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Biologia Celular
Aula 1 - Introdução ao estudo da célula
INTRODUÇÃO
Você sabe por que é importante conhecer o funcionamento das células? Vamos explicar essa questão por meio da
análise de um caso de câncer...
A todo momento, as células de nosso organismo morrem, mas, através do processo de divisão celular, essas células
são substituídas por outras novas.
Tanto o mecanismo de morte das células que já não desempenham seu papel corretamente quanto sua reposição a
partir desse processo de separação dependem do adequado funcionamento de genes presentes no núcleo celular.
Quando esses genes falham, as células velhas deixam de morrer e se acumulam, ou as células novas se multiplicam de
forma desordenada.
Nesses dois casos, o resultado é o surgimento de uma neoplasia (ou câncer): uma das mais graves doenças que pode
acometer o indivíduo.
Percebeu a relevância de nosso estudo? Nesta aula, vamos nos aprofundar no assunto.
OBJETIVOS
Explicar a organização celular dos seres vivos, e o papel estrutural e funcional da célula quando da formação do
indivíduo;
Identi�car os diferentes tipos de células nesse processo de formação;
Reconhecer a estrutura acelular dos vírus bem como suas principais características.
ORGANIZAÇÃO CELULAR DOS SERES VIVOS
Costumamos dizer que as células são a unidade fundamental de todos os seres vivos.
Em outras palavras, todo ser vivo é formado por células.
De fato, os seres vivos se constituem das células como unidades estruturais e funcionais. Isso signi�ca que as células
fazem parte da estrutura do organismo, e as possuímos em grande quantidade.
Na imagem a seguir, podemos observar uma demonstração de que partes do nosso corpo – quando ampliadas pelo
uso de um microscópio – são compostas por células:
Fonte da Imagem:
Aqui, notamos que a pele, os músculos, o cérebro
e o sangue são tecidos e, como tais, apresentam
organização celular.
Como as células são unidades funcionais,
sua responsabilidade é manter o adequado
desempenho do organismo. Quando funcionam bem,
há, por exemplo, crescimento muscular.
Crédito da imagem: Luís Rodrigues
Mas, quando esse funcionamento é prejudicado, algumas patologias podem surgir. Comprovamos isso na introdução
desta aula por meio da análise do caso de câncer.
O mesmo vale para os músculos: quando suas células são devidamente estimuladas e recebem, de forma apropriada,
os nutrientes necessários, funcionam perfeitamente, dando origem ao tão desejado ganho de massa muscular. Do
contrário, isso não ocorre!
As imagens a seguir ilustram a questão:
Antes
Depois
Crédito da imagem: Luís Rodrigues
Aqui, observamos os músculos do braço antes e após o crescimento de suas células, que são estimuladas pelo
exercício físico associado à boa alimentação.
ATENÇÃO
, Seu corpo foi gerado a partir da fusão de duas células: o espermatozoide de seu pai e o ovócito de sua mãe. Como resultado
dessa união, desenvolveu-se uma única célula chamada de zigoto.
Veja, a seguir, uma imagem que representa o momento da fusão das células.
Fonte da Imagem:
Aqui, percebemos um ovócito e vários espermatozoides tentando realizar
a fecundação, que levará à formação do zigoto.
Logo após esse processo, o zigoto começa a se dividir inde�nidamente.
Em seguida, as células se diferenciam e originam todas aquelas que
pertencem ao corpo humano, dando início à vida de um novo indivíduo.
Explore +
, Para observar melhor este fenômeno, assista ao vídeo que mostra a fecundação e o início do desenvolvimento de um embrião:
Concepção – fecundação, zigoto, mórula, blástula, nidação (https://youtu.be/RSltQKT9xwQ).
SERES UNICELULARES E PLURICELULARES
Diante da grande diversidade de seres vivos que existem, percebemos que as células participam de sua formação de
modo diferente.
Há seres vivos que possuem uma única célula: os chamados UNICELULARES.
Vejamos alguns exemplos:
Bactérias Ameba (glossário)
Leveduras (fungos) (glossário) Euglena (glossário)
No entanto, também há fungos, algas, plantas e animais que têm o corpo composto por muitas células. Esses seres
são chamados de PLURICELULARES.
Vejamos alguns exemplos.
https://youtu.be/RSltQKT9xwQ
Nesta imagem, podemos ver diferentes
seres pluricelulares, tais como:
Esses seres contêm células de diferentes formas, sejam estas esféricas, alongadas, quadradas, sejam altamente
modi�cadas e especializadas – como os espermatozoides e os neurônios presentes na imagem a seguir:
Crédito da imagem: Eduardo Trindade
Nesta imagem, percebemos tais formatos que existem na constituição do corpo de um animal.
Assim como no corpo humano, nesses seres, também identi�camos diferentes níveis de organização celular.
Como unidade básica do organismo, as células se associam de acordo com suas características comuns e formam os
tecidos – como o epitelial, o conjuntivo e o muscular.
Esses tecidos, por sua vez, também se associam e formam os órgãos – como o estômago, os intestinos, o fígado etc.
