BM_02

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Avisos
 comunicação:
− sistema TOTVS
− 2020.fernandacattani@cnec.br
 datas:
− atividades/práticas: realizadas em sala de aula – faltas!!!
− avaliações:
 1ª Avaliação 15/04
 Apresentação PI 08 e 09/06
 2ª Avaliação 17/06
 Prova substitutiva: 08/07
Seminários
 Apresentação dos artigos científicos...27/05 e 03/06 – (peso 1,0)
− regras:
 seminários em dupla ou trio baseados em artigos científicos publicados em
periódicos indexados – aprovado pelo professor!!!
 10 a 15 min de apresentação – pergunta/questão ao final da apresentação
− temas/assuntos dos artigos
 biologia molecular ou biotecnologia
 ácidos nucleicos (DNA/RNA)
 dogma central da BM (replicação, transcrição e tradução)
 métodos/técnicas moleculares
 transcriptase reversa
 identificação de novos MO
Aula anterior...
 Biologia Molecular – vídeo
− definição
− conceitos
− dogma central da biologia
− enfoques da disciplina
 DNA – RNA – proteínas
− constituintes moleculares
A célula e seus Constituintes Moleculares
Prof.ª Drª Fernanda Cattani
Biologia Molecular 2020/1
Aula 02
Relação com outras ciências biológicas de nível 
molecular. 
 A Biologia Molecular é o estudo da
biologia em nível molecular, com
especial foco no estudo da
estrutura e função do material
genético e seus produtos de
expressão, as proteínas.
 Biologia Molecular investiga as
interações entre os diversos
sistemas celulares, incluindo a
relação entre DNA, RNA e síntese
proteica.
 É o campo que estuda as
interações bioquímicas e/ou
celulares envolvendo o material
genético e seus produtos.
Aplicações da BM
 pesquisa
 laboratórios clínicos
 ciência forense ou perícia criminal
− identificação humana e criminal
 desenvolvimento de kits de diagnóstico de doenças – medicina
 identificação de MO
 geração de novos fármacos, a manipulação de plantas e animais
Introdução – estruturas celulares
 Todos os organismos vivos são constituídos de pequenas estruturas
morfológicas denominadas células separadas do meio externo por uma
MP.
− estruturas complexas e diversas - características morfológicas e fisiológicas
dos organismos vivos.
− todas as células, independentemente da complexidade do organismo,
possuem uma mesma estrutura formada pela MP, que circunda o conteúdo
celular e o separa do meio extracelular pelo citoplasma/citosol e pelo núcleo
(ou nucleoide).
− a propriedades de um determinado organismo dependem de suas células
individuais, cuja continuidade ocorre por meio de seu material genético
Introdução – estruturas celulares
1ª observação, denominação
 Células = unidades estruturais, onde são realizadas todas as funções
necessárias à manutenção e à preservação da vida, foram feitas por
Robert Hooke, em 1665.
Introdução – estruturas celulares – vídeo
 Apesar da similaridade existente entre as células que constituem os seres
vivos, os organismos mantêm diferenças fundamentais em nível celular,
podendo ser classificados em dois grandes grupos, conforme a sua
organização celular.
 Quais são esses grupos?
− eucariotos
− procariotos
 Quais são as características que os diferem?
− complexidade (simples x complexas)
 diferentes organelas
− núcleo (ausente x presente)
− DNA circular x linear
 Constituintes básicos de todas as
células?
− membrana plasmática
− citoplasma
− material genético
Introdução – estruturas celulares
 Características que os diferem?
Célula procariótica:
 estrutura mais simples;
 não forma organismos pluricelulares;
 não apresenta núcleo organizado (ou
verdadeiro), apenas uma área nuclear
chamada nucleóide.
 o material genético (cromossomo)
encontra-se difuso no citoplasma devido à
ausência da membrana nuclear (carioteca).
− ex.: bactéria e cianobactérias.
Introdução – estruturas celulares
 Características que os diferem?
Célula eucariótica:
 são aquelas que possuem um núcleo
organizado.
