Biologia Celular

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CONTROLE DO CICLO CELULAR 
 
 Os componentes centrais são as cinases dependentes de quinase/ciclina (Cdks): a menos que esteja fortemente 
ligada a uma ciclina e seja fosforilada, elas não têm atividade de cinase. Na ausência de ciclinas, o sítio ativo da Cdk fica 
parcialmente ocultado por uma placa protéica; a ligação com uma ciclina faz com que a placa se afaste do sítio ativo, 
resultado na ativação parcial da Cdk; a ativação total do complexo ciclina-Cdk ocorre quando a cinase ativadora de Cdk 
fosforila um aminoácido próximo a entrada do sítio ativo da Cdk. 
 As cinases ativadas irão fosforilar componentes cruciais para que ocorra a divisão. Os complexos ciclinas-cdk 
mantém pRB no seu estado hiperfosforilado até as células completarem a mitose e entrarem em G1, além de outras 
proteínas regulatórias e estruturais. 
 Existem quatro tipos de ciclinas: 
- G1/S-ciclinas – ativam Cdks no final da G1, ajudando a estimular a progressão ao Início. Seus níveis caem ao final da S. 
- S-ciclinas – Se ligam a Cdks logo após o início e ajudam a estimular a duplicação dos cromossomos. Seus níveis ficam 
altos até o início do ciclo. 
- M-ciclinas – Ativam Cdks eu estimulam a entrada na mitose no ponto de verificação G2/M. 
 
 PROTEÍNA Rb E O PONTO DE RESTRIÇÃO – Essa proteína tem a capacidade de impedir a proliferação celular. 
Começa a exercer suas funções durante a fase G1, justamente no ponto de restrição. É nesse ponto que a célula decide 
sobre o procedimento do ciclo celular ou seu arresto. Nas horas que precedem a Restrição, a proteína encontra-se não-
fosforilada, e nas últimas horas de G1 encontra-se hiperfosforilada. 
 Controla indiretamente a expressão de genes capazes de mediar o avanço do ciclo. Quando ela está hipofosforilada, 
ela é capaz de se ligar a um fator de transcrição E2F e, quando está hiperfosforilada, permite que E2F inicie a transcrição de 
genes necessários ao ciclo celular. 
 
 PROTEÍNAS INIBITÓRIAS DO CICLO – Existem proteínas capazes de inibir a atividade das CDKS: (1) KIP – se 
ligam a ciclinas ou a quaisquer dos complexos CDK-ciclina, interferindo em sua atividade. (2) INK4 
 
INTÉRFASE 
 
 Os cromossomos encontram-se descondensados; ocorre intensa síntese de todos os constituintes celulares. Ao 
receber o sinal para divisão, começa a produzir todos os materiais que serão utilizados no processo (transcrição, tradução, 
organelas, aumento da membrana plasmática e citoesqueleto) e dobra de tamanho. 
  G1 – Período em que as células estão mais voltadas para as suas funções, até quando ela recebe o sinal para 
divisão 
  S – Duplicação do DNA, das histonas, do centrossomo. As células continuam a ter 46 cromossomos, mas passam 
a ter 92 moléculas de DNA e 92 cromátides (ligadas pela coesina) 
  G2 – A célula verifica se todo o material genético está duplicado e se houve aumento de volume. 
 