Os sistemas do corpo humano – como o digestório e o respiratório, por exemplo – se desenvolvem através da
associação de órgãos, que possuem funções relacionadas.
Quando atuam em conjunto, esses sistemas formam nosso organismo, como podemos ver na imagem a seguir:
Crédito da imagem: Luís Rodrigues
TIPOS DE CÉLULAS
Dentro da perspectiva de que todos os seres vivos são formados por células e de que existe uma in�nidade deles, não
é de se espantar que haja diferentes tipos celulares.
Basicamente, há dois tipos de células muito distintos: as procariontes e as eucariontes. As imagens a seguir as
representam. Vejamos:
Célula eucariótica
Célula procariótica
(bactéria)
Crédito da imagem: Luís Rodrigues
Observe os aspectos das duas células e compare-as. A partir de agora, vamos analisar as diferenças entre elas. Por
isso, sugerimos que retorne sempre a essa imagem, tudo bem?
Células procariontes
 As células procariontes são aquelas que geram as bactérias e outros seres muito
semelhantes a estas.
Tais células são bem simples e, do ponto de vista evolutivo, mais primitivas. Além disso,
comparadas a outro tipo de célula, as procariontes são muito pequenas.
Sua característica fundamental – que justi�ca sua nomenclatura – é a ausência de uma
membrana (nuclear, cariomembrana ou carioteca) que delimita o núcleo.
Em consequência dessa carência, seu material genético �ca disperso. Por isso, dizemos que
essas células não possuem núcleo.
Aliás, não é só de membrana nuclear que as procariontes são desprovidas: elas não têm
qualquer outra membrana senão a plasmática, que determina seu espaço.
Esse tipo de célula possui, ainda, um material genético característico, composto por uma
única molécula de DNA, que se apresenta de forma circular (como um colar), mas que se
enrola e forma um bloco denso chamado de nucleoide – pois se parece com um núcleo.
Ademais, as células procariontes não apresentam organelas – com exceção dos
ribossomos. E, para se dividirem, utilizam um mecanismo muito simples, bem diferente dos
processos de separação que as células eucariontes fazem – conhecidos como mitose e
meiose.
A propósito, este é o momento de estudar esse outro tipo de célula.
Células eucariontes
As células eucariontes são aquelas que compõem os protozoários, os fungos, as algas, as
plantas e os animais. Elas são maiores que as procariontes, muito mais complexas e
evoluídas.
Sua principal característica é a presença de membrana nuclear (carioteca ou
cariomembrana), responsável por delimitar o núcleo. Portanto, essas células possuem
núcleo.
Dentro dele, encontramos diversas moléculas de DNA: 46 no caso das células humanas, que
são lineares (como pedaços de �ta) e que, em determinado momento do ciclo celular,
originam as estruturas que chamamos de cromossomos.
Diferente das células procariontes, as eucariontes apresentam muitas membranas – além
da plasmática e da nuclear – que determinam outros espaços menores: as denominadas
organelas citoplasmáticas.
Além disso, quando se dividem, essas células realizam os complexos mecanismos de
separação já citados(mitose e meiose).
O quadro a seguir apresenta as principais diferenças entre as células procariontes e eucariontes. Veja:
CÉLULAS ANIMAIS E VEGETAIS
Mesmo entre os seres vivos dotados de células eucariontes, percebemos que elas não são iguais – em especial
quando analisamos as células vegetais e animais.
Para entender melhor a questão, observe as imagens a seguir:
Célula animal
Célula vegetal
Crédito da imagem: Érik Assumpção
VOCÊ PERCEBEU COMO AMBAS SÃO DIFERENTES?
As células vegetais apresentam determinadas estruturas que NÃO estão presentes nas animais, como, por exemplo:
Já as células animais se distinguem das vegetais por possuir uma organela denominada centríolo, que está envolvido
com a migração dos cromossomos durante a divisão celular.
O quadro a seguir apresenta as principais diferenças entre as células animais e vegetais. Veja:
VÍRUS
Os vírus são um grupo diferente de organismos, conhecidos pelas doenças que costumam causar ao homem e aos
animais – tais como a dengue, a raiva, a hepatite B etc.
Do ponto de vista de sua organização, os vírus se distinguem muito de todos os outros seres vivos, pois não são
formados por células: eles são acelulares.
Neste momento, você deve estar se perguntando:
Mas todos os seres vivos não são formados por células?
Sim. Nesse caso, os vírus seriam, então, uma exceção a essa regra ou, como a�rmam alguns cientistas, nem mesmo
seriam seres vivos.
Explore +
, Para entender a polêmica que existe quanto à classi�cação dos vírus, leia o artigo A�nal, os vírus são seres vivos
(galeria/aula1/docs/A�nal_virus_seres_vivos.pdf)?
Além de não possuírem células, os vírus também não têm metabolismo próprio. Isso signi�ca que não conseguem
produzir ou degradar substâncias importantes para sua sobrevivência.
Por isso, eles precisam entrar nas células e viver dentro delas, utilizando todas as suas ferramentas – como, por
exemplo, organelas especí�cas e enzimas – para realizar tais tarefas.
