Biologia e Genética

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Capa: Inês Batista
Revisão: Filipa Santos
 
Bi 
ologia e 
Genética
 
	
Carolina Loureiro
 
1
º ano/2º semestre
 
 
MIP
 
Ano letivo 2019
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 20
 
 
A Descoberta da Célula:
Até meados do século XVII, a existência de células era desconhecida. A evolução das técnicas de observação e de colaboração e persistência de muitos investigadores têm permitido diferenciar cada vez mais o conhecimento desta unidade de estrutura e função dos organismos.
Robert Hooke publicou, em 1665, um conjunto de desenhos relativos a observações realizadas com o auxílio de um microscópio que ele próprio construiu.
Intrigado com a leveza e compressibilidade da cortiça, Hooke cortou com um canivete uma lâmina muito fina e observou-a ao microscópio. Encontrou, então uma explicação para a leveza deste material: era constituído por milhares de células.
Alguns anos mais tarde, o holandês Anton Van Leeuwenhoek realizou também várias observações com o seu microscópio. Leeuwenhoek era comerciante de tecidos e, para verificar a qualidade dos seus tecidos uma lupa não lhe chegava. Assim, construiu o seu próprio microscópio. Curioso por natureza, observou uma grande variedade de organismos que designou por “animáculos”. Este observador não tinha, todavia, qualquer ideia do que era realmente uma célula.
Em 1838, o botânico alemão Matthias Scleiden propôs que todas as plantas são constituídas por células. No ano seguinte, Thodor Schwann estendeu esta generalização aos animais. 
Estes investigadores propuseram as primeiras bases da teoria celular: todos os seres vivos são constituídos por células e a célula é a unidade estrutural e fundamental básica da vida.
Em 1855, Rudolf Virchow ampliou o significado da teoria celular. 
Na atualidade a teoria celular assenta nas seguintes generalizações:
· A célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos;
· Todas as células provêm de células pré-existentes;
· A célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos;
· Toda a matéria viva é composta de célula(s).
A Célula:
Teoria celular: Todos os seres vivos são constituídos por células e a célula é a unidade estrutural e fundamental básica da vida.
No decurso do tempo houve a evolução de duas grandes categorias de células: células procarióticas e células eucarióticas.
As células procarióticas (ou procariotas), representadas pelas bactérias (organismos unicelulares), são estruturalmente mais simples do que as células eucarióticas (são mais primitivas). Não possuem organelos com membrana ou núcleo (ou seja, sem organelos individualizados), possuindo nucleoide, uma região sem membrana onde se encontra o material genético, DNA circular[footnoteRef:1], proteínas e RNA. A maior parte das células procarióticas têm parede celular que protege a célula e permite com que esta mantenha a sua forma. Alguns procariontes têm ainda na superfície pequenos (pilis), importantes no reconhecimento e adesão) ou grandes (flagelos), pode funcionar como organelo sensorial, prolongamentos para auxiliar na sua movimentação. [1: Em geral estes organismos têm apenas um único cromossoma circular haploide, ou seja, tem metade do número normal de cromossomas; uma célula diploide tem x pares de cromossomas (ex. Ser Humano tem 23 pares), uma haploide tem apenas x cromossomas.] 
A compartimentação celular permite o estabelecimento de fronteiras físicas que permitem à célula realizar ao mesmo tempo diferentes atividades metabólicas e processos biológicos, a definição de localizações específicas para diferentes processos e a criação de microambientes específicos com diferentes sistemas enzimáticos, biomoléculas, pH, para processos específicos.
As células procarióticas reproduzem-se assexuadamente, ou seja, formam-se novos indivíduos a partir de um só progenitor, sem ocorrer fecundação. Um exemplo de reprodução assexuada é a fissão binária, processo de reprodução de organismos unicelulares que consiste na divisão de uma célula em duas por mitose[footnoteRef:2], cada uma com o mesmo genoma da “célula-mãe” (com o mesmo DNA ou material genético da "célula-mãe"). [2: Este conceito é explicado mais à frente] 
Também temos a transferência horizontal ou lateral de genes, onde se dá o movimento do material genético entre organismos sem se dar a reprodução ou envolver a produção de novos indivíduos. 
Ex: Na conjugação bacteriana, porções de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma recetora, a "fêmea". Isso acontece através dos pilli, que as bactérias "macho" possuem na sua superfície.
O fragmento de DNA transferido recombina-se com o cromossoma da bactéria "fêmea" (plasmídeo[footnoteRef:3]), produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular. [3: Elemento do DNA extracromossómico, em geral circular e com replicação autónoma] 
As células eucarióticas (ou eucariotas) são maiores que as células procarióticas, mais complexas (com muitos organelos e estruturas) e mais eficientes. Estas têm núcleo, onde se pode encontrar o material genético, DNA linear, e uma variedade de estruturas (organelos) no citoplasma. Cada organelo tem uma função específica na célula.
As células eucarióticas podem ainda ser divididas em dois tipos: animal e vegetal. Estas podem ser distinguidas acerca dos organelos que possuem/não possuem (ex. uma célula eucariótica vegetal tem parede celular e cloroplastos, a célula eucariótica animal não tem) ou, intuitivamente através do nome é possível concluir em que tipos de seres vivos estas estão presentes.
Célula eucariótica vegetal Célula eucariótica animal Célula procariótica
Os seres vivos podem ainda ser considerados unicelulares ou pluricelulares dependendo se são constituídos por apenas uma célula (ex. bactérias), ou por várias (ex. cão, girassol), e de autotróficos, caso produzam o seu próprio alimento (ex. plantas) ou heterotróficos caso não produzam o próprio alimento (ex. animais).
Biologia celular: Ramo da biologia que estuda a estrutura e função da célula, unidade básica da vida. O seu objetivo é conhecer os componentes e o funcionamento da célula.
Biologia molecular: Estudo da base molecular da estrutura e atividade biológica, incluindo as biomoléculas, síntese e modificação, mecanismos, interações e regulação.
Organelos/Organitos Celulares:
Cada organelo celular tem uma função específica na célula. A maior parte dos organelos são componentes funcionais rodeados de membranas, designando-se por organelos membranares.
Lisossomas:
O lisossoma é um organelo membranoso presente nas células eucariontes. A sua função é digerir (destruir) substâncias para a célula (são basicamente caixotes do lixo celular), processo que ocorre graças às inúmeras enzimas digestivas que contém.
Esta atividade enzimática é dependente do pH. O pH para que estas enzimas funcionem bem, é necessário que o pH do ambiente seja bastante ácido, o que auxilia nos processos de hidrólise/destruição dos compostos necessários.
Assim, se um lisossoma rebentar no interior da célula (o que é extremamente raro, devido à composição da sua membrana) as enzimas não digerem os componentes celulares, uma vez que, fora da membrana, o pH não é o ideal, logo não há risco para a célula. São bombas de protões na membrana dos lisossomas que mantêm o pH ácido.
Os lisossomas são estruturas esféricas delimitadas pela membrana formada por uma camada de lipoproteínas e é altamente glicolisada (processo que confere maior estabilidade à membrana). Estes organelos contêm muitas enzimas (ex. hidrolases, lípases, protéases) que lhes permitem degradar um grande número de substâncias. Há enzimas que digerem aminoácidos, ácidos nucleicos), lípidos, entre outros. Como essas enzimas funcionam em ambientes ácidos, a digestão ocorre dentro dos lisossomas.
No Complexo de Golgi são formadas vesículas que se soltam originando os lisossomas primários. Estes lisossomas ficam no citoplasma até que a célula realize endocitose (fagocitose ou pinocitose) e englobe alguma partícula externa. Nesseprocesso, a partícula é interiorizada dentro de uma vesícula, chamada endossoma, que se funde com o lisossoma primário formando o lisossoma secundário, que é uma espécie de vacúolo digestivo.
As doenças de armazenamento lisossómico é a designação coletiva de um conjunto de distúrbios metabólicos hereditários raros que resultam de defeitos na função dos lisossomas (ex. doença de Tay-Sachs e de Gaucher).
Peroxissomas:
Os peroxissomas são outros organelos que, no fundo, também participam na “limpeza” celular. As reações que ocorrem no seu interior são essencialmente de oxidação (destruir compostos com “ajuda”/recurso ao oxigénio).
1. Entra um produto na célula que necessita de ser degradado pelos peroxissomas;
2. Ocorre a oxidação (o que facilita a sua degradação);
3. A oxidação origina peróxido de hidrogénio que é depois decomposto em água, de modo a não ser prejudicial à célula.
4. O número de peroxissomas na célula é variável.
Importantes também na biossíntese de certos fosfoglicéridos abundantes na mielina dos axónios; críticos para o normal funcionamento do cérebro em mamíferos; presentes em níveis reduzidos em pessoas com doenças neurodegenerativas (ex. Alzheimer, Parkinson, etc.)