MITOSE 
 
 
 PRÓFASE 
Início da condensação dos cromossomos, através da atuação da condensina, que é ativado por meio de fosforilações 
mediadas por ciclinas mitóticas. Cada um dos filamentos está constituído por duas cromátides, unidas pela coesina, cada 
uma contendo seu próprio centrômero e telômero. 
Fragmentação do nucléolo, cujos componentes se organizam na forma de corpúsculos ribonucleoproteicos, os quais ficam 
associados à periferia dos cromossomos. Os centrossomos começam a se mover para os pólos opostos e começa a haver a 
produção de microtúbulos. 
 PRÓ-METÁFASE 
Cromatina mais condensada. Envoltório nuclear, organelas membranosas fragmentam-se em pequenas vesículas. As 
vesículas do envoltório que contém a lâmina B permanecem associadas à membrana interna, e as que contêm lâmina A 
ficam livres no citosol. 
Centrossomos continuam migrando. Forma-se o cinetócos, Remoção das coesinhas presentes entre os braços das 
cromátides irmãs, mas não das coesinas da região centromérica, pela fosforilação. 
 METÁFASE 
Máximo de condensação dos cromossomos. A tensão proporcional que os microtúbulos exercem em direções opostas sobre 
as cromátides-irmãs leva os cromossomos a assumir uma posição de equilíbrio na região equatorial. 
Tipos de microtúbulos: (a) Polar – Saem do pólo e vão para a região equatorial, mas ficam sobrepostos, não se ligando a 
nenhum cinetócos, agindo apenas na fase de citocinese. (b) Astral – Fica disperso. (c) Com cinetócos – Liga no cinetócoro 
do cromossomo. 
 ANÁFASE 
Começa com a separação das cromátides-irmãs, que passam a se chamar cromossomo filho. 
A – O movimento dos cromossomos é decorrente da ação de proteínas motoras presentes no cinetócoro, que usam a 
energia da quebra de ATP para puxar os cromossomos em direção ao pólo. Ocorre o encurtamento do microtúbulo. 
B – Distanciamento dos dois pólos do fuso, levando a um alongamento da célula 
 TELÓFASE 
Reestruturação do envoltório nuclear a partir da reassociação dos componentes dispersos pelo citosol da pró-metáfase. Essa 
reassociação ocorre após a desfosforilação das lâminas sobre a ação das fosfatases; as vesículas das membranas do 
envoltório nuclear se fundem em torno dos cromossomos, os complexos de poro se inserem nas membranas, a lâmina 
nuclear se reorganiza. Descompactação dos cromossomos, reconstituição dos nucléolos, microtúbulos cinetócoros 
desaparecem, organelas membranosas reconstituídas e distribuídas. Citocinese. 
 
 
MEIOSE 
 
MEIOSE I – Reducional 
 
 PRÓFASE I – Início da condensação 
LEPTÓTENO – Já duplicados, aparecem como filamentos longos, apresentando regiões mais compactadas do que outras, 
dando aspecto granular; esses grânulos são os cromômeros. Os cromossomos se associam ao envoltório nuclear. 
ZIGÓTENO – Cromossomos homólogos emparelham-se longitudinalmente (sinapse), aparecendo, entre eles, uma estrutura 
chamada complexo sinaptonêmico. 
PAQUÍTENO – Cromossomos mais condensados e totalmente emparelhados. Ocorre o crossing over. 
DIPLÓTENO – Cromossomos mais condensados. As quatro cromátides tornam-se visíveis. O complexo sinaptonêmico 
começa a se desorganiza; os cromossomos homólogos começam a se separar, mas permanecem unidos nas regiões onde 
ocorreu permuta (quiasma) 
DIACINESE – Os quiasmas migram para as extremidades dos cromossomos. 
 METÁFASE I – Cromossomos ainda unidos pelos quiasmas. Envoltório nuclear e o nucléolo já desapareceram e os 
cromossomos migram para a região central. Em cada cromossomos homólogo unido pelo quiasma haverá um cinetócoro. 
 ANÁFASE I – Separação dos cromossomos homólogos, reduzindo à metade o número de cromossomos em cada 
célula. Cada célula recebe um dos cromossomos de cada par de homólogos, cada um com duas cromátides-irmãs. 
 TELÓFASE I – Cromossomos descondensam, envoltório nuclear reconstituído e ocorre citocinese. 
 
INTERCINESE – Período curto entre as duas divisões meióticas no qual não ocorre síntese de DNA. 
 