 MP individualiza a célula, separando-a do
meio;
 Citoplasma contém água, os nutrientes, as
biomoléculas estruturais, as estruturas
supramoleculares (centríolos e ribossomos) e
as organelas;
 Núcleo contém a maioria do genoma.
− Ex.: protozoários, fungos, animais e
vegetais
Resumindo: Procarioto x Eucarioto
Introdução – estruturas celulares
Células de procariotos e eucariotos
 Procariotos: informação genética está em uma ou mais moléculas
circulares de DNA.
− Ex.: as bactérias são conhecidas por possuírem um único cromossomo.
 Eucariotos: DNA nuclear é dividido em dois ou mais de um desses
cromossomos.
− cada um é formado por uma molécula de DNA linear que, exceto durante a
divisão celular, está confinada dentro do núcleo.
− DNA está associado a proteínas, chamadas de histonas, formando os
nucleossomos, componentes da cromatina.
 fungos = 12 a 18 cromossomos;
 células humanas contêm dois conjuntos de 23 cromossomos = 46.
Onde se encontra localizado o
material genético nas células?
Que diferenças há entre o material
genético de um procarionte e de
um eucarionte?
O tamanho da molécula 
do DNA é 
frequentemente muito 
maior que o 
compartimento que a 
contém. Assim, o 
empacotamento do 
DNA no cromossomo. 
Precisa ser 
precisamente 
organizado
Genoma: conjunto de genes e sequências intergênicas de DNA de todos os cromossomos de uma cél.
Função do Genoma: Um genoma (procarioto ou eucarioto), possui a mesma função básica, que
é a de servir como um repositório replicativo da informação codificada pelo DNA que o constitui.
Todas as características de uma espécie, da morfologia à senescência estão armazenadas no DNA da
espécie, no seu genoma.
Introdução – estruturas celulares
As organelas
 organelas comuns a todas as células eucarióticas
− núcleo: ? controle de todas as funções celulares
 envolto por uma MN; além da cromatina, há uma região rica em RNA,
denominada nucléolo.
 nucléolo: ? síntese de RNA
 função da cromatina: ?
− Papel estrutural: empacotamento do DNA
− Papel regulatório: controle do acesso da maquinaria de transcrição
− mitocôndria: possui enzimas especializadas em processos oxidativos que
produzem energia para a célula.
 Função – ? respiração celular e a produção de energia.
 DNA e ribossomos também são encontrados no interior da mitocôndria.
Introdução – estruturas celulares
As organelas
 organelas comuns a todas as células eucarióticas
− RE: estrutura formada por membranas distribuídas por todo o citoplasma e
ligadas tanto à membrana celular como à MN – função: síntese de moléculas
orgânicas
 RE rugoso: possui ribossomos ligados às suas membranas, que constituem a
maquinaria molecular para a síntese proteica.
 RE liso: produção de lipídios, em especial fosfolipídios que irão compor a MP
− complexo de Golgi: estrutura formada por membranas e vesículas
 modificar, armazenar e exportar proteínas sintetizadas no RE rugoso
Introdução – estruturas celulares
As organelas
 organelas comuns a todas as células eucarióticas
− centríolos: estrutura dupla não membranosa em forma de cilindro, sendo um
perpendicular ao outro.
 formados por microtúbulos
 função: divisão celular.
− lisossomos: estrutura globosa e membranosa.
 função: digestão celular.
Cada organela possui uma coleção própria de enzimas catalizadoras de reações
específicas, desenvolvendo um papel único no crescimento e no metabolismo celular.
Introdução
Introdução – constituintes moleculares
 Os constituintes moleculares são responsáveis pelas interações
bioquímicas entre milhares de moléculas que permitem a vida celular.
− componente encontrado em maior quantidade na célula, sendo
indispensável para a atividade metabólica? Água
 solvente natural para íons, minerais e outras substâncias
− Composição Molecular
 íons inorgânicos – sais minerais – Ca, Mg, P, K, Cl, Fe
 compostos orgânicos – biomoléculas
− pequenas moléculas: monômeros ou resíduos
− macromoléculas
Introdução – constituintes moleculares
Célula: Composição Molecular
 água
 íons inorgânicos – sais minerais– Ca, Mg, P, K, Cl, Fe
 compostos orgânicos – biomoléculas
− moléculas simples, os “blocos de construção” das células
 os monossacarídeos, o glicerol, os ácidos graxos, os aa e os
nucleotídeos.