Contribuem também para o combate a agentes causadores de doenças, especialmente na resposta antiviral.
Ribossomas:
Os ribossomas são as estruturas responsáveis pelo processo de síntese proteica. Estão presentes em células procarióticas e eucarióticas, sendo encontrados em maior quantidade em células nas quais há uma intensa síntese de proteínas. Embora sejam bastante semelhantes, os ribossomas em células eucariontes são maiores do que os procariontes, são sintetizados no nucléolo e depois transferidos ao citoplasma.
Os ribossomas são estruturas celulares constituídas por RNAr (RNA ribossómico) e proteínas e são formados por duas subunidades, uma maior e uma menor. Essas subunidades encontram-se separadas, unindo-se apenas durante o processo de síntese proteica.
Vacúolos:
Os vacúolos, estruturas características da célula vegetal, são regiões da célula envolvidas por uma membrana única, chamada de tonoplasto. O vacúolo apresenta-se cheio de líquido celular. O líquido pode ser formado por uma diversidade de substâncias, sendo encontrados principalmente água, sais, açúcares e proteínas dissolvidas. No interior dos vacúolos também são encontrados cristais, que se formam graças ao acúmulo de algum composto que está em concentração elevada.
Complexo de Golgi[footnoteRef:4]: [4: Na imagem dos lisossomas está lá o Complexo de Golgi] 
O Complexo de Golgi ou Complexo Golgiense é um organelo das células eucariontes, composta por discos membranosos achatados e empilhados (cisternas), não possuindo ribossomas associados.
Cada conjunto de cisternas (nos seres humanos são entre 4 e 8) compõem o dictiossoma, que é a unidade do Complexo de Golgi. No caso dos mamíferos, dependendo dos tipos de células, podem existir entre 40 a 100 dictiossomas, conforme a necessidade de produção e alteração d proteínas das células.
As suas funções são modificar, armazenar e exportar proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso para o local onde devem ir e, além disso, origina os lisossomas.
Cada dictiossoma tem duas zonas com nomes diferentes:
· A região cis, mais próxima do núcleo- onde entram as vesículas que trazem proteínas para depois serem distribuídas para a célula;
· A região trans, mais próxima da membrana celular- por onde saem as vesículas de distribuição. Nesta zona, na 1º e 2º cisternas, existe um conjunto de enzimas, sobretudo, fosfatases[footnoteRef:5], que vão modificar as proteínas de acordo com as necessidades da célula. [5: Estes nomes estranhos que acabam em –ase ou –ases, são, na grande maioria dos casos, nomes de enzimas (ex. fosfatases, hidrolases, etc.)] 
Três tipos de vesículas formadas:
· Vesículas exocíticas: contêm biomoléculas para a libertação extracelular imediata (secreção/exocitose constitutiva);
· Vesículas secretoras: contêm biomoléculas para eventual libertação extracelular (secreção/exocitose regulada). Permanecem no citosol até receberem um sinal para libertarem os seus conteúdos fora da célula;
· Vesículas lisossomais: contêm biomoléculas destinadas a lisossomas.
Citoplasma:
Envolve tudo o que se encontra entre a membrana celular e o núcleo, incluindo o citosol, o citoesqueleto e os organelos.
Citosol:
Fluído que contém moléculas dissolvidas, os filamentos do citoesqueleto, os organelos em suspensão e é o local onde ocorre a maioria do metabolismo celular.
Retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL):
O retículo endoplasmático rugoso (RER) é formado por sacos achatados e contínuos, cujas membranas têm aspeto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomas – aderidos à sua superfície externa.
Já o retículo endoplasmático liso (REL) é formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomas aderidos, e, portanto, de superfície lisa.
Os dois tipos de retículo estão interligados e a transição entre eles é gradual. O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam sem se misturar com o citosol.
Uma importante função do REL é a produção de lípidos (ex. lecticina e colesterol) e esteroides (ex. androgénios, estrogénios, progestrogénios, etc.), participa também na desintoxicação do organismo, absorvendo substâncias tóxicas e armazenando substâncias.
O RER, graças à presença de ribossomas, é responsável por uma boa parte da produção de proteínas da célula, de enzimas lisossomais. É o local de origem de proteínas membranares integrais e de vesículas que controlam o reconhecimento e fusão destas com outras membranas. Produzem também a membrana do RE, para substituir a que é perdida na formação de vesículas de transporte.
Mitocôndria:
Dentro delas ocorre o processo de respiração celular, processo em que as moléculas orgânicas do alimento reagem com o oxigénio e produzem energia.
Núcleo:
Organelo onde se encontra a maioria do genoma da célula (património genético sob a forma de moléculas de DNA) encontra-se de limitado por uma membrana dupla, o invólucro nuclear.
Nucléolo:
Produção de ribossomas.
Cloroplastos:
Conferem às células vegetais a capacidade de produzirem o seu próprio alimento, através da fotossíntese - são, por isso autotróficas; possuem cor verde em função da presença da clorofila (um pigmento); possui no seu interior um líquido conhecido como estroma; possuem DNA, RNA e ribossomas e têm a capacidade de realizar o processo de sintetização de proteínas e de se multiplicarem.
Parede celular:
Estrutura resistente que envolve a célula e a membrana celular, que confere estrutura à célula e proteção contra agentes patogénicos externos.
Quadro síntese:
	Componentes celulares
	Função
	Procariótica
	Eucariótica
	
	
	
	Plantas
	Animais
	Parede Celular
	Proteção; estrutura de suporte
	Sim (algumas)
	Sim
	Não
	Membrana Celular
	Controlo de movimento de substâncias
	Sim
	Sim
	Sim
	Núcleo
	Contém o material genético
	Não
	Sim
	Sim
	Nucleoide
	Armazena o material genético
	Sim
	Não
	Não
	Mitocôndrias
	Respiração aeróbia
	Não
	Sim
	Sim
	Cloroplastos
	Fotossíntese
	Não
	Sim
	Não
	Vacúolo (s) vegetal
	Reserva de água e de outras substâncias
	Não
	Sim
	Não
	Citoplasma
	Contém várias substâncias
	Sim
	Sim
	Sim
	Ribossomas
	Síntese de proteínas
	Sim
	Sim
	Sim
	Retículo Endoplasmático
	Síntese de lípidos e proteínas; transporte
	Não
	Sim
	Sim
	Complexo de Golgi
	Transformação de proteínas e de lípidos
	Não
	Sim
	Sim
	Lisossomas
	Contêm enzimas digestivas
	Não
	Não
	Sim
Citoesqueleto:
O citoesqueleto é uma rede de fibras presente no citoplasma das células. Nas células eucarióticas, o citoesqueleto é constituído por microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários. Em células procarióticas, pode ser observada uma rede de fibras que se assemelha ao citoesqueleto das células eucarióticas.
A presença de proteínas estruturaisno citoesqueleto está associada, por exemplo, à manutenção da forma das células. Já a presença de proteínas motoras está associada aos diversos tipos de movimentos que ocorrem na célula.
O citoesqueleto é uma estrutura dinâmica, sendo mantido por interações fracas, o que permite que se decomponha em uma região da célula e reestruture-se em outra. Por serem constituídos por subunidades pequenas, o seu processo de associação e distribuição ocorre de maneira rápida.
O citoesqueleto apresenta inúmeras funções dentro da célula, tais como:
· Manutenção da forma da célula, principalmente em células que não apresentam parede celular (células animais);
· Suporte mecânico da célula;
· Manipulação da membrana, como na formação de vacúolos alimentares;
· Movimento da célula (movimento ameboide);
· Formação de cílios e flagelos;
· Formação do fuso acromático (mitose e meiose);
· Movimento de organelos e vesículas no interior da célula;
· Execução de contrações musculares pelo deslizamento de microfibrilhas (filamentos de miosina sobre os de actina) provocando a contração das células.
O citoesqueleto é formado por microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários:
· Microtúbulos: são constituídos por moléculas da proteína α e β tubulina e formam tubos longos e ocos. Os microtúbulos são estruturas dinâmicas, estando em constante montagem e desmontagem de sua estrutura.
· Filamentos de actina: também chamados de microfilamentos, são constituídos por actina[footnoteRef:6]. [6: Uma proteína] 
· Filamentos intermediários: são constituídos por mais de 50 tipos diferentes de proteínas, como a queratina e a desmina. Esses filamentos são menos dinâmicos que os outros e não são encontrados em todas as células eucarióticas.