MEIOSE II – Não precedida por duplicação cromossômica 
 
 PRÓFASE II – Cromossomos reiniciam condensação, formando dois novos fusos e envoltório nuclear 
desestruturado. 
 METÁFASE II – Cromossomos alinham-se na região equatorial. 
 ANÁFASE II – Migração das cromátides-irmãs (cromossomo-filho) de cada cromossomo para pólos opostos. 
 TELÓFASE II – Cromossomos descondensam-se, novos núcleos são organizados, reconstituição do envoltório 
nuclear e o nucléolo reaparece. 
 
 
 
 
 
 
CITOCINESE 
 
Animais e fungos – O local da divisão é marcado na anáfase por um anel de actina e miosina II, associado à membrana 
plasmática, na região equatorial, denominado anel contrário. Na telófase esse anel contrai e essa região, também marcada 
pelo fuso residual de microtúbulos polares, vai sendo estrangulada, dividindo a celular 
Vegetais – Uma banda de microtúbulos (banda pré-profásica) forma, em G2, um anel justaposto à membrana plasmática, 
marcando o local onde a nova parede irá ser formada. Como não possuem centríolos, proteínas que irão formar o fuso. Na 
telófase, vesículas produzidaspelo complexo de Golgi irão se fundir, formando o fragmoplasto (conjunto de fragmossomos) o 
qual contém actina e miosina, bem como microtúbulos associados, e os precursores das macromoléculas formadoras da 
parede. A nova parede cresce do interior em direção à parede original, e as membranas das vesículas formam a membrana 
plasmática. 
 
 
SÍNDROME DE DOWN 
 
ERRO DA MEIOSE – Na separação das cromátides-irmãs, uma célula pode ficar com 2 cromossomos 21, e a outra com 
nenhum. Se houver fecundação, uma célula fica com trissomia do 21, e a outra fica somente com um, neste caso, ocorre 
aborto. 
 
ERRO DA MITOSE – Ocorre a formação do zigoto. A primeira divisão mitótica ocorre normalmente. Na segunda, uma das 
células não sofre segregação, resultando em uma célula com trissomia do 21, e outra com 1 cromossomos 21, neste caso, 
essa célula morre, mas o de trissomia continua a se dividir. Esse paciente é o paciente mosaico. 
 
TRANSLOCAÇÃO - Uma translocação cromossômica é uma anomalia cromossômica causada pelo rearranjo de partes entre 
cromossomos não-homólogos. Um gene de fusão pode ser criado quando a translocação se une a outros dois genes 
separados. Na fecundação, ocorrerão gametas sem o 21, já que ele estará grudado em outro, e gametas com 2 
cromossomos mais aquele vindo do pai. 
 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
 
 ESTRUTURA – (1) MEMBRANA: é uma projeção do envoltório nuclear, dessa forma, é composto por lipídeos, 
proteínas, cadeia transportadora de elétrons (citocromo), ATPases. (2) LUZ: Solução aquosa de composição variada, e é 
onde acontecem as reações bioquímicas. 
 
 FUNÇÃO – 
- Síntese proteica – Podem permanecer do RER, ser secretadas para outras organelas ou para o meio extracelular. 
- Síntese e modificações de lipídeos/ síntese de hormônios/ comunicação entre organelas (vesículas e proteínas trocadoras)/ 
modificação de proteínas 
- Destoxificação 
- Armazenamento de cálcio 
- Glicogenólise. 
 