Há vírus capazes de parasitar diferentes tipos celulares, como animais, plantas, fungos, protozoários e bactérias. A
imagem a seguir representa essa intervenção:
http://estacio.webaula.com.br/cursos/gon672/galeria/aula1/docs/Afinal_virus_seres_vivos.pdf
Crédito da imagem: Érik Assumpção
Mas se os vírus são acelulares, do que
realmente são formados?
Eles são constituídos de um envoltório feito de proteínas – chamado de capsídeo –, e em seu interior, encontramos
seu material genético.
Observem isso na imagem a seguir:
Aqui, podemos ver a estrutura de um vírus e seu material genético viral – nesse caso, o DNA.
Alguns vírus – denominados envelopados – apresentam por cima do capsídeo um envoltório de membrana obtido no
momento em que deixam uma célula e levam parte de sua membrana plasmática com eles.
Crédito da imagem: Luís Rodrigues
Clique aqui (glossário) para ver um vírus envelopado.
ATIVIDADES
1. Dentre a diversidade de seres vivos existentes, alguns são extremamente simples – formados por uma única célula
–, enquanto outros (como o homem, por exemplo) apresentam organismo bem complexo – formado pela associação
de incontáveis células. De acordo com esse critério, tais seres vivos são classi�cados, respectivamente, como:
Pluricelulares e unicelulares
Unicelulares e eucariontes
Unicelulares e pluricelulares
Procariontes e eucariontes
Procariontes e pluricelulares
Justi�cativa
2. As células procariontes se diferenciam das eucariontes pela:
Presença de carioteca
Ausência de ribossomos
Presença de mitocôndrias
Divisão celular por mitose
Presença de moléculas de DNA circular
Justi�cativa
3. Dentre os diferentes grupos de organismos que existem na Terra, um em especial NÃO é formado por células –
motivo pelo qual seus organismos não são considerados seres vivos por alguns cientistas. Esse grupo é formado por:
Vírus
Fungos
Bactérias
Leveduras
Protozoários
Justi�cativa
Glossário
AMEBA
Pertence ao grupo dos protozoários.
LEVEDURAS (FUNGOS)
São fungos unicelulares.
EUGLENA
É um tipo de alga unicelular.
Observe que, além do capsídeo e de seu material genético, esse vírus tem uma membrana externa – que chamamos de envelope
– feita de lipídeos e de proteínas. Disso resulta sua nomenclatura.
Biologia Celular
Aula 2 - Bases químicas da constituição celular
INTRODUÇÃO
Na aula anterior, vimos que os seres vivos são formados por células, mas essa não é a menor parte de nosso
organismo.
As células também são compostas de moléculas, que, por sua vez, constituem-se pela combinação de algo ainda
menor: os elementos químicos.
Nesta aula, vamos aprender um pouco mais sobre esse universo subcelular a partir do estudo de seus componentes.
Aqui, vamos entender a importância das moléculas não só para o funcionamento celular mas também para o equilíbrio
de todo o organismo.
Vamos lá?
OBJETIVOS
Reconhecer a célula como um sistema químico (devido à combinação de diferentes elementos químicos) – aquela
sujeita às mesmas leis regentes da matéria;
Determinar o papel da água na constituição da célula e do organismo;
Identi�car as biomoléculas orgânicas mais importantes formadoras da estrutura celular e participantes da �siologia do
organismo.
ELEMENTOS QUÍMICOS E MATÉRIA
Vamos começar esta aula com o estudo do conceito de matéria.
Matéria é tudo o que compõe o universo: um planeta, uma estrela, uma rocha, o ar, um ser vivo.
E do que é feita a matéria?
É sobre isso que vamos discutir a partir de agora...
Fonte da Imagem: Nickolay Vinokurov | Shutterstock
A matéria – seja ela o que for – é formada por elementos químicos, que se combinam das mais diferentes maneiras.
Sendo assim, podemos dizer que todo corpo (matéria) é um sistema químico e, por isso, está sujeito às mesmas leis
químicas e físicas.
Por exemplo, a água do mar está sujeita às mesmas leis físicas que a água de nosso organismo. Se ela entra em
ebulição quando submetida a altas temperaturas no mar, também entrará em nosso organismo.
Diversos elementos químicos já foram identi�cados como parte da matéria, e muitos deles estão presentes, também,
na composição da célula e do organismo.
À medida que são descobertos por cientistas e químicos, esses elementos ganham um nome, uma sigla, são
catalogados e passam a fazer parte da Tabela Periódica apresentada a seguir:
Alguns são bastante conhecidos, como o:
• Carbono (C);
• Cálcio (Ca);
• Fósforo (P);
• Sódio (Na);
• Potássio (K);
• Oxigênio (O);
• Hidrogênio (H);
• Ferro (Fe) etc.
Na Tabela Periódica, todos os elementos que compõem a matéria são organizados de acordo com suas características
físico-químicas – como seu peso atômico, por exemplo. Eles são a denominação de uma partícula que chamamos de
átomo.
Os átomos são considerados a menor parte da matéria e são formados por:
Fonte da Imagem:
Aqui, observamos o átomo do Carbono 12, que contém em seu núcleo (centro) 6 prótons e 6 nêutrons, e 6 elétrons
orbitando em sua eletrosfera.