Sistema endomembranar:
O retículo endoplasmático rugoso, liso e o complexo de Golgi fazem parte do Sistema Endomembranar (juntamente com o envelope nuclear, lisossomas e vesículas), sistema extenso e importante de membranas e compartimentos com membrana que caracterizam e ocupam uma parte significativa do volume da célula eucariótica. Todos estes componentes têm bicamada lipídicas com proteínas integradas.
Estes são os organelos mais conhecidos e aqueles que, de facto, têm um papel preponderante no funcionamento da célula. 
Formam uma unidade funcional, estando conectadas diretamente ou trocando material por transporte vesicular.
Estes organelos, para além de serem local de síntese de componentes celulares, são também, no fundo, a central de distribuição desses mesmos componentes celulares; São o centro organizacional, que vai “pegar” na mensagem que vem do núcleo e promover/assegurar todas as funções celulares.
Este circuito constituído por estes três organelos é responsável pela síntese de vários compostos, mas também pela modificação e transporte de proteínas. Portanto, o mRNA é lido pelos ribossomas e essas proteínas são depois modificadas, sendo deslocadas até ao local onde vão atuar[footnoteRef:7] (ex. proteínas da membrana plasmática têm de ser transportadas até à membrana). [7: Isto faz parte do processo de síntese proteica, o qual explico mais à frente] 
O RER, o REL e o Complexo de Golgi estão muito próximos do núcleo, aliás, muitas vezes a membrana externa do núcleo (o núcleo tem duas membranas, uma interior e uma exterior) está em continuidade com a membrana do RER. Assim, no fundo, o mRNA que sai do núcleo é logo captado pelos ribossomas que estão próximos, dando-se então a tradução da mensagem para uma proteína.
Como não existe continuidade membranar entre o RE e o Complexo de Golgi, vesículas de transporte com membrana transportam proteínas entre os dois organelos.
Biomoléculas- as moléculas da vida:
Nenhuma unidade viva é exatamente igual a outra ou exatamente igual a si própria em dois momentos diferentes. A própria célula é um sistema aberto em que entram constantemente substâncias novas e são eliminados, em simultâneo, produtos elaborados no interior da célula.
A maioria dos elementos químicos das células vivas ocorre em milhares de combinações, formando diversas biomoléculas, mas vamos apenas referir as principais:
· Água: intervém nas reações químicas, regula a temperatura, é um ótimo solvente e veículo para transportar substâncias;
· Hidratos de carbono (ou glícidos, açúcares): são conjuntos de monossacarídeos, unidade estrutural dos glícidos;
· Lípidos (ou ácidos gordos, gorduras): não se dissolvem em água;
· Prótidos (ou proteínas): conjunto de aminoácidos, unidade estrutural das proteínas, são as biomoléculas mais elaboradas e diversas, estruturalmente e funcionalmente;
· Ácidos nucleicos: conjuntos de nucleótidos, são as biomoléculas mais importantes do controlo celular, pois contêm a informação genética. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: DNA e RNA.
Prótidos- Polímeros[footnoteRef:8] de aminoácidos: [8: Conjunto] 
A palavra proteína, do grego proteios, significa “primeiro lugar”, que sugere a importância desta classe de moléculas. De todas as biomoléculas, estas são as mais elaboradas e as mais complexas, na sua estrutura e função. São conjuntos quaternários de carbono (C), oxigénio (O), hidrogénio (H) e nitrogénio/azoto (N), podendo conter outros elementos químicos.Ex. Aminoácido glicina
Quando duas ou mais aminoácidos se juntam, estes passam a ter o nome de péptidos, que podem ser dipéptidos (2 aminoácidos), tripéptidos (3 aminoácidos) ou polipéptidos (4 ou mais aminoácidos). Os aminoácidos ligam-se através de ligações peptídicas (linha preta na imagem abaixo).
Existem apenas 20 aminoácidos que compõem as proteínas, sendo 9 deles essenciais (obtemo-los principalmente através da alimentação, já que o nosso corpo não consegue produzir a quantidade necessária) e 11 não essenciais (o nosso organismo é capaz de os produzir em quantidades necessárias). Apesar de serem apenas 20 aminoácidos, as proteínas apresentam uma variabilidade muito grande, para a qual contribuem vários fatores como:
· Podem conter apenas alguns ou os 20 aminoácidos;
· O número de cada um dos aminoácidos é variável de acordo com o polipéptido;
· Cada polipéptido tem uma sequência específica de aminoácidos (ou seja, basta mudar um de lugar para que o polipéptido não seja o mesmo).
As proteínas são macromoléculas constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas e possuem uma estrutura tridimensional definida. As proteínas podem ser estudadas a quatro níveis: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária.
O enrolamento de proteínas, habitualmente designado por folding, é o processo através do qual as proteínas adquirem a sua conformação nativa, funcional (o folding acontece no retículo endoplasmático). A estrutura da proteína está relacionada com a sua função.
O correto e eficiente/rápido folding é auxiliado pela assistência de proteínas chaperonas, que previnem a formação de conformações incorretas.
 A estrutura primária de uma proteína é a sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica.
Existem dois tipos básicos (mas existem mais) principais de estruturas secundárias, ambos determinados pelas pontes de hidrogénio (ligações estabelecidas entre os hidrogénios e os oxigénios dos aminoácidos). Na estrutura secundária em α-hélice há enrolamento em hélice da cadeia polipeptídica. Encontra-se em muitos tipos de proteínas, como nas queratinas, que constituem o cabelo e as penas. A estrutura secundária em folha β-pregueada pode formar-se entre cadeias polipeptídicas separadas, como na seda da aranha, ou entre regiões de um mesmo polipéptido que se dobra sobre si mesmo. 
Na estrutura terciária, a cadeia com estrutura secundária enrola e dobra-se sobre si mesma, tornando-se globular (mais enovelada). 
Na estrutura quaternária, várias cadeias polipeptídicas globulares organizam-se e interagem.
As proteínas, quando submetidas a determinados agentes, como o calor excessivo, radiações ou variações do pH, podem perder a sua conformação normal, o que é sempre acompanhado pela perda da sua função biológica. Diz-se que houve desnaturação da proteína.
Membrana Plasmática:
As célulasestabelecem um intercâmbio constante de substâncias com o meio envolvente. A membrana plasmática ou membrana celular mantém a integridade da célula e constitui uma fronteira entre dois meios distintos, assegurando a troca de substâncias, de energia e de informação entre esses meios.
As membranas são, basicamente, complexos lipoproteicos. As proporções relativas de lípidos e de proteínas variam consoante o tipo de membrana, podendo existir diferenças significativas. Um grande número de membranas contém, ainda, glícidos.
Os lípidos das membranas são principalmente fosfolípidos, podendo existir também colesterol e glicolípidos. A membrana celular é, maioritariamente, formada por uma bicamada de fosfolípidos. Esta molécula é anfipática, ou seja, têm uma zona hidrofílica (que tem afinidade com a água- cabeça) e uma zona hidrofóbica (não tem afinidade com a água- cauda). É, assim, devido a dessa característica que estas moléculas se dispõem com as caudas para o centro da membrana e as cabeças estão voltadas para o meio intra e extracelular.
A cabeça dos fosfolípidos é um grupo fosfato e a cauda é feita de lípidos (gorduras), por isso é que as caudas são hidrofóbicas[footnoteRef:9] e as cabeças hidrofílicas. [9: Se se lembrarem que, ao misturar gorduras (ex. azeite) com água, estas não se misturam, ficando separadas uma da outra. É a mesma ideia do porquê que as caudas estão viradas para dentro e não para fora da membrana.] 
Uma vez identificados os fosfolípidos e as proteínas como os principais componentes moleculares da membrana, os cientistas passaram a investigar como é que estas substâncias estavam organizadas.
Segundo o modelo do mosaico fluído, a membrana biológica é uma estrutura dinâmica, fluida, cuja constituição base é uma bicamada de fosfolípidos (bicamada lipídica[footnoteRef:10]), sobre a qual se encontram distribuídas e inseridas moléculas proteicas. Na face externa da membrana encontram-se hidratos de carbono ligados, quer à cabeça hidrofílica dos fosfolípidos, quer às proteínas (glicoproteínas), que são importantes no reconhecimento de substâncias. O colesterol tem como função manter a fluidez da membrana (+ colesterol + rígida e – permeável é a membrana). [10: Os fosfolípidos são um tipo de lípidos, logo, dizer bicamada fosfolipídica ou bicamada lipídica é o mesmo.] 