SÍNTESE CO-TRADUCIONAL – Quando o peptídeo sinal é traduzido, a PRS (Partícula de Reconhecimento do Sinal -
ribonucleoproteína), que já havia se ligado ao ribossomo, reconhece o peptídeo sinal. A síntese protéica é paralisada. O 
complexo peptídeo nascente-ribossomo é direcionado para o RER. A nova conformação adotada pela PRS facilita o seu 
reconhecimento e acoplamento do complexo mediado pelo seu receptor ancorado na superfície do RER; a cadeia 
polipeptídica em formação e associa com um poro. Tendo terminado o seu papel, a PRS se desliga do seu receptor. A 
síntese protéica é retomada, e o polipeptídeo em formação, graças ao poro, vai sendo direcionado para a luz do RER. A 
enzima peptidase do sinal reconhece a sequência de clivagem e cliva a proteína nesse ponto. O peptídeo sinal permanece 
temporariamente na membrana do RE até ser degradado e seus aminoácidos, aproveitados. 
 
SÍNTESE PÓS-TRADUCIONAL – O polipeptídeo é produzido inteiramente em um ribossomo livre e levado, pelo poro, para a 
luz do RE. Nesse local, estão presentes as chaperones, que se ligam à proteína que está sendo transferida pela luz, 
facilitando o transporte e seu processamento. 
 
TRANSFERÊNCIA DE PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA – Possuem segmentos hidrofóbicos inseridos na membrana do RE 
na forma de alfa-hélice. 
 - Unipasso – (1) Quando a seqüência hidrofóbica PE a própria sequencia sinal, (2) Quando a sequencia sinal é 
clivada e a sequencia transmembrana é uma segunda sequencia hidrofóbica da estrutura da proteína. 
 - Multipasso – Quando há mais de uma sequencia hidrofóbica na estrutura final de uma proteína. 
 
SÍNTESE DE LIPÍDEOS – Só ocorre na ausência de ribossomos. (1) Dois ácidos graxos são ligados a um glicerolfosfato, no 
citoplasma, gerando um ácido fosfatídico. Ocorre crescimento da face citoplasmática da membrana do RER, na qual se 
encontra as enzimas responsáveis pela síntese dos fosfolipídeos. (2) Diferenciação da cabeça polar. Translocadores de 
fosfolipídeos (flipase) equilibram a quantidade de lipídeos nas duas faces da membrana através do flip-flop. 
 
SÍNTESE DE COLESTEROL – Utiliza-se como precursor a Acetil Co-A. O colesterol é formado e é enviado a outras 
membranas celulares ou aproveitado em outras reações no RE. 
 
 
 
 
 
 
 
COMPLEXO DE GOLGI 
 
 ESTRUTURA – Essa organela é composto por vários sáculos mais ou menos arredondados, chamados de cisternas. 
O número de cisternas depende do tipo celular. Existem aquelas cisternas que estão localizadas próximas ao retículo 
endoplasmático – cisternas cis; as cisternas que ocupam a região central são as cisternas médias; as cisternas mais 
côncavas e próximas ao sítio de secreção da célula são chamadas de cisternas trans. 
 Existe a rede golgi cis, que é o local de chegada de vesículas provenientes do RE, sendo também chamada de 
compartimento intermediário entre RE e CG. A rede golgi trans é o sítio de saída das substâncias para outros 
compartimentos celulares ou para o meio extracelular. 
 
 COMPOSIÇÃO QUÍMICA - (1) Membrana: A membrana dos diferentes compartimentos apresenta composição e 
espessura variáveis. Possui proteínas e enzimas. (2) Luz – É constituída principalmente por monossacarídeos ativados por 
nucleotídeos, polissacarídeos e proteínas de secreção. 
 
 FUNÇÃO – As proteínas e os lipídeos provenientes do RE sofrem importantes modificações estruturais, como a 
glicosilação, sulfatação e fosforilação. Elas podem voltar ao RE, ir para os lisossomos, ou serem excretadas por meio de 
vesículas. 
 