− macromoléculas, união de moléculas simples
 os polissacarídeos, os lipídeos, as proteínas e os ácidos nucleicos.
 função das biomoléculas: estruturais, energéticas, enzimáticas, de
armazenamento e transferência de informação.
Introdução – constituintes moleculares
Célula: Composição Molecular
 macromoléculas biológicas, são material fundamental na constituição
celular,− polissacarídeos e os lipídeos = principais
constituintes energéticos
− proteínas = base estrutural e funcional da
célula
− ácidos nucleicos = controle celular,
armazenamento e transmissão da
informação genética e por sua tradução que
é expressa pela síntese precisa das
proteínas.
Introdução – constituintes moleculares
Célula: Composição Molecular
 proteínas:
− definição: as proteínas são macromoléculas presentes em todas as células
dos organismos vivos.
− funções: estrutural, enzimática, etc.
− origem: exógena x endógena
− composição: aminoácidos (aa)
− estrutura (níveis de organização): 1ª - 2ª - 3ª - 4ª
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 As proteínas resultam da expressão da
informação contida no gene - DNA.
− é o gene que determinará a sequência de aa
de uma proteína específica.
− toda proteína possui uma ordem definida de
resíduos de aa, que, por sua vez, estabelece
sua estrutura tridimensional ativa,
denominada conformação nativa
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 proteínas: funções
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 Estrutura Proteica – constituição
− proteínas constituídas por apenas 20 aa, entre todos os aa possíveis, unidos
por ligações peptídicas.
 Aminoácidos: definição – monômeros proteicos
− molécula orgânica formada por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e
nitrogênio
 não essenciais ou naturais: são os aa produzidos pelo organismo.
 essenciais: são os aa que não são produzidos pelo organismo (dieta).
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 Aminoácidos: ácidos orgânicos, que possuem um átomo de carbono (C)
ligado a quatro grupamentos químicos diferentes.
− um grupamento amínico (-NH2)
− um grupamento carboxílico (-COOH)
− um átomo de hidrogênio (-H)
− um grupamento variável = cadeia lateral ou radical (-R).
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 aa – cadeia lateral
− as cadeias laterais dos aa variam em tamanho, forma, carga elétrica,
hidrofobicidade e reatividade.
 aa com grupamentos R polares: são hidrofílicos e tendem a se localizar na
superfície da proteína, devido a suas interações com a água.
− quanto mais aa polares estiverem presentes na proteína, mais solúvel em soluções
aquosas ela será
 aa com grupamentos R apolares: hidrofóbicos, tendem a estar presentes no
interior das proteínas e provocarem sua insolubilidade em água.
Introdução – constituintes moleculares
Aminoácidos e Proteínas
 aa – ligações peptídicas:
− dipeptídeo (2 aa); oligopeptídeos (poucos aa) polipeptídeo (muitos aa)
Introdução – constituintes moleculares
Carboidratos
 Os carboidratos, ou monossacarídeos, são açúcares simples e
representam uma das grandes classes de moléculas biológicas com uma
variedade de funções celulares.
 Os polissacarídeos são polímeros com longas cadeias de unidades de
monossacarídeos e constituem a principal fonte de energia celular.
− constituintes estruturais importantes da parede celular, atuando como sinais
de reconhecimento específico e desempenhando um papel informacional
 ligações glicosídicas
Introdução – constituintes moleculares
Carboidratos
 monossacarídeos
− açúcares simples de enorme importância
biológica
Introdução – constituintes moleculares
Carboidratos
 dissacarídeo
− constituídos por
dois
monossacarídeos,
onde se destaca a
maltose, a lactose
e a sacarose
Introdução – constituintes moleculares
Carboidratos
 polissacarídeo
− constituem a maior parte dos
glícidios naturais, uma vez que
possuem um peso molecular
elevado.
− destacam-se o amido, o glicogênio
e a celulose
Introdução – constituintes moleculares
Carboidratos
Introdução – constituintes moleculares
Lipídeos
 Os lipídeos formam um grupo de compostos característico, que possuem
múltiplas funções celulares e ocorrem com frequência na natureza.
