuclear interna (MNI): contém proteínas 
que atuam como sítios de ligação para a cromatina e para 
a lâmina nuclear. 
- O envoltório nuclear não é contínuo à em alguns 
pontos ocorre a fusão de ambas as membranas, formando complexos de poros nuclares. 
 
ð LÂMINA NUCLEAR: 
- Associada a MNI, é uma rede fibrosa que se interrompe nos poros nucleares. 
- Constituída de: proteínas lamininas, que pertencem à classe dos filamentos 
intermediários à citoesqueleto que dá forma ao envoltório e faz ancoramento das fibras 
cromatínicas, através de proteínas transmembranas (LAP’s e hemerina). 
 Nathália Bordini - 81 17 
- Manter a forma e dar estrutura ao envoltório nuclear. 
- Responsável pela ligação das fibras cromatínicas ao 
envoltório. 
- Função importante na mitose à fosforilação da laminina 
é sinal para desmontagem da lâmina nuclear, que, ao perder 
sua configuração de rede, desmonta também as 
membranas. 
- Presença da HEMERINA, proteína que mantém presa à 
lâmina a cromatina não ativa (heterocromatina). 
 
 
 
ð NUCLEOPLASMA: 
- Solução aquosa de proteínas, vários tipos de RNA, nucleosídeos, nucleotídeos e íons à 
onde estão mergulhados o nucléolo e a cromatina. 
- Função de dar volume ao núcleo e fixar o material genético. 
- Muitas enzimas envolvidas nos processos de transcrição e duplicação do DNA. 
- Presença de um endoesqueleto: matriz celular (rede fibrilar interna). 
- Muitas moléculas que saem e entram no núcleo: 
1. Saem: RNA’s e subunidades ribossomais. 
2. Entram: proteínas nucleares. 
 
ð NUCLÉOLO: 
- Estrutura esférica NÃO envolta por membrana! 
- Estrutura extremamente densa com cerca de 60% de 
matéria seca (DNA, RNA e proteínas ribossomais). 
- De onde saem subunidades ribossomais, que mais 
tarde irão se juntar no citoplasma. 
- O nucléolo é formado a partir da zona SAT dos 
cromossomos. 
- FUNÇÕES: 
1. Produzir ribossomos a partir do RNAr (também a partir da zona SAT). 
2. Produzir outros tipos de RNA’s e complexos proteicos. 
3. Processar o RNAt que transportarão os aminoácidos que mais tarde farão parte da 
síntese proteica no citoplasma. 
 
ð CROMATINA: 
- Complexo de DNA + histonas presentes no 
núcleo, formando o nucleossomo. 
- Há duas formas de cromatina: heterocromatina 
(parte mais condensada, concentrada na periferia do 
núcleo) e eucromatina (parte menos condensada, 
espalhada por todo o núcleo). 
- Enovelamento e empacotamento 
da cromatina auxilia no controle da 
expressão gênica. 
- Os genes só serão transcritos 
quando necessários em certa 
região. 
* Mat. Genético mais pra frente.* 
 Nathália Bordini - 81 18 
ð COMPLEXO DE PORO: 
- Envoltório nuclear não é contínuo à 
apresenta nele poros nucleares, que atravessam 
as membranas. 
- Há cerca de 50 tipos de proteínas quaternárias, 
porque há a necessidade de se fazer uma 
seletividade do que entra e o que sai. 
- Ancorado na bicamada lipídica nuclear 
através de duas proteínas intrínsecas 
transmembranas: GP210 e POM121. 
- Conjunto de nucleoproteínas ou 
nucleoporinas à NPC’s. 
- Transportador central tem a capacidade de 
alterar sua conformação para que moléculas 
maiores atravessem por ele, como transporte de 
DNApolimerase para o interior do núcleo. 
 
Importação para o núcleo: 
- Necessita de alguns elementos para que ocorra: 
§ Receptores específicos – proteínas importinas. 
§ Sinal de localização nuclear (SLN). 
§ Família Ran: Ran-GTP; Ran-GDP; Ran-GEF; Ran-GAP. (Ran é uma proteína 
terciária que tem a capacidade de quebrar a molécula de GTP, portanto é uma 
GTPase). 
- A exportação ocorre da mesma forma, mas, ao invés da proteína importina, fará parte 
do processo a proteína exportina. 
- O processo vai ocorrer em algumas etapas: 
 
1. Pensando primeiro nas proteínas importinas. Pensar nelas em forma de S, como 
no desenho. Vai ter dois sítios de ligação: um para a proteína Ran-GTP, para que 
ela consiga se mover, e outro sítio onde a molécula que será transportada irá se 
ligar. 
*IMPORTANTE: se a molécula que irá se ligar tem sinal negativo, a importina terá, 
em seu sítio de ligação, aminoácidos de carga positiva e vice-versa. 
 