A bicamada fosfolipídica tem um papel essencialmente estrutural. Os fosfolípidos dispõem-se nesta bicamada, de forma a que as cabeças polares (hidrofílicas) ocupem as duas superfícies (intra e extracelular) e as caudas (hidrofóbicas) fiquem orientadas umas para as outras. Os lípidos da bicamada são móveis, alterando com frequência a sua posição dentro de uma camada. Podem executar movimentos laterais ou movimentos flip-flop, em que saltam de uma camada para outra.
As proteínas, que fazem parte das biomembranas, podem estar ligadas à superfície da membrana - proteínas extrínsecas -, ou podem encontrar-se total ou parcialmente embebidas na bicamada - proteínas intrínsecas -, originando uma estrutura assimétrica. Estas proteínas podem, ainda, funcionar como enzimas, proteínas transportadoras de substâncias, proteínas recetoras de sinais do meio externo. 
As proteínas são parte de, ou interagem com, membranas biológicas. As proteínas membranares integrais são uma parte permanente da membrana celular.
As proteínas podem ser transmembranares (bitópicas, que atravessam a membrana apenas uma vez, ou politópicas, que atravessam a membrana mais de uma vez) ou monotópicas (que estão associadas apenas a um lado da membrana e não a atravessam). 
As proteínas membranares integrais incluem:
· Enzimas;
· Canais e transportadores de moléculas;
· Recetores de comunicação celular (ex. recetores de hormonas, neurotransmissores, etc.);
· Moléculas de adesão celular (moléculas que permitem a ligação entre as células).
As proteínas membranares periféricas estão transitoriamente associadas com a membrana celular:
· Enzimas;
· Mensageiros de comunicação celular (ex. hormonas);
· Reguladores e intermediários de processos que envolvem as proteínas integrais;
· Péptidos[footnoteRef:11] antimicrobianos (participam na resposta imunitária). [11: Péptidos são cadeias longas de proteínas] 
A membrana plasmática tem também canais iónicos (que permitem a passagem de iões) e canais de água, as aquaporinas.
Transporte de materiais através da membrana plasmática:
Em todas as células vivas, a membrana plasmática permite a entrada de substâncias de que as células necessitam e a saída de produtos resultantes da sua atividade. Uma das suas propriedades fundamentais é a permeabilidade seletiva, uma vez que facilita a passagem de certas substâncias e dificulta ou impede a passagem de outras.
Os mecanismos pelos quais ocorrem as trocas de materiais através da membrana celular são variados. Alguns são controlados apenas por processos físicos (gradiente de concentração[footnoteRef:12]) o noutros intervêm proteínas da membrana. [12: Alteração no valor de concentração de uma certa substância] 
No primeiro caso, o movimento transmembranar diz-se transporte não mediado. No segundo caso, em que intervêm proteínas específicas, o transporte é designado por transporte mediado.
Transporte não mediado:
Muitas substâncias atravessam a membrana plasmática, ocorrendo esse movimento a favor do gradiente de concentração, ou seja, do meio em que se encontram em maior concentração para o meio em que se encontram em menor concentração.
Quando o equilíbrio de concentrações é atingido (a concentração de determinada substância é igual no meio intra e extracelular), o movimento de partículas continua, mas a quantidade de partículas que passam num sentido é igual à quantidade de partículas que passam em sentido contrário, tratando-se, portanto, de um equilíbrio dinâmico (ou seja, que nunca cessa). É a agitação térmica das partículas que desencadeia a sua movimentação, designando-se esse movimento por difusão simples.
O movimento da água através de uma membrana seletivamente permeável é um caso particular de difusão simples e é designado de osmose. O mecanismo de osmose depende da quantidade de moléculas de água e das concentrações em solutos (partículas) de duas soluções separadas por uma membrana seletivamente permeável.
Ou seja, as moléculas de água deslocam-se de um meio em que há menos substâncias diluídas para um meio onde há mais substâncias, para diminuir a sua concentração e atingir o equilíbrio de concentrações[footnoteRef:13]. [13: Conceitos importantes: meio hipertónico (o meio está com uma grande concentração de uma certa substância), meio hipotónico (o meio está com uma baixa concentração de uma certa substância); meio isotónico (tanto o meio intra quanto o meio extracelular têm uma concentração igual/muito semelhantes de uma determinada substância)] 
Transporte mediado:
O movimento de algumas substâncias através da membrana celular verifica-se devido à intervenção de proteínas transportadoras específicas. Estão neste caso os processos de difusão facilitada e de transporte ativo.
Na difusão facilitada, tal como na difusão simples, o transporte de certas substâncias, como a glicose e os aminoácidos, ocorre a favor do gradiente de concentração, mas as partículas não se movimentam livremente, intervindo nesse transporte proteínas transportadoras da membrana. Essas proteínas são específicas e designam-se de permeases.
Admite-se que a difusão facilitada se efetua em várias etapas:
1. Ligação de uma molécula de soluto à permease;
2. Alteração da forma da proteína, o que permite a transferência dessa partícula através da membrana;
3. Retorno da permease à sua forma inicial.
A velocidade de transporte da substância aumenta com a concentração dessa substância, mas, quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados, a velocidade de transporte mantém-se constante, mesmo que aumente a concentração da substância no meio.
Admite-se que o mecanismo de difusão facilitada ocorre sem mobilização de energia pela célula. Por tal motivo, o processo de difusão facilitada,tal como o de difusão simples, é considerado um processo de transporte passivo.
O transporte ativo primário caracteriza-se por ser o transporte de uma substância através de uma membrana biológica contra o gradiente de concentração, ou seja, do local onde a sua concentração é mais baixa para o local onde a concentração é mais elevada, o que implica mobilização de energia celular (ATP).
Tal como na difusão facilitada, intervêm proteínas específicas da membrana (ATPases), pelo que também é um transporte mediado.
Um exemplo de um transportador do transporte ativo primário são as bombas sódio-potássio. A bomba liga-se com 3 iões sódio (NA+) no meio intracelular da membrana e liberta-o no meio extracelular da mesma. Aí, liga-se a 2 iões potássio (K+) e liberta-os no meio intracelular[footnoteRef:14]. A energia para que a bomba funcione vem do ATP (que, ao “ser utilizado”, se transforma em ADP e P, ficando sem energia[footnoteRef:15]). Esta bomba é muito importante para ajudar na manutenção do potencial de membrana das células. [14: A imagem apenas mostra a “troca” de um ião sódio com um ião potássio, mas o que acontece mesmo é com 3 iões sódio e 2 iões potássio.] [15: O ATP é uma molécula chamada adenosina trifosfática e que, ao se ligar a uma proteína, esta “cobra-lhe” um fosfato (P), ficando assim a sua ligação quebrada (catabolismo) - com libertação de energia para a proteína- de adenosina difosfática (ADP) mais a molécula de fósforo (P). Não se assustem se não entenderem esta explicação, por vezes explicar com mais detalhes ajuda quem não entendeu que ATP se transforma em ADP + P quando é utilizada.] 
O transporte ativo secundário não está diretamente dependente do ATP, sendo o seu movimento associado à diferença de concentração de iões provocada pelo transporte ativo primário (devido à bomba potássio-sódio). Assim, as bombas e os transportadores proteicos específicos para este transporte (contratransportadores), usam como fonte de energia a energia potencial armazenada num gradiente químico já existente. Existem dois tipos de transporte ativo secundário: o antiporte e o simporte.
O movimento de iões de sódio a favor do seu gradiente de concentração (da diferença de potencial) está associado ao transporte contra o gradiente de concentração de outras substâncias pelos contratransportadores. Por exemplo, na figura abaixo, o contratransportador leva os iões de sódio a favor do seu gradiente de concentração (da diferença de potencial), mas simultaneamente traz uma molécula de glicose (retângulo laranja) contra o seu gradiente de concentração, para dentro da célula. O contratransportador usa a energia da diferença de potencial do sódio, para ser capaz de transportar as moléculas de glicose.
No simporte, duas ou mais substâncias diferentes vão-se ligar a um contratransportador que as vai libertar na mesma direção, ou seja, vão as duas de um mesmo meio para um outro meio (ex. uma molécula de sódio e uma de glicose que estão no meio extracelular ligam-se a um contratransportador que as leva as duas para o meio intracelular).
No antiporte, duas ou mais substâncias ligam-se a um contratransportador, cada um numa ponta, que as vai libertar em direções opostas (ex. uma molécula de sódio que está no meio extracelular e uma molécula de cálcio que está no meio intracelular ligam-se a um contratransportador que as leva para os meios postos, ou seja, o sódio vai para dentro da célula e o cálcio para fora).