 TRANSPORTE DE ENDEREÇAMENTO – complexo de golgi faz parte da Via Biossintética Secretora da Célula, 
através da qual das proteínas e lipídios produzidos no RE são encaminhados para a rede golgi cis, indo para as cisternas cis, 
cisternas médias, cisternas trans e, finalmente a rede golgi trans. 
TRANSPORTE AUTÓGRADO – São as proteínas que fazem todo o caminho, mas o destino final é a exportação, seja para a 
membrana, através de vesículas, seja para integrar os lisossomos. 
 - Via Biossintética Secretora – A secreção pode acontecer de maneira constitutiva, ou seja, secreção de maneira 
contínua e não regulada, tão logo deixem o CG; pode ser também a secreção regulada, através de vesículas de secreção, 
através do qual os produtos deixam o CG e permanecem retidos nessas vesículas, até que um sinal específico resulte na 
sua liberação 
 
TRANSPORTE RETÓGRADO – São as proteínas que voltam para o Retículo Endoplasmático ou ficam retidas nas cisternas 
no golgi. 
 - CG para RE – Redireciona proteínas residentes do RE a esta organela, garantindo a manutenção de sua estrutura. 
As proteínas residentes da luz do RE não são retidas fisicamente nessa organela, mas possuem a sequência de 
aminoácidos KDEL (Lys, Asp, Glum, Leu) que são responsáveis pela correta localização dessas proteínas; uma vez na rede 
cis, essas proteínas são reconhecidas pelos receptores para a sequência KDEL; depois de reconhecidas, as proteínas 
residentes do RE são empacotadas em vesículas específicas e retornam ao RE. 
 
 VESÍCULAS – 
VESÍCULA RECOBERTA COM CLATRINA – Cada subunidade da clatrina é constituída por três cadeias polipeptídicas 
pesadas e três leves. Essas subunidades se unem formando uma rede fibrosa. Cada subunidade de clatrina se mantém 
ancorada à membrana da vesícula graças à adaptina, que se liga também a uma proteína transmembrana. Várias dessas 
proteínas transmembranas são receptores que reconhecem substâncias específicas que, por isso, acabam fazendo parte do 
conteúdo da vesícula. Por isso esse tipo de vesícula é de seleção de produtos. 
VESÍCULA COBERTA POR COP – As proteínas COP são também chamadas de coatômeros. Essas vesículas realizam o 
transporte retrógrado dentre os diferentes compartimentos do CG e deste para o RE; realizam também o tráfico anterógrado 
dentre as cisternas do CG, exportação de proteínas de membrana. Esse tipo de vesícula não seleciona os produtos 
transportados. 
RECONHECIMENTO DEVESÍCULAS – O reconhecimento entre a vesícula de transporte e o alvo ocorre entre as 
membranas desse compartimento e é mediado pelas SNARES e as GTPases (Rabs). As Rabs presentes na membrana da 
vesícula e/ou na membrana do compartimento-alvo se ligam a proteínas específicas, promovendo a aproximação da vesícula 
com esse compartimento. Em seguida, a SNARE do compartimento alvo se liga a SNARE da vesícula, aproximando ainda 
mas as estruturas. Logo após, ocorre a fusão das membranas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MITOCÔNDRIA versus CLOROPLASTO 
 
 
MITOCÔNDRIA CLOROPLASTO 
Presente na maioria dos eucariontes Presente em organismos fotossintetizantes 
(algas,plantas) 
Possui 2 membranas (interna e externa) Possui 3 membranas (interna, externa e tilacóide) 
Membranas com invaginações (crista 
mitocondrial) 
Membranas sem invaginações 
Matriz mitocondrial (espaço no interior da 
mitocôndria) 
Estroma (espaço no interior do cloroplasto) 
Função principal: fosforilação oxidativa Função principal: fotossíntese 
Libera energia contida nos nutrientes energéticos 
e produzem outro tipo de energia química 
Adaptado para captar energia luminosa e transformá-la 
em química 
Independe da presença da luz Depende da luz (fase clara e fase escura) 
Usa gás oxigênio molecular Usa água e gás carbônico 
Libera gás carbônico Usa gás carbônico 
Libera água Usa água 
Libera energia (reação exergônica) Captura energia (reação endergônica) 
 