Esses elementos químicos (ou átomos), por sua vez, podem não existir de maneira isolada, e sim se combinarem,
fazendo ligações químicas, que formam as moléculas.
TIPOS DE MOLÉCULAS
Fonte da Imagem:
Um exemplo muito conhecido de molécula é a água (H2O), formada pela ligação de 2 átomos de Hidrogênio e 1 de
Oxigênio, como podemos ver no esquema a seguir:
As moléculas podem ser divididas em duas grandes categorias. São elas:
MOLÉCULAS ORGÂNICAS
Aquelas que possuem o elemento químico Carbono em sua composição e que têm, quase sempre, procedência a partir de seres
vivos – como as plantas e os animais.
Exemplo: Moléculas de glicose (C6H12O6).
MOLÉCULAS INORGÂNICAS
Aquelas que não têm o elemento químico Carbono em sua composição e que são, quase sempre, de origem mineral – não
provenientes de seres vivos.
Exemplos: Água (H2O) e Cloreto de Sódio (NaCl) – usado como sal de cozinha.
E como tudo isso se encaixa no tema sobre o qual estamos discutindo (a célula)?
Vejamos...
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS
Tudo o que estudamos até aqui amplia aquela visão que apresentamos na aula anterior: dacélula como unidade
básica de formação dos seres vivos.
A partir desse momento, passamos a conhecer todos os níveis hierárquicos desse processo de formação, que incluem
categorias anteriores às células – como as organelas celulares, as moléculas e os átomos.
Podemos, então, dizer que os átomos são as unidades básicas que formam as moléculas. Estas, por sua vez,
combinam-se e formam as organelas celulares –pequenas estruturas presentes em seu interior –, que dão origem à
célula.
Em seguida, vêm os tecidos, os órgãos, os sistemas e o organismo, como mostra o esquema ordenado:
Aqui temos uma visão mais geral dos diferentes níveis de organização dos seres vivos, em que partimos da menor
parte (o átomo) até chegarmos ao organismo.
COMPOSIÇÃO MOLECULAR DA CÉLULA E IMPORTÂNCIA DA ÁGUA
Já sabemos que:
A água é a molécula mais abundante na célula, seguida pelas moléculas orgânicas de carboidratos, proteínas, lipídeos
e ácidos nucleicos.
Vamos conhecer, então, essas moléculas...
A água – agora considerada uma substância, e não apenas uma molécula – é o elemento mais profuso no planeta e
existe em três estados físicos diferentes:
Veja, na tabela a seguir, a porcentagem aproximada de água em diferentes partes de nosso organismo:
Diante desses números, não é de se espantar que a água é muito importante para os seres humanos, certo? Todos nós
já ouvimos falar do mal que a desidratação (glossário) nos causa – ela pode até nos matar.
A água desempenha distintos papéis no corpo humano.
Primeiro, pelo simples fato de transitar entre os diferentes espaços – de dentro para fora da célula e vice-versa, do
sangue para os tecidos e vice-versa –, a água é um importante meio de transporte para outras substâncias que se
dissolvem nela.
Aliás, esta é outra função relevante da água: ser um solvente.
Uma das características dessa molécula (polaridade) permite que ela seja considerada um solvente universal, capaz de
dissolver uma grande quantidade de outras moléculas – desde que sejam polares também.
Nesse contexto, por questões de relacionamento, as moléculas são assim denominadas:
• Moléculas hidrofílicas (polares) – aquelas que têm a�nidade com a água;
• Moléculas hidrofóbicas (apolares) – aquelas que não têm a�nidade com a água.
Para entender melhor o assunto, analise a seguinte soma:
Fonte da Imagem: m.bonotto | Shutterstock
Solvente (Água) + Soluto (Açúcar) = Solução (Água com açúcar)
Quando misturamos uma colher de açúcar com água, observamos que o açúcar se dissolve completamente, formando
uma solução de água com açúcar. Isso é possível por que o soluto (açúcar) é polar, da mesma forma que a água
(solvente).
Fonte da Imagem: MR.LIGHTMAN1975 | Shutterstock
Mas isso não acontecerá se misturarmos uma colher de óleo (soluto apolar) com água (solvente polar).
Como o óleo é uma substância hidrofóbica, devido a sua apolaridade, não é possível obter uma solução homogênea.
A água também é importante para a regulação da temperatura corporal do organismo, porque impede grandes
variações que atrapalhem seu bom funcionamento.
A�nal, quando consumimos água, aliviamos o calor. Quando suamos e perdemos água através da superfície da pele,
também estamos contribuindo para o controle de nossa temperatura.
Além disso, para que diversas reações químicas de nosso corpo aconteçam – aquelas que mantêm nosso organismo
funcionando –, precisamos de água.
Constantemente, as moléculas precisam ser quebradas para originar outras moléculas importantes. Essas reações de
quebra – chamadas de hidrólise – contam com a participação da água.
A digestão dos nutrientes que ingerimos, por exemplo, são reações de hidrólise. Para entendê-las, observe o esquema
a seguir:
Aqui, identi�camos as reações químicas entre dois aminoácidos. Notamos que a água participa da reação de quebra
da ligação peptídica entre eles – o mesmo que ocorre quando digerimos as proteínas que comemos.