O transporte ativo permite que as células mantenham constante a concentração de certas substâncias no citosol, apesar de as suas concentrações serem diferentes em relação ao meio extracelular. Permite, também, eliminar substâncias mesmo quando se encontram em concentrações muito inferiores à do meio e ainda captar do meio substâncias mesmo que a sua concentração seja baixa.
Constituição do DNA:
Cada organismo possui um património genético que o torna único. O seu DNA, molécula biológica universal, é o suporte molecular da informação genética que coordena todas as atividades celulares e que é transmitida a todas as células-filhas no decurso do desenvolvimento.
O DNA é composto por duas fitas e o RNA por uma, sendo cada fita constituída por uma cadeia de nucleótidos. Existem 5 nucleótidos: Timina (T), Citosina (C), Adenina (A), Guanina (G) e Uracilo (U). O DNA é composto por T,C,A,G e o RNA é constituído por C,A,G,U. No caso do DNA as duas fitas são ligadas entre si através da complementaridade de nucleótidos. 
Timina “encaixa” com adenina e citosina “encaixa” com guanina.
Síntese Proteica:
Numa célula, a informação para a sequência de aminoácidos de cada proteína está contida nos genes[footnoteRef:16]. A origem dos nucleótidos de um gene determina a ordem dos aminoácidos numa proteína. Ou seja, a síntese proteica inicia-se no DNA, onde uma sequência de genes é responsável por iniciar a formação de proteínas específicas (diferentes conjuntos de genes diferentes proteínas). [16: Genes são pequenos segmentos de DNA. O DNA é composto por diversas sequências de genes] 
Embora a sequência de bases no DNA (A,T,C,G) determine a sequência de aminoácidos na proteína, as células não utilizam diretamente a informação contida no DNA. É o ácido ribonucleico (RNA) que estabelece a transferência de informação.
Pesquisas de biologia molecular revelaram que a célula utiliza moléculas de RNA formadas no núcleo que migram para o citoplasma, transportando a mensagem que estava contida num gene. Esse RNA funciona como mensageiro, RNA mensageiro (mRNA), entre o DNA e os ribossomas, componentes celulares que fazem a leitura da mensagem para a síntese de proteínas. Os ribossomas podem encontrar-se livres no citoplasma ou estarem associados a membranas do retículo endoplasmático.
Um ribossoma é constituído por duas subunidades de tamanhos diferentes em cuja constituição entram proteínas e um tipo de RNA chamado RNA ribossómico (rRNA). É nos ribossomas que é lida a mensagem contida no RNA mensageiro.
Legenda: DNA arquiva a informação; RNA é a cópia da informação; A informação é usada para fabricar proteínas
Resumindo: A informação contida no DNA, sob a forma de uma sequência de nucleótidos é copiada para o RNA mensageiro, sendo posteriormente descodificada e traduzida ao nível dos ribossomas numa sequência de aminoácidos que constituem uma determinada proteína.
Mecanismo da síntese de proteínas:
Existem duas grandes etapas na síntese proteica:
· Transcrição da mensagem genética: a informação contida em cada gene é copiada para o RNA;
· Tradução da mensagem genética: a informação contida nas moléculas de mRNA é traduzida em sequências de aminoácidos.
Transcrição:
Nos sistemas vivos, a primeira etapa da transferência da informação genética corresponde à síntese de RNA mensageiro a partir de uma cadeia de DNA que lhe serve de molde. Ou seja, uma zona da fita dupla de DNA separa-se ao meio, a uma dessas fitas agora separadas, vai-se “colar” uma fita de mRNA que vai copiar a porção da fita à qual se “colou”.
Chama-se transcrição do DNA porque a informação do DNA porque a informação de uma parte deste é transcrita para um mRNA. Ao efetuar-se a transcrição, só uma das cadeias (fitas) de DNA é utilizada como molde.
Nas células eucarióticas, a transcrição realiza-se no núcleo e os produtos primários desta transcrição, RNA percursor ou pré-mRNA (nome dado ao RNA que transcreveu a porção de DNA), experimentam, posteriormente, processamento, que é um conjunto de transformações, variáveis conforme o tipo de RNA, que conduzem à formação de um RNA funcional, também chamado de mRNA maturo. 
Nos eucariontes, cada gene de DNA contém sequências de nucleótidos que não codificam informação (que não servem para produzir aminoácidos), chamados intrões, intercalados com sequências que codificam, designadas exões. A transcrição de um segmento de DNA forma um pré-mRNA. No processamento deste RNA, por ação de enzimas, são retirados os intrões, havendo, posteriormente, a união dos exões. Estas transformações conduzem à formação de RNA mensageiromaturo que, posteriormente, migra do núcleo para o citoplasma, fixando-se nos ribossomas.
Tradução:
Neste processo, a informação genética contida no mRNA é traduzida numa sequência de aminoácidos (polipéptido), havendo intervenção de vários componentes.
	Intervenientes
	Funções
	RNA mensageiro
	Contém a informação para a síntese de proteínas
	Aminoácidos
	Moléculas básicas para a construção de proteínas
	RNA de transferência (tRNA)
	Transfere os aminoácidos para os ribossomas
	Ribossomas
	Sistemas de leitura onde ocorre a tradução
	Enzimas
	Catalisam (iniciam) as reações
	ATP
	Transferem energia para o sistema
É nos ribossomas que se efetua a tradução da mensagem contida no RNA mensageiro que especifica a sequência de aminoácidos na sequência. O RNA de transferência (tRNA) funciona como “intérprete” dessa mensagem. Ele seleciona e transfere os aminoácidos para os locais de síntese, os ribossomas. Cada tRNA tem numa zona especial três nucleótidos, o anticodão, que é complementar a um dos codões do mRNA[footnoteRef:17]. [17: Um codão é um conjunto de 3 nucleótidos no mRNA. Um mRNA tem vários codões. Cada codão consegue juntar-se a um anticodão (que é também um conjunto de 3 nucleótidos) por complementaridade: a Adenina liga-se ao Uracilo, e a Citosina liga-se à Guanina.] 
Estas ligações codão-anticodão implicam transferências de energia e são catalisadas pro enzimas .
Etapas da tradução:
· Iniciação: A subunidade pequena do ribossoma liga-se ao mRNA na região de AUG, o codão de iniciação (é sempre o mesmo para todas as proteínas). O tRNA, que transporta o aminoácido metionina (met), liga-se ao codão de iniciação- A subunidade grande do ribossoma liga-se à subunidade pequena. O ribossoma encontra-se agora funcional e pronto para traduzir o mRNA numa sequência de aminoácidos;
· Alongamento: O anticodão de um novo tRNA, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade (AAA liga-se a UUU). Seguidamente, estabelece-se uma primeira ligação peptídica entre o aminoácido que este segundo tRNA transporta e a metionina (Met liga-se a Phe). O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do mRNA. Continua a tradução dos sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da proteína. 
Ou seja, quando os aminoácidos se ligam, Met desconecta-se do seu tRNA, ficando apenas conectado ao aminoácido Phe. De seguida, o ribossoma desloca-se de modo a que o tRNA do Phe passe do sítio A para o sítio P; o sítio A fica vazio e é ocupado por outro tRNA que tem um anticodão complementar com o codão GGA.
· Finalização: Quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA, UAG ou UGA), termina a síntese. A cadeia polipeptídica destaca-se do tRNA à qual estava ligada. A subunidade maior e menor do ribossoma também se destacam e podem, agora, ir fazer a tradução de um outro mRNA.
Pode estar mais que um ribossoma a fazer a tradução de um mRNA. Os polirribossomas dizem respeito a um conjunto de ribossomas ligados a uma única molécula de mRNA. Este conjunto de ribossomas possibilitam a formação rápida de um conjunto de proteínas iguais, a partir de uma única molécula de mRNA. Assim, ainda um ribossoma não terminou a síntese da proteína e já muitos ribossomas se ligaram à mRNA para realizar mais traduções.
Os polipéptidos recém-sintetizados são reconhecidos por recetores nas membranas dos “destinos” a que estão “endereçados”.
Translocação co-traducional (translocação durante o processo de tradução) e pós-traducional:
Certas células de mamíferos começam a importação de proteínas para o retículo endoplasmático antes da síntese completa da cadeia polipeptídica- isto é, a importação é um processo co-traducional. A tradução pausa enquanto o complexo ribossoma-proteína é transferido até um recetor da SRP na membrana do RE, onde é identificado o péptido-sinal (os primeiros 5-30 aminoácidos produzidos pelo mRNA) e ancorado/integrado.