− compostos orgânicos de grande importância biológica
− são moléculas pequenas que apresentam uma forte tendência a se
associarem por meio de forças não covalentes, formando agregados
lipídicos.
− os lipídeos mais simples são os ácidos graxos
− os triacilgliceróis são a forma de estocagem de lipídeos no citoplasma de
muitas células, servem como excelente fonte de energia.
Introdução – constituintes moleculares
Lipídeos
 Os fosfoacilgliceróis, ou fosfolipídeos, são pequenas moléculas lipídicas,
compostas por longas cadeias de ácido graxo e glicerol, ligadas a um
grupo altamente polar.
 núcleo hidrofóbico da estrutura atua como uma barreira de
impermeabilidade
Introdução – constituintes moleculares
Lipídeos
 Os esteroides são um grande grupo de moléculas, que agregam várias
funções, e incluem um considerável número de hormônios, entre eles os
hormônios sexuais de animais superiores.
− colesterol é o esteroide de maior importância, fazendo parte de membranas
de células, principalmente de animais
Introdução – constituintes moleculares
Ácidos Nucleicos
 são macromoléculas de grande importância biológica em todos os
organismos vivos.
 A partir dos ácidos nucleicos as células recebem as informações sobre
quais proteínas sintetizar, qual a sequência de aminoácidos de sua
estrutura e qual a função dessas moléculas.
 moléculas que estocam e transmitem a informação genética na célula.
 Toda essa informação fica em unidades gênicas, localizadas nos
cromossomos das células.
 Tal informação é decifrada por meio do código genético, cuja tradução
resulta na síntese proteica.
Atividade – resumindo 
1. A Biologia Celular, também chamada de Citologia, é a parte da Biologia
relacionada com o estudo das células, as estruturas fundamentais dos
seres vivos. O desenvolvimento dessa ciência foi possível graças ao
desenvolvimento do microscópio, que tornou possível a observação
dessas estruturas. Ao analisar uma célula de qualquer ser vivo é
possível perceber três partes básicas. Quais são elas?
A. Membrana plasmática, citoplasma e organelas.
B. Membrana plasmática, citoplasma e material genético.
C. Membrana plasmática, organelas e núcleo.
D. Membrana plasmática, citoplasma e núcleo com carioteca.
E. Membrana plasmática, organelas e material genético.
Atividade – resumindo
2. Costuma-se dizer que as células são formadas por membrana,
citoplasma e núcleo. Entretanto, não são todas as células que
apresentam um núcleo definido e delimitado por membrana nuclear.
Baseando-se nisso, o mais correto seria afirmar que todas as células
possuem membrana, citoplasma e material genético.
As células que apresentam núcleo definido são chamadas de:
A. autotróficas.
B. heterotróficas.
C. eucarióticas.
D. procarióticas.
E. termófilas.
Atividade – resumindo
3. A membrana plasmática é encontrada em todas as células e apresenta
como função principal controlar a entrada e a saída de substâncias no
interior dessa estrutura. Essa membrana é formada por uma bicamada
fosfolipídica onde estão inseridas algumas proteínas. O modelo que
descreve a estrutura da membrana plasmática recebe o nome de:
A. modelo de permeabilidade seletiva.
B. modelo de organização membranar.
C. modelo fosfolipídico.
D. modelo do mosaico fluido.
E. modelo celular.
Atividade – resumindo
4. Os organismos como os cajueiros, os gatos, as amebas e as bactérias
possuem, em comum, as estruturas
A. lisossomos e peroxissomos.B. retículo endoplasmático e complexo de Golgi.
C. retículo endoplasmático e ribossomos.
D. ribossomos e membrana plasmática.
E. ribossomos e centríolos.
Atividade – resumindo
5. As células procariontes caracterizam-se pela ausência de material
genético organizado em um núcleo. Essas células também se destacam
pela presença de apenas um tipo de organela celular. Marque a
alternativa que indica corretamente o nome dessa organela:
A. Lisossomo.
B. Retículo Endoplasmático.
C. Complexo Golgiense.
D. Ribossomo.
E. Vacúolo.
Atividade – resumindo
6. As proteínas são substâncias formadas pela união de uma grande
quantidade de moléculas denominadas:
A. nucleotídeos.
B. base nitrogenada.
C. aminoácidos.
D. glicídios.
Atividade – resumindo
7. Sabemos que a síntese de uma proteína consiste na união de
aminoácidos de acordo com a sequência determinada em um ____. Esse
ácido nucleico, por sua vez, é sintetizado a partir de uma molécula de
____ que serviu como molde.
Marque a alternativa que indica corretamente o nome das moléculas que
completam os espaços.