Veri�camos, ainda, que a água é formada e sai da reação quando da ligação entre os aminoácidos. Essa é uma reação
de síntese por desidratação.
BIOMOLÉCULAS ORGÂNICAS DA CÉLULA
Além da água, quatro categorias de biomoléculas orgânicas também constituem a célula:
Todas são compostas de Carbono e se apresentam em uma quantidade variável. Boa parte dessas moléculas é
chamada de macromolécula, porque elas são grandes polímeros.
Polímeros são moléculas grandes – como as proteínas, por exemplo – formadas pela união de várias outras moléculas
menores, chamadas de monômeros – nesse caso, os aminoácidos.
O esquema a seguir esclarece essa relação:
Aqui, observamos moléculas pequenas, consideradas unidades básicas: os monômeros. Quando estas se unem
através de ligações químicas, formam dímeros (se forem 2) ou polímeros (se forem muitas).
Vamos estudar, mais detalhadamente, cada uma das biomoléculas orgânicas da célula.
LIPÍDEOS
Os lipídeos são moléculas que têm uma característica em comum: a apolaridade. Por isso, não são solúveis em água e
são chamados de hidrofóbicos.
Por apresentarem uma parte polar e outra apolar, alguns são mais solúveis em água, e por possuírem uma porção
hidrofóbica e outra hidrofílica, são denominados an�páticos.
Os lipídeos mais importantes que estão presentes no organismo animal são:
A seguir, vamos conhecer um pouco melhor cada um deles.
ÁCIDOS GRAXOS
Os ácidos graxos (ou gordurosos) são moléculas relativamente pequenas (monômeros), importantes por servir de
fonte de energia para a célula. Além disso, também formam outros lipídeos mais complexos, como os:
• Fosfolipídeos – que compõem a membrana celular;
• Triglicerídeos – que são armazenados no tecido adiposo.
Esses ácidos são constituídos de longas cadeias de Carbono (de 4 a 36) associado a um radical ácido na ponta. Eles
podem ser:
• Saturados – aqueles que só possuem ligações simples entre os Carbonos;
• Insaturados – aqueles que possuem uma ou mais ligações duplas entre os Carbonos.
Vejamos alguns exemplos:
Ácido graxo saturado
Entre os Carbonos deste tipo de ácido graxo, só existem ligações simples (representadas
por um traço único). Ele é encontrado nas gorduras de origem animal.
Ácido graxo insaturado
Neste tipo de ácido graxo, existe uma dupla ligação entre dois Carbonos. Por isso, ele é
chamado de monoinsaturado. Geralmente, é encontrado nas gorduras de origem vegetal
(óleos).
Ácido graxo poli-insaturado
Este tipo de ácido graxo apresenta mais de uma ligação dupla entre os Carbonos e é
produzido por plantas e algas. Peixes que vivem em águas marinhas profundas também
apresentam muito esse ácido, porque se alimentam das algas que os originam.
Entre todos os ácidos graxos que existem, dois são muito importantes: o linoleico (ômega-6) e o linolênico (ômega-3).
Esses ácidos são poli-insaturados e, embora sejam muito relevantes para o organismo, não são produzidos por
animais, mas apenas por plantas e algas. Sendo assim, nós precisamos obtê-los através da alimentação.
Eles são chamados de ácidos graxos essenciais, pois seu consumo está associado a uma boa saúde por trazer
diversos benefícios ao ser humano.
Explore +
, Para saber mais sobre esses tipos de ácidos, leia o artigo Ácidos graxos poli-insaturados ômega-3 e ômega-6: importância e
ocorrência em alimentos (galeria/aula2/docs/Acidos_graxos_omega_3_6.pdf).
TRIGLICERÍDEOS
Os triglicerídeos são lipídeos mais complexos, formados pela ligação de 3 ácidos graxos a 1 molécula de glicerol (1
álcool) através de uma relação de síntese – chamada de esteri�cação.
A imagem a seguir os representa:
Aqui, observamos a formação de uma molécula de triglicerídeo a partir da união de 3 ácidos graxos ao glicerol.
Esses lipídeos são uma reserva, já que são produzidos para �ns de armazenamento no organismo, como um depósito
de ácidos graxos que podem ser utilizados a qualquer momento para a geração de energia.
Nos animais, eles �cam armazenados no tecido adiposo, dando origem às gorduras localizadas!
FOSFOLIPÍDEOS
Os fosfolipídeos também são lipídeos mais complexos, formados por 2 ácidos graxos mais 1 radical fosfatoligados ao
glicerol – de onde vem sua nomenclatura. Eles são lipídeos an�páticos, pois apresentam uma parte polar e outra
apolar.
A imagem a seguir os representa:
Aqui, veri�camos a estrutura de um fosfolipídeo, que contém a:
• Cabeça (parte polar) – formada pelo glicerol ligado ao fosfato;
• Cauda (parte apolar) – formada pelos 2 ácidos graxos.