A proteína em síntese é então inserida num translocão, um canal proteico membranar do retículo, e a tradução inicia-se com a libertação do SRP[footnoteRef:18] do ribossoma. [18: Proteína do RNA] 
No transporte co-traducional, o ribossoma que está a sintetizar a proteína está diretamente ligado à membrana do retículo endoplasmático, permitindo que uma ponta da proteína seja translocada (transportada) para o retículo enquanto o resto da cadeia polipeptídica está a ser sintetizada (as proteínas são sintetizadas e incluídas simultaneamente no interior de um organelo- retículo endoplasmático rugoso- com o qual os ribossomas estão em contacto e depois as movimenta).
Em contraste, a importação de proteínas nas mitocôndrias, nos cloroplastos, no núcleo e nos peroxissomas é um processo pós-traducional (a proteína é sintetizada totalmente no citosol, em ribossomas e, após a transcrição estar completa, dá-se o seu transporte).
Nas proteínas cujos destinos finais são o complexo de Golgi, lisossomas e a superfície celular são transportadas através de pequenas vesículas e que transportam a proteína no seu interior. A libertação de proteínas ocorre por fusão da vesícula com o compartimento alvo (o seu destino final).
Classificação dos seres vivos:
Ao longo do desenvolvimento científico, vários estudiosos buscaram classificar os seres vivos de acordo com suas características comuns ou com o grau evolutivo estabelecido a partir das ideias evolutivas darwinianas.
Através da classificação dos seres vivos, é possível conhecer e analisar a biodiversidade do planeta, esquematizar os graus de parentesco evolutivo entre indivíduos e até estabelecer modelos matemáticos que demonstrem o momento da evolução em que o ambiente e seus organismos foram submetidos aos processos adaptativos.
O sistema de classificação dos seres vivos não obedece a critérios rigidamente formais, sendo um sistema que se rege por um conjunto de regras predominantemente unificadas, mas que, dada a grandeza da quantidade de seres vivos existentes no planeta, são adaptadas de acordo com o modelo de estudo e com o ramo da biologia em que essa classificação se fez necessária.
Sendo assim, não podemos afirmar que existe um modelo de classificação de seres vivos universal.
O sistema mais antigo de classificação foi proposto por Aristóteles ainda na Idade Clássica e dividia os seres vivos em plantas e animais. Os animais eram subdivididos de acordo com o meio em que se moviam (água, ar ou terra). Esse primeiro modelo de classificação inspirou todos os demais sistemas de classificação, inclusive o atual.
Com a descoberta de novas terras, novas espécies de seres vivos eram encontradas e o sistema aristotélico acabava formando grupos extensos de organismos. Ao agrupar todas as plantas em um mesmo grupo, não eram considerados outros fatores de diferenciação, como a formação de flores, o modelo de caule, entre outras coisas.
Os avanços científicos, principalmente no campo da microscopia, permitiram a descoberta de organismos que não se classificavam no sistema proposto. Esses novos organismos ou eram adicionados em grupos que não apresentavam características similares, como os protozoários colocados nos grupos animais e os fungos adicionados no grupo das plantas.
No século XVIII, Carolus Linnaeus propôs uma forma hierárquica de classificação dos seres vivos. Nesse livro, ele estipula dois reinos: vegetal e animal, e agrupa todos os seres vivos em sete categorias: Espécie, Género, Família, Ordem, Classe, Subfilo, Filo e Reino.
Além disso, no sistema de classificação de Lineu, é estipulado que o nome de cada espécie deve ser curto, único em cada gênero, binominal e permanente.
Wittaker, em 1969, propôs um sistema de classificação em cinco reinos, no qual os fungos passam a constituir um reino independente. Este sistema de classificação em cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia.
Em 1977, com os avanços científicos, foi possível, através de análises moleculares, estabelecer outras similaridades entre os organismos. Dessa forma, C. Woese propôs a formação de três domínios queficariam acima da categoria de Reino: Domínio Bacteria, Archaea e Domínio Eukarya.
Pelo final do século XX, Thomas Cavalier-Smith, após um intenso estudo com protistas, criou um novo modelo com seis reinos. Bacteria e Archaea foram postas no mesmo reino, chamado Bacteria. Protistas foram divididos em dois reinos: Chromista e Protozoa.
Protistas: Organismos eucarióticos que não são animais, plantas ou fungos. Não são um grupo natural pois alguns são mais próximos de plantas (chromistas), outros de animais (protozoários).
Este é um grupo artificial, mas conveniente (servia para arrumar os “restos” que não pertenciam a nenhum grupo específico), incluindo eucariontes unicelulares ou unicelulares coloniais (seres vivos que se agregam e estabelecem ligações estruturais entre si).
Reino Chromista: Os organismos desse Reino são eucariontes, possuem flagelos, podendo ser pluricelulares ou unicelulares.
Os seres deste reino podem ser autotróficos, heterotróficos e outras são fotossintetizantes. Estas últimas adquirem os cloroplastos por endossimbiose (relação em que um dos organismos vive no interior do corpo do outro sem prejudica-lo) com algas vermelhas.
Exemplos de:
· Protozoários: Amoeba, Euglena;
· Chromistas: Diatomácias, Plasmodium, Paramécia.
Endocitose e Exocitose:
As células podem transferir para o seu interior ou libertar para o exterior moléculas como proteínas ou conjuntos de partículas que já não têm interesse nutritivo ou energético para as células.
O transporte deste tipo de material para o interior da célula é designado por endocitose. Quando o transporte se verifica do interior da célula para o meio envolvente chama-se exocitose.
Os seres pluricelulares podem secretar proteínas por exocitose de maneira constitutiva ou regulada. A via secretora constitutiva opera em todas as células unicelulares, sendo caracterizada por um contínuo transporte vesicular do complexo de Golgi para a membrana plasmática.
Nas vias reguladas, as moléculas são armazenadas tanto em vesículas secretoras como em vesículas sinápticas, as quais não se fundem na membrana para libertar o seu conteúdo sem que recebam um sinal para tal.
Conhecem-se vários tipos de endocitose, a fagocitose (entrada de sólidos por pseupódes[footnoteRef:19]) e a pinocitose (entrada de líquidos). [19: A célula cria uma espécie de “braços” para rodearem a partícula sólida e, assim, fazerem uma vesícula (cápsula) que fica dentro da célula.] 
A fagocitose está associada ao processo de digestão em muitos seres vivos unicelulares e ainda à atividade de células do sistema imunitário de muitos animais (os glóbulos brancos utilizam este método para destruírem as partículas patogénicas[footnoteRef:20] no seu interior). [20: Patogénico = que causa doenças] 
A autofagocitose é definida como o processo de a captação e a degeneração intracelular de organelos lesados ou desgastados.
O Plasmodium:
A malária é uma infeção causada por parasitas do género Plasmodium, transmitida na natureza pela picada de mosquitos infetados do género Anopheles. Entretanto, a doença pode ser adquirida por transfusão sanguínea, por uso compartilhado de agulhas contaminadas ou por via congénita no momento do parto.
Ciclo de vida do Plasmodium[footnoteRef:21]: [21: Não se assustem, o ciclo de vida do plasmodium é basicamente impossível de sair em exame, é demasiado complexo para isso. No entanto, é um exemplo bastante conhecido.] 
1. O ciclo de vida do parasita da malária envolve 2 hospedeiros. Ao se alimentar de sangue, a fêmea do mosquito Anopheles infetada pelos plasmódios difunde os esporozoítos no hospedeiro humano.
2. Os esporozoítos infetam as células do fígado.
3. Lá, os esporozoítos amadurecem para esquizontes.
4. Os esquizontes rompem-se, libertando merozoitos.
5. Os merozoitos infetam os eritrócitos (glóbulos vermelhos). Então, o parasita multiplica-se assexuadamente. Os merozoitos se desenvolvem em trofozoítos em estágio de anel. Alguns, então, amadurecem para esquizontes.
6. Os esquizontes rompem-se, libertando merozoitos.
7. Alguns trofozoítos diferenciam-se (tornam-se) em gametócitos (células sexuais).
8. Ao se alimentar de sangue, um mosquito Anopheles ingere os gametócitos masculinos (microgametócitos) e femininos (macrogametócitos).
9. No estômago do mosquito, os microgâmetas penetram nos macrogametas, produzindo zigotos.
10. Os zigotos tornam-se móveis e alongados, evoluindo para oocinetes.
11. Os oocinetes invadem a parede do intestino médio do mosquito, onde se desenvolvem em oocistos.
12. Os oocistos crescem, rompem-se e libertam esporozoítos, os quais se deslocam para as glândulas salivares do mosquito. A difusão dos esporozoítos num novo hospedeiro humano perpetua o ciclo de vida da malária.