 
MITOCÔNDRIAS 
 
 ESTRUTURA - Possuem DNA RNA e RNA polimerase. Pode ter várias cópias de DNA na mesma organela. 
Possuem duas membranas estrutural e funcionalmente diferentes, e entre elas existe um espaço intermembrana. 
MEMBRANA INTERNA – Possui várias invaginações que irão formar as cristas, as quais aumentam a superfície de contato. 
Possuem proteínas oxidativas da cadeia respiratória, ATPsintase e proteínas transportadoras. Por possuir pouca quantidade 
de lipídeos, ela não é muito fluida, além de ser impermeável, mesmo para pequenos íons. 
MEMBRANA EXTERNA – Formada pela porina (rede de poros) e é extremamente permeável. 
 
 RESPIRAÇÃO CELULAR – O piruvato e os ácidos graxos atravessam as duas membranas da mitocôndria. São 
convertidas em acetil-CoA, que entra no ciclo de ácido cítrico (ciclo de Krebs), que libera CO2 e NADH. O NADH libera e
-
 e 
perde o H
+
. Esse elétron entra na cadeia respiratória da membrana interna, composta por 3 complexos protéicos, são eles: 
(1) NADH-desidrogenase; (entre 1 e 2) Uniquinona; (2) citocromo b-c1; (entre 2 e 3) Citocromo c; (3) citocromo-oxidase. 
Esse transporte de elétrons gera um gradiente de prótons através da membrana, que é utilizado para direcionar a produção 
de ATP. O transporte de elétrons também o deslocamento do H
+
 para o espaço intermembrana, que acaba ficando ácido. A 
ATPsintase faz a transferência de H
+
 para a região interna, fazendo com que ADP seja fosforilado, formando ATP. 
 
 
CLOROPLASTOS 
 
 ESTRUTURA – Possuem três membranas: (1) Interna: pouco permeável e sem cadeia transportadora de elétrons; 
(2) Externa: Permeável; (3) Tilacóide: Capta luz, possui cadeia transportadora de elétrons, ATPsintase, clorofila; conjunto de 
tilacóides é chamado de granum; conjunto de granum é chamado de grana. 
 
 FOTOSSÍNTESE – 
FASE CLARA – Cloroplasto - Elétrons são obtidos da água: forma-se O2, que é liberado, e H
+
. O complexo da antena capta a 
energia luminosa, a qual promove a excitação dos elétrons, que vão para o centro de reação. Esse transporte de elétrons 
promove o bombeamento do H
+
 através da membrana do tilacóide, e o gradiente eletroquímico de prótons resultante 
direciona a síntese de ATP no estroma. Os elétrons de alta energia são carregados, juntamente com H
+
 no NADP
+
, 
convertendo-o em NADPH. 
FASE ESCURA – O ATP e o NADPH servem como fonte de energia e como força redutora, respectivamente, para a 
conversão do CO2 em carboidratos. A fixação de gás carbônico acontece no estroma e continuam no citosol. A fixação do 
CO2 é dependente da ribulose bifosfato carboxilase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Larissa
Nota
Na fase G1 são produzidas as enzimas que serão usadas na fase S. Ex: helicase, polimerase, ligase...
 
Larissa
Nota
POLIPLOIDIA: quando se deixa essas drogas (colchicina...) por um longo tempo, a célula não passa pela anáfase, mas continua a divisão, contendo cromossomos a mais na próxima divisão.
Larissa
Nota
CITOCINESE: após a telófase, o citoplasma é dividido em 2 por um anel contráctil de filamentos de actina e miosina, que comprime a célula em 2 e dá origem a 2 céls-filhas, cada uma com um núcleo.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Larissa
Nota
COMPLEXOS QUE TRANSPORTAM H+: complexo da NADH desidrogenase; complexo do citocromo b- c1; complexo do citocromo-oxidase.