2. Agora pensando na moléculaque vai ser carregada. Ela vai ter grudada nela um 
sinal de localização nuclear rica em aminoácidos (lisina e arginina, geralmente). 
Como eu disse, tem carga oposta à da importina, então ela irá ser facilmente ligada 
nela. 
 
3. Quando a molécula é ligada à importina, a proteína sofrerá uma mudança na sua 
conformação. Com essa mudança de conformação, deixará exposto a parte da 
importina que será atraída pelos filamentos citoplasmáticos (formados por 
fenilalanina e glicina) do complexo de poro. 
 
4. Havendo afinidade com os filamentos, a importina se dirigirá até o poro, que 
mudará sua conformação para que ela possa adentrar o núcleo. 
 
5. No interior do núcleo, a importina encontrará uma Ran-GTP e, como ela tem um 
sítio de ligação que atrai essa proteína, elas irão se ligar. Quando elas se ligam, 
 Nathália Bordini - 81 19 
causa uma mudança na conformação da importina novamente, que irá soltar a 
molécula. 
 
6. A importina terá, novamente, afinidade pelos filamentos, e irá voltar para o 
citoplasma da célula. O poro altera sua conformação para que ela passe. 
 
7. No citoplasma, a importina ainda estará com a Ran-GTP nela. Só que no 
citoplasma tem a proteína Ran-GAP, que irá fazer com que a Ran-GTP se 
transforme em Ran-GDP. 
 
8. O Ran-GDP não ficará ancorado na importina, porque não tem atração. Então, 
logo quando ela se transforma, a Ran-GDP vai se soltar dela. Desta forma, o Ran-
GDP volta para dentro do núcleo, para ser transformado em Ran-GTP novamente. 
 
9. Quando a Ran-GDP volta para o núcleo, terá a proteína Ran-GEF, que é 
responsável em transformar a Ran-GDP em Ran-GTP novamente. 
 
 
 
ð A MOLÉCULA DE DNA: 
- São biomoléculas poliméricas formadas por monômeros 
denominados nucleotídeos. A diferença do DNA para o RNA é 
que o DNA é encontrado apenas no núcleo. 
- ESTRUTURA: um açúcar desoxirribose (pentose) + 
grupamento fosfato (responsável pela carga final negativa) + 
base nitrogenada. 
- As bases nitrogenadas do DNA são quatro: adenina, timina, 
citosina e guanina. 
- Portanto, terão quatro tipos de nucleotídeos no DNA que serão 
ligados covalentemente formando a cadeia polipeptídica. 
- A molécula em si de DNA é formada por duas fitas unidas pelas bases nitrogenadas. 
- As fitas de DNA são anti-paralelas, ou seja, tem direções 
opostas (3’ ou 5’). 
à ORIENTAÇÃO 3’: grupo OH livre ligado ao carbono 3’. 
à ORIENTAÇÃO 5’: grupo fosfato livre no carbono 5’ para 
que mais monômeros sejam ligados. 
 
- LIGAÇÕES NO POLÍMERO: 
à Entre as bases nitrogenadas, há ligações de hidrogênio. 
à Entre fosfato e OH em C3’ há um ligação fosfodiéster. 
à Entre A e T terão 2 ligações e entre C e G terão 3 ligações, 
portanto as últimas são mais fortes. 
 
- HISTONAS NO DNA: 
à Tem carga oposta ao DNA, então, como DNA tem carga negativa, 
as histonas têm carga positiva. 
à Há 5 tipos de histonas: H1, H2A, H2B, H3 e H4. 
à Estrutura terciária globular, na qual H1 tem duas caudas e as 
outras tem apenas uma cauda. 
à Todas as histonas são abraçadas pela fita de DNA. 
 Nathália Bordini - 81 20 
à Vários níveis de compactação do nucleossoma: 
1. Em fibras (10 nm). 
2. Em alças (30 nm) à H1 só é encontrado nesse tipo. 
3. Cromossomos. 
à Heterocromatina – grau máximo de compactação dos 
cromossomos na periferia do núcleo; encontrado a partir de 
alças só. 
à Eucromatina – no centro do núcleo; encontrado até fibras. 
*Nas mulheres, há o Corpúsculo de Barr ou Cromatina 
Sexual, uma heterocromatina X está desativada na periferia 
do núcleo, para que não haja 3X. 
 
ð GENES: 
- São todos os segmentos de DNA que inclui a sequência de nucleotídeos necessários 
para a síntese proteica. 
- EXONS: partes que serão colocadas no RNAm. Regiões codificantes de proteínas. 
- ÍNTRONS: partes que serão cortadas do RNAm. Regiões não codificantes de proteínas. 
Como se fosse um "guarda-costas", ou seja, parte que pode ter mutação que não irá alterar 
as proteínas. 
- Splicing: corte de íntrons. Tem o splicing alternativo. 
- Mutações em íntrons podem mudar proteínas, sim! Às vezes, mais do que os éxons.