Vírus:
Os vírus são seres acelulares (ou seja, não são uma célula). Possuem um património genético constituído por DNA (ex. vírus da hepatite B, herpes) ou por RNA[footnoteRef:22] (ex. HIV, hepatite A), estando este rodeado por uma camada proteica que se chama de cápside. [22: A grande diferença entre o DNA e o RNA é de que o DNA armazena informação genética, controla a atividade celular e produz RNA. O RNA sintetiza (produz) proteínas e transfere a informação do DNA até ao local de síntese da proteína. (Acredito que isto não seja necessário saber, mas pronto, fica explicado).] 
São capazes de infetar todas as formas de vida e são o tipo de entidade biológica mais abundante na terra. Em geral, são demasiado pequenos para serem vistos num microscópio ótico.
Os vírus são incapazes de se reproduzirem e de realizarem as suas atividades metabólicas de forma autónoma. Assim, são parasitas intracelulares obrigatórios, ou seja, para se replicarem ou realizarem as atividades metabólicas necessitam, obrigatoriamente, de penetrarem numa célula, utilizando os organelos e substâncias da mesma. Não são consideradas entidades vivas, mas sim agentes de evolução.
De acordo com os conhecimentos atuais, a reprodução dos vírus só ocorre dentro de células vivas por eles parasitadas. Estas células hospedeiras podem ser eucarióticas ou procarióticas.
Os vírus utilizam organelos, enzimas e reservas bioquímicas das células hospedeiras para a produção de proteínas e ácidos nucleicos virais, formando-se centenas de milhar de novos vírus, que podem levar à destruição da célula.
O virião é a partícula viral funcional fora da célula hospedeira, ou seja, se esta partícula estiver fora da célula chama-se virião, a partir do momento em que entra na célula hospedeira é chamada de vírus. 
A replicação (multiplicação) do DNA viral ocorre dentro do núcleo da célula hospedeira. A replicação do DNA leva à formação de proteínas que, neste caso, são proteínas virais (com o vírus). Estas proteínas vão formar uma nova cápside, envolver um DNA viral e sair pela membrana plasmática, infetando novas células.
No entanto, se o vírus for de RNA, o processo de reprodução é um pouco diferente:
Os vírus de RNA, ao entrar numa célula hospedeira vai penetrar no núcleo, onde vai encontrar uma enzima chamada transcriptase reversa. Esta enzima vai-se ligar ao RNA e vai fazer com que os nucleótidos soltos no citoplasma se liguem à fita de RNA, formando, assim uma fita dupla de DNA.
Com a formação deste novo DNA, a fita de RNA é degradada. Assim, à fita de DNA vai-se juntar uma outra enzima que vai fazer o mesmo que a transcriptase reversa, tornar aquela cadeia única de DNA em duas, que é a sua forma original. Assim, formou-se uma molécula de DNA viral. Quando esta célula se replicar, o material genético (viral e não viral) vai ser replicado também, criando células virais.
Metabolismo celular:
Nas células de todos os seres vivos ocorrem numerosas reações químicas a partir dos materiais que a elas chegam, reações essas acompanhadas por transferências acompanhadas por transferências de energia (reações químicas gastam/produzem energia para as células realizarem as suas funções). O conjunto de todas as reações celulares constitui o metabolismo celular.
O metabolismo celular compreende séries ordenadas dereações químicas que ocorrem nas células, podendo considerar-se dois processos:
· Anabolismo: conjunto de reações químicas que conduzem à biossíntese de moléculas complexas a partir de moléculas mais simples. As moléculas sintetizadas são mais ricas sob o ponto de vista energético do que as moléculas que lhe deram origem (ex. formar proteínas a partir de aminoácidos);
· Catabolismo: conjunto de reações de degradação de moléculas mais simples. Os produtos são mais pobres em energia do que os reagentes (ex. “partir” proteínas e obter aminoácidos).
Enzimas:
A vida dos microrganismos depende de um conjunto de reações que, de forma ordenada, ocorrem a cada instante nas células e constituem o metabolismo celular.
Muitas reações podem ser aceleradas pelo fornecimento de uma certa quantidade de energia ao sistema. A energia que é necessário fornecer ao sistema para se iniciar uma reação química é designada por energia de ativação.
Nas condições de temperatura e de pressão no meio celular, as moléculas orgânicas são muito estáveis e, portanto, dificilmente reagiriam se não estivessem presentes as numerosas moléculas enzimáticas (um tipo de proteínas) que catalisam (iniciam) as diferentes reações químicas caracterizadas em cada momento num ser vivo[footnoteRef:23]. [23: Nota: as células, para “funcionarem”, precisam de estar num certo desequilíbrio. Se uma célula estiver em equilíbrio, não vai estar a “trabalhar”, e é por isso que precisamos de certos tipos de moléculas que alterem o estado de “repouso” da célula para que esta continue a trabalhar, a produzir substâncias, energia, etc.] 
As enzimas (biocatalisadores ou catalisadores biológicos) são substâncias orgânicas que catalisam reações bioquímicas, controlando a sua velocidade.
Em termos gerais, os catalisadores caracterizam-se por:
· Baixarem a energia de ativação necessária para que ocorram as reações químicas que catalisam;
· Não são destruídas pelo efeito da reação, ou seja, podem participar na ativação de várias reações químicas antes de serem destruídas.Com a presença de uma ou mais enzimas, a célula não precisa de gastar tanta energia para manter as funções do seu metabolismo. Podendo, assim, utilizar essa energia para outras funções
Nos organismos vivos, as reações não ocorrem ao acaso, fazem geralmente parte de uma via metabólica, ou seja, de uma série de reações químicas ordenadas que ocorrem com intervenção de uma cadeia enzimática, que se inicia com um reagente particular (substrato) e termina num produto final.
Numa via metabólica, o produto intermédio (substrato intermédio) serve de substrato à reação seguinte, até à formação do produto final. O não funcionamento de uma enzima da cadeia enzimática conduz à acumulação de um dos produtos intermediários, não se formando os produtos seguintes.
Estrutura das enzimas:
A configuração espacial de uma enzima determina a existência de uma pequena zona designada de centro ativo, que é complementar da configuração espacial do substrato no todo ou em parte (o contro ativo é a zona da enzima que vai “encaixar” com o substrato). As enzimas, em regra têm maiores dimensões que os substratos sobre os quais atuam.
Na interação enzima-substrato observa-se, inicialmente, uma grande concentração de substrato relativamente à enzima livre (enzima sem substrato). As moléculas do substrato vão ligar-se às moléculas enzimáticas, formando-se complexos enzima-substrato (ES). Assim, enquanto as concentrações de substrato (S) e de enzima livre (E) diminuem, a concentração de complexo enzima-substrato vai aumentando. À medida que as moléculas enzimáticas catalisam a reação, vão-se constituindo moléculas de produto (P), verificando-se, então, que a sua concentração no meio (dentro da célula) vai aumentando.
As enzimas têm também um papel muito importante na replicação do DNA. Quando as células se multiplicam é necessário replicar também o DNA, para que todas as células continuem com a mesma quantidade de informação genética. As enzimas vão permitir com que se façam cópias de ambas as fitas do DNA.
No entanto estas também têm um papel muito importante na síntese de proteínas. Para formar proteínas é preciso passar por todo um processo complexo nas células, no entanto, esse processo começa com uma enzima que se fixa sobre uma determinada parte do DNA e desliza ao longo dela, separando as duas fitas. A partir daí uma das fitas vai ser copiada (fita a azul claro na imagem acima) e essa fita vai passar por um processo que vai conduzir à síntese de proteínas.[footnoteRef:24] [24: Não acredito que seja necessário perceber este mecanismo de síntese de proteínas, por isso, por enquanto, isto basta. É só mesmo para demonstrar que as enzimas estão em todo o lado e participam em processos importantes.] 
Ciclo Celular:
De acordo com a Teoria Celular, as células, para além de serem unidades básicas da vida, asseguram a continuidade dessa mesma vida, na medida em que se dividem e originam novas células.
Quando as células se dividem, cada célula origina, em regra, duas células-filhas que são geneticamente iguais à célula-mãe (ou seja, têm o mesmo material genético que a mãe). As células-filhas, por sua vez, podem tornar-se células-mães de uma outra geração celular.
Esta extraordinária capacidade de as células se dividirem é a base do crescimento dos seres vivos, da reconstituição de células, de tecidos e da reprodução.