Os fosfolipídeos são importantes porque formam a estrutura básica das membranas celulares, uma vez que se
organizam para constituir uma dupla camada, em que as cabeças (polares) �cam voltadas para fora, e as caudas
(apolares), para dentro.
http://estacio.webaula.com.br/cursos/gon672/galeria/aula2/docs/Acidos_graxos_omega_3_6.pdf
Observe a imagem a seguir:
Aqui, podemos ver as duas camadas de fosfolipídeos (parte vermelha + amarela), que formam a estrutura básica da
membrana celular, além de outro lipídeo presente na membrana (o colesterol) e outras biomoléculas que ainda vamos
estudar (as proteínas e os carboidratos).
COLESTEROL
O colesterol é outro lipídeo importante que possui uma estrutura peculiar bem diferente daquela que pertence aos
lipídeos que já estudamos. Observe-a na imagem a seguir:
Esse lipídeo está presente na membrana celular em menor quantidade do que os fosfolipídeos e interfere em sua
�uidez, deixando-a mais rígida.
Além disso, o colesterol é relevante por ser precursor dos hormônios chamados de esteroides (hormônios sexuais) e
dos hormônios produzidos pela glândula ad-renal.
Ele não pode ser associado diretamente aos problemas de saúde, porque é produzido por nosso organismo. Só quando
está em excesso e associado a uma lipoproteína chamada LDL, o colesterol torna-se prejudicial, causando doenças
cardiovasculares.
Explore +
, Para saber mais sobre a relação entre o colesterol e as doenças cardiovasculares, leia o artigo Colesterol HDL, colesterol LDL e
triglicerídeos (//www.mdsaude.com/2008/11/colesterol-bom-hdl-e-colesterol-ruim.html).
CARBOIDRATOS
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na Terra. O mais importante deles é a glicose por ser a principal
fonte de energia das células.
http://www.mdsaude.com/2008/11/colesterol-bom-hdl-e-colesterol-ruim.html
A glicose é gerada por meio da reação de fotossíntese, realizada pelas plantas e pelas algas. Esses organismos
utilizam o gás carbônico da atmosfera (CO2), a água (H2O) e a energia luminosa para produzir moléculas de glicose
(C6H12O6) e gás oxigênio (O2), conforme demonstra a imagem a seguir:
Aqui, observamos a reação geral da fotossíntese em uma organela chamada de cloroplasto.
A glicose é, portanto, o carboidrato que as células utilizam, preferencialmente, para a produção de energia por meio do
processo de respiração celular.
Nesse processo, as moléculas de glicose são degradadas – com a participação do Oxigênio –, e a energia liberada é
armazenada na forma de uma molécula (ATP), como mostra o esquema a seguir:
Este é o processo de respiração celular, que consiste na quebra da molécula de glicose, que leva à formação de gás
carbônico, de água e à liberação de energia.
Os carboidratos são divididos, ainda, em três categorias, de acordo com sua estrutura molecular. Sendo assim, eles
podem ser:
Monossacarídeos – aqueles
formados por uma única
unidade molecular (base para a
formação dos demais).
Polissacarídeos – aqueles
formados pela ligação de
muitos monossacarídeos.
Oligossacarídeos – aqueles
formados pela ligação de
poucos monossacarídeos (os
mais comuns possuem 2 e são
chamados de dissacarídeos).
Vamos estudar cada um deles?
MONOSSACARÍDEOS
Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que são essencialmente energéticos e
utilizados pelo organismo animal.
No entanto, existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que compõem a estrutura do RNA
e do DNA, respectivamente.
Esses tipos de carboidratos estão representados nas imagens a seguir:
OLIGOSSACARÍDEOS
Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes, formados pela ligação covalente (glicosídica) entre dois
monossacarídeos. Eles são fontes de glicose encontrada nos alimentos.
Veja, a seguir, suas características:
Os oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das membranas celulares, constituindo o
glicocálice, que é importante para a sinalização celular e para a adesão entre as células. Eles estão ligados às
proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos.
Vamos estudar esse tema mais adiante na aula sobre a membrana celular.
POLISSACARÍDEOS
Os polissacarídeos são longas cadeias (polímeros), lineares ou rami�cadas, que podem ser formadas por um único
tipo de monossacarídeo (homopolissacarídeo) ou por vários tipos (heteropolissacarídeos).
A tabela a seguir apresenta essa formação:
POLISSACARÍDEOS
Os polissacarídeos também têm importância de reserva energética e estrutural, dependendo da molécula formada. Os
mais comuns são:
Glicogênio
Forma de o organismo animal armazenar glicose. Essa é uma reserva energética
acumulada, principalmente, no fígado e no músculo estriado. Quando �camos em jejum, a
reserva do fígado é prontamente utilizada, liberando glicose para a corrente sanguínea.
Amido
Forma de as plantas armazenarem glicose, que serve de base para a alimentação animal.
Produtos à base de amido (massas, raízes, grãos) são o alicerce da pirâmide alimentar.
Celulose
Componente que forma a parede celular das células vegetais, deixando-a rígida.
Quitina
Componente que está presente no exoesqueleto dos artrópodes – como os insetos, por
exemplo – e, também, na parece celular de fungos.