A. RNA; DNA.
B. DNA; RNA.
C. Proteínas; DNA.
D. DNA, aminoácidos.
E. Aminoácidos, DNA.
Atividade – resumindo
8. Leia o texto a seguir, escrito por Jacob Berzelius, em 1828:
“Existem razões para supor que, nos animais e nas plantas, ocorrem
milhares de processos catalíticos nos líquidos do corpo e nos tecidos.
Tudo indica que, no futuro, descobriremos que a capacidade de os
organismos vivos produzirem os mais variados tipos de compostos
químicos reside no poder catalítico de seus tecidos.”
A previsão de Berzelius estava correta, e hoje sabemos que o “poder
catalítico” mencionado no texto deve-se:
A. aos ácidos nucleicos.
B. aos carboidratos.
C. aos lipídios.
D. às proteínas.
E. às vitaminas.
Atividade – resumindo
9. Dos constituintes celulares a seguir relacionados, qual está presente
somente nos eucariontes e representa um dos critérios utilizados para
distingui-los dos procariontes?
A. DNA.
B. Membrana celular.
C. Ribossomo.
D. Envoltório nuclear.
E. RNA.
Atividade – resumindo
10. O núcleo celular foi descoberto pelo pesquisador escocês Robert Brown, que
o reconheceu como componente fundamental das células. O nome escolhido
para essa organela expressa bem essa ideia: a palavra “núcleo”, de acordo
com o dicionário brasileiro, significa centro ou parte central. A respeito da
constituição e função do núcleo celular, julgue as afirmativas, como FALSAS
ou VERDADEIRAS:
I. O núcleo só é encontrado em células eucariontes, portanto as bactérias não
apresentam essa organela.
II. Existem células eucariontes com um único núcleo, células com vários núcleos e
outras células anucleadas.
III. O núcleo abriga o código genético das células, uma vez que dentro dele se
encontram os cromossomos que contém a informação genética.
IV. A carioteca é o envoltório nuclear, que impede a troca de qualquer tipo de material
entre o núcleo e o restante da célula.
Atividade – resumindo
11. Responder à questão
relacionando as estruturas
presentes na coluna I com as
informações presentes na
coluna II.
Coluna I
( ) mitocôndrias
( ) centríolos
( ) DNA
( ) ribossomos
( ) proteínas
( ) peroxissomos
( ) RNA
Coluna II
1. presente apenas nas 
células eucariotas
2. presente apenas nas 
células procariotas.
3. presente tanto em 
células eucariotas como 
em procariotas
A ordem correta dos parênteses da coluna I, de cima para baixo, é:
a) 1 – 1 – 3 – 3 – 3 – 1 – 3
b) 1 – 2 – 3 – 1 – 1 – 2 – 1
c) 2 – 1 – 1 – 2 – 3 – 1 – 2
d) 2 – 2 – 3 – 3 – 3 – 2 – 3
e) 3 – 1 – 2 – 3 – 1 – 2 – 1
Atividade Complementar
 Dividir a turma em grupos (8) e cada grupo deve: propor aplicações da
tecnologia molecular em análises clínicas (levantar problemas, discutir e efetivar
propostas...dar exemplos)
− Após os integrantes devem apresentar tais aplicações/técnicas aos colegas – fazendo uma
breve discussão
 Laboratórios clínicos e veterinários
 Saúde pública
 Ciência forense
 Indústria farmacêutica
 Indústria alimentar
 Indústria cosmética
 Indústria biotecnológica
 Medicina Personalizada

− referências de livros e artigos científicos