Estrutura dos cromossomas das células eucarióticas:
Nos eucariontes, as moléculas de DNA estão, como se sabe, no núcleo das células, associadas a proteínas (essas proteínas têm o nome de histonas e servem para permitir que o DNA tenha a forma de hélice), constituindo estruturas filamentosas complexas, os cromossomas. Os cromossomas podem apresentar-se ao longo da vida das células de forma distendida ou condensada (ou seja, os cromossomas podem estar mais ou menos “enrolados”).
Em alguns períodos da vida celular, cada cromossoma é formado apenas por uma única molécula de DNA associada a proteínas, sendo, assim, constituído um cromatídio. Noutros períodos, contudo o DNA duplica e o cromossoma fica constituído por dois cromatídios, isto é, duas moléculas de DNA associadas a proteínas. Os dois cromatídios encontram-se ligados por uma estrutura chamada centrómero.
Fases do ciclo celular:
A principal característica da vida celular é a sua natureza cíclica. De um modo geral, as células crescem, aumentam o seu conteúdo e depois dividem-se.
O conjunto de transformações que decorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que ela própria, por divisão, origina duas células-filhas constitui um processo dinâmico e contínuo a que se chama ciclo celular.
Baseando-se na atividade das células que é possível ver ao microscópio ótico, num ciclo celular consideram-se duas fases: Interfase e fase mitótica (fase M) ou período da divisão celular.
A interfase é um período de intensa atividade biossintética. Durante esta fase, verifica-se o crescimento e a duplicação do conteúdo celular, nomeadamente da componente cromossómica.
Os centríolos são estruturas cilíndricas constituídas por microtúbulos altamente organizados.
A fase mitótica corresponde a uma etapa final, e visível ao microscópio, em que se dá a separação das unidades moleculares previamente duplicadas.
Interfase:
Na interfase, os cromossomas encontram-se distendidos. A replicação do DNA de uma célula ocorre durante uma parte limitada da interfase, denominada período S ou de síntese.
· Fase G1: corresponde ao período que decorre entre o fim da mitose e o início da síntese de DNA. Caracteriza-se por uma intensa atividade biossintética, nomeadamente de proteínas estruturais, enzimas e RNA, havendo ainda a formação de organelos celulares e, consequentemente, um notório crescimento da célula;
· Fase S: ocorre a autorreplicação de cada uma das moléculas de DNA (passamos a ter duas moléculas de DNA iguais, ou seja, dois cromossomas[footnoteRef:25]). A partir desse momento, cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios (no total estamos com 4cromatídios) ligados pelo centrómero (1 centrómero para cada 2 cromatídios). Nas células animais, fora do núcleo, dá-se ainda a duplicação dos centríolos (agora temos 2 centríolos); [25: O Ser Humano é caracterizado por ter 23 pares de cromossomas, cada cromossoma é formado por duas moléculas de DNA, ou seja, efetivamente o que vai acontecer é que vamos passar de 23 pares de cromossomas para 46 pares (de 46 moléculas de DNA para 92 moléculas) nunca se esqueçam disso! Eu neste caso apenas falo em 1 molécula de DNA para simplificar todo o processo, mas na verdade (e realidade) vão ser sempre 46 moléculas.] 
· Fase G2: decorre entre o final da síntese de DNA e o início da mitose. Neste período dá-se, principalmente, a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular (ex. proteínas).
Fase mitótica:
Embora a fase mitótica possa variar de um organismo para o outro em pormenores, na maior parte das células eucarióticas o processo geral é semelhante. Na fase mitótica podem-se considerar duas etapas: mitose ou cariocinese (divisão do núcleo) e citocinese (divisão física do citoplasma).
· Mitose: diz respeito ao conjunto de transformações durante as quais o núcleo das células eucarióticas se divide. Embora a mitose seja um processo contínuo, nela distinguem-se quatro estádios:
· Prófase: 
· Os cromossomas condensam-se, tornando-se cada vez mais grossos e mais curtos;
· Cada cromossoma é constituído por dois cromatídios e um centrómero;
· Os dois pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos (vai cada um para um polo da célula), formando entre eles o fuso acromático, constituído por um sistema de microtúbulos (ou seja, entre eles estabelecem uma rede de microtúbulos);
· Quando os centríolos atingem os polos, a membrana nuclear desorganiza-se e os nucléolos desaparecem.
· Metáfase:
· Os cromossomas atingem o seu máximo de encurtamento;
· Os pares de centríolos estão nos polos da célula;
· O fuso acromático completa o seu desenvolvimento, notando-se que alguns microtúbulos se ligam a cromossomas;
· Os cromossomas dispõem-se na placa equatorial (no centro da célula, à mesma distância de cada um dos polos), estando prontos para se dividirem.
· Anáfase:
· Dá-se a clivagem de cada um dos centrómeros, separando-se os cromatídios, que passam a constituir dois cromossomas independentes;
· Os microtúbulos ligados aos cromossomas encurtam-se e estes começam-se a afastar para polos opostos: ascensão polar dos cromossomas-filhos;
· No final da anáfase, os dois polos da célula têm conjuntos completos e equivalentes de cromossomas, ou seja, de DNA.
· Telófase:
· A membrana nuclear reorganiza-se à volta dos cromossomas de cada célula filha;
· Os nucléolos reaparecem;
· Dissolve-se o fuso acromático;
· Os cromossomas descondensam-se e alongam-se;
· A célula fica constituída por dois núcleos, terminando assim a mitose.
Citocinese:
Em regra, nos dois últimos estádios da mitose, forma-se na zona do plano equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos (actina e miosina). Estes contraem-se e puxam a membrana para dentro (sulco de clivagem), estrangulando o citoplasma até se separarem em duas células-filhas.
A fase mitótica das células vegetais segue o modelo geral das células animais. Existem, contudo, algumas diferenças na citocinese.
Nas células vegetais, a parede celular rígida não permite a divisão por estrangulamento. Neste caso, as vesículas derivadas do complexo de golgi alinham-se na região equatorial e fundem-se para formar uma estrutura plana. Nesta estrutura, as membranas das vesículas originam as membranas plasmáticas das células filhas e o conteúdo das vesículas possuí os percursores da parede celular.
Fecundação e Meiose:
A reprodução sexuada implica que ocorra a fusão de dois gâmetas, o gâmeta feminino e o gâmeta masculino, ou seja, é necessário que se verifique a fecundação. A célula resultante, o ovo ou zigoto, tem, desse modo, um conjunto de cromossomas que provêm de cada um dos gâmetas, havendo cromossomas de origem materna e paterna. Cada par de cromossomas, um da mãe e outro do pai, são chamados cromossomas homólogos. Todas as células, como ovo, cujos núcleos possuem cromossomas homólogos designam-se por células diploides, ou 2n.
A fecundação tem como consequência uma duplicação de cromossomas. No entanto verifica-se que a quantidade de material genético em cada espécie se mantém constante em cada geração[footnoteRef:26]. [26: Ou seja, a espécie humana é caracterizada por ter 23 pares de cromossomas (por célula não reprodutiva), sempre! Se cada uma das nossas células reprodutoras tiver os 23 pares de cromossomas, então, quando se der a fecundação, o ovo vai ter 46 pares! Mas isto não pode acontecer, porque temos de ter sempre 23. Assim, a solução deste problema é de que todas as células reprodutoras vão ter apenas metade do número de cromossomas (23/2 + 23/2 = 23).] 
A constância do número de cromossomas ao longo das gerações implica que, em determinado momento, ocorra um processo de divisão nuclear em que o número de cromossomas seja reduzido para metade. As células resultantes deste tipo de divisão contêm apenas um cromossoma de cada par dos cromossomas homólogos, sendo designadas de células haploides, ou n.
A meiose é feita através de dois ciclos da mitose: a divisão I (divisão reducional ou meiose I) e a divisão II (divisão equacional ou meiose II).
A meiose é o processo de divisão nuclear através do qual, a partir de uma célula com núcleo diploide, se podem formar células com o núcleo haploide. Estes núcleos possuem apenas metade do número de cromossomas do núcleo inicial, possuindo um só cromossoma de cada par de homólogos (temos 23 homólogos).
Na meiose ocorrem duas divisões sequenciais, que dão origem a 4 núcleos haploides (se 1 mitose forma 2 células-filhas, 2 mitoses formam 4).
Na meiose I temos as fases prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I; na meiose II tempos a prófase II, a metáfase II, a anáfase II e a telófase II, que são os processos exatamente iguais da mitose “regular”.
Na meiose ocorre o processo de crossing-over onde, na prófase I, as pontas de dois cromossomas homólogos se podem juntar e trocar segmentos entre si (isto aumenta a variabilidade genética e os filhos não se tornam uma cópia autêntica dos pais).
Retículo Endoplasmático Rugoso
Retículo Endoplasmático Liso
Complexo de Golgi
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