O quadro a seguir apresenta um resumo das características dos polissacarídeos. Veja:
PROTEÍNAS
As proteínas – também consideradas polímeros – são formadas pela ligação peptídica entre vários aminoácidos
(glossário), conforme demonstra a imagem a seguir:
Aqui, cinco aminoácidos são unidos através desse tipo de ligação (destacada de cinza).
As proteínas desempenham diferentes funções no organismo, além de estarem presentes na membrana celular –
como veremos em outro momento.
Algumas são hormônios (como a insulina, por exemplo), outras correspondem a várias enzimas. Elas fazem transporte
de substâncias, participam dos mecanismos de cicatrização e coagulação sanguínea, e são importantes nutrientes –
fontes de aminoácidos.
Existem 20 diferentes aminoácidos que compõem as proteínas e são ligados em uma sequência especí�ca,
determinada pelo código genético presente no DNA.
Desse grupo, o organismo humano não é capaz de produzir 8 aminoácidos essenciais. Mas, como estes são
importantes, precisam ser adquiridos por meio da alimentação com proteínas. São eles:
• Valina;
• Leucina; 
• Isoleucina;
• Fenilalanina;
• Triptofano;
• Metionina;
• Lisina;
• Treonina.
Os outros 12 produzidos pelo organismo são chamados de aminoácidos não essenciais.
Além de formarem as proteínas, os aminoácidos são relevantes, porque:
• Controlam o pH dentro da célula;
• Atuam como neurotransmissores – como o GABA (ácido gama-aminobutírico);
• Originam neurotransmissores – como a serotonina a partir do triptofano;
• São usados como fonte de energia.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Os ácidos nucleicos são moléculas que se encontram, principalmente, no núcleo, formadas por muitas unidades de
nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Logo, também são polímeros.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos:
Á
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA)
O DNA é a molécula responsável por guardar a informação genética da célula, que é passada para as células-�lhas a cada divisão
celular. A hereditariedade das características dos seres vivos se deve à transmissão de cópias do DNA para as demais células.
O DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos unidas entre si por meio de ligações de Hidrogênio em forma de espiral.
Essas ligações ocorrem entre as bases nitrogenadas que compõem os nucleotídeos.
A imagem a seguir apresenta uma molécula de DNA:
Aqui, as duas cadeias de nucleotídeos constituem uma dupla hélice.
ÁCIDO RIBONUCLEICO(RNA)
O RNA é uma molécula importante para que a informação genética presente no DNA possa ser utilizada. Essa molécula é
formada por uma única cadeia de nucleotídeos, conforme mostra a imagem a seguir:
Estudaremos mais o RNA na aula sobre o núcleo celular. Até lá!
ATIVIDADES
1. As moléculas que constituem os seres vivos se dividem em orgânicas e inorgânicas. Entre as listadas a seguir, NÃO
é uma molécula orgânica:
Água
Lipídeo
Proteína
Aminoácido
Carboidrato
Justi�cativa
2. O carboidrato é uma biomolécula muito importante para os seres vivos, assim como o glicogênio, que corresponde:
À reserva energética animal
À reserva energética vegetal
A um carboidrato estrutural animal
A um carboidrato estrutural vegetal
A um carboidrato de reserva animal e vegetal
Justi�cativa
3. A sacarose é um importante dissacarídeo encontrado, principalmente, em frutas. O açúcar que consumimos na
alimentação é formado por esse elemento. Em sua composição, há a combinação dos seguintes monossacarídeos:
Glicose e glicose
Glicose e lactose
Glicose e frutose
Glicose e maltose
Glicose e galactose
Justi�cativa
Glossário
DESIDRATAÇÃO
Perda de água em excesso.
AMINOÁCIDOS
Pequenas moléculas com características próprias que desempenham diferentes funções, além de formar proteínas.
Biologia Celular
Aula 3 - Membranas celulares: estrutura,
funções e especializações
INTRODUÇÃO
Não temos mais dúvidas quanto ao importante papel estrutural e funcional das células no nosso organismo. Agora
precisamos entender como é a estrutura de uma célula e de que forma isso está relacionado com o seu funcionamento
e com a atividade de todo o organismo.
Nesta abordagem estrutural, vamos começar por um estudo detalhado das membranas celulares, passando pela sua
composição química, pela sua organização e importância para que as células desempenhem as suas funções
corretamente.
Veremos, por �m, que as funções da membrana e, ainda, as estruturas especiais que podemos encontrar nela estão
intimamente relacionadas a isso.
OBJETIVOS
Analisar a composição e a estrutura das membranas celulares;
Enumerar e compreender as funções da membrana plasmática;
Identi�car as especializações da membrana plasmática e as suas funções.
AS MEMBRANAS CELULARES
Nós vimos que uma das características das células eucariontes é a grande quantidade de membranas:
Todas essas membranas possuem uma estrutura muito parecida e composta, basicamente, por lipídeos e proteínas.
A partir de agora, vamos nos dedicar ao estudo da membrana plasmática, que, como foi dito, delimita a célula e separa
o conteúdo do meio intracelular do meio extracelular. Contudo, veremos, que sua função vai muito além disso.
ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana plasmática é formada pela combinação de três tipos de biomoléculas:
Lipídeos;
Proteínas; e
Carboidratos.
Essas biomoléculas estão presentes em diferentes quantidades, em diferentes proporções.
Veremos a seguir esses detalhes.
LIPÍDEOS DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Os lipídeos são as biomoléculas mais abundantes na membrana plasmática e um grupo deles forma a estrutura básica
da membrana.
Esses lipídeos são os:
Glicerofosfolipídeos (fosfolipídeos) (glossário);
Es�ngofosfolipídeos; e
Glicolipídeos.
Atenção!
, Todos os lipídeos encontrados na membrana plasmática possuem uma coisa em comum: são an�páticos., , Isso quer dizer que
eles possuem:, ,
Uma parte que é polar, e, por isso, hidrofílica (que se relaciona com a água); e
Uma parte apolar e hidrofóbica (que não se relaciona com a água).
OS FOSFOLIPÍDEOS
Tomaremos os fosfolipídeos, já estudados na aula anterior, como exemplo.
Vimos que os fosfolipídeos são formados por dois ácidos graxos ligados ao glicerol e que um radical fostato se liga,
ainda, ao glicerol, como na imagem abaixo:
Na imagem, vemos a estrutura de um fosfolipídeo. A parte azul, chamada de cabeça, é a parte polar, formada pelo
glicerol ligado ao fosfato. A parte amarela, denominada cauda, é a parte apolar, formada pelos dois ácidos graxos.
Observamos as três formas de organização que os fosfolipídeos podem fazer, sempre mantendo as partes polares das
moléculas expostas (cabeças) e protegendo as partes apolares (caudas).
No caso da membrana plasmática, é exatamente isso que acontece: os fosfolipídeos se organizam formando uma
dupla camada em que as cabeças (polares) �cam voltadas para fora e as caudas (apolares) �cam voltadas para
dentro.
Veja a imagem abaixo.
No esquema, vemos as duas camadas de fosfolipídeos (parte vermelha com amarelo) formando a estrutura básica da
membrana celular.
Atenção!
, Na membrana plasmática, existe ainda um outro lipídeo, do grupo dos lipídeos esteroides., , Nas células animais, o lipídeo
esteroide encontrado é o colesterol. Na imagem acima, podemos observá-lo também em amarelo e entre os fosfolipídeos., , O
colesterol também é an�pático e se dispõe na membrana da mesma forma que os fosfolipídeos. A sua presença restringe o
movimento dos fosfolipídeos e, por isso, faz com que a membrana plasmática �que menos �uida e, portanto, mais rígida.
PROTEÍNAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA
As proteínas estão presentes na membrana em menor proporção, mas a sua quantidade pode variar entre as células.
Elas podem ser:
Proteínas integrais
São assim chamadas porque se inserem na dupla camada de fosfolipídeos, podendo
atravessar de um lado a outro ou não. Quando elas atravessam de um lado a outro são
chamadas de proteínas transmembrana.
Proteínas periféricas
Estão apenas aderidas à superfície externa ou interna da membrana. Nessa mesma
imagem, que já vimos tantas vezes, podemos observá-las:
Na imagem, vemos as proteínas da membrana, desenhadas de azul. Observamos que
algumas são integrais, atravessando de um lado a outro da membrana e outras não.
Podemos observar também as proteínas periféricas, apenas aderidas à superfície da
membrana.
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS DA MEMBRANA
Essas proteínas da membrana exercem diferentes funções:
Algumas são receptores para moléculas sinalizadoras, como hormônios e neurotransmissores;
Algumas são canais ou transportadores, que permitem a passagem de substâncias como íons e outras moléculas
maiores;
Outras atuam como enzimas, acelerando reações químicas;
Outras, ainda, são proteínas envolvidas na adesão a outras células ou a moléculas do material que existe entre as
células, chamado de matriz extracelular.
Na imagem abaixo, podemos observar as proteínas desempenhando estas funções:
Na imagem, observamos as proteínas da membrana atuando de diferentes formas: como transportadoras, como
proteínas de adesão, como receptoras e como enzimas.
Na imagem, observamos os oligossacarídeos ligados às proteínas da membrana, formando glicoproteínas.
Atenção!
, Esses carboidratos variam em tipo e quantidade de acordo com:, ,
O tipo celular;
A atividade funcional da célula; e
A localização da membrana na célula.
, , O glicocálice está envolvido em mecanismos de adesão celular e também de reconhecimento e sinalização celular., , Os grupos
sanguíneos humanos, por exemplo, são caracterizados pela combinação de carboidratos formando o glicocálice das hemácias ―
as células sanguíneas que transportam oxigênio.
Portadores de sangue tipo A apresentam uma determinada combinação que é diferente da combinação presente nas
hemácias de portadores de sangue tipo B, AB e O.
A imagem abaixo ilustra esse mecanismo de reconhecimento e sinalização celular.
Na imagem, observamos as hemácias dos diferentes tipos sanguíneos (A, B, AB e O) e as combinações de
carboidratos que são encontradas nas duas membranas, que determinam o tipo sanguíneo a que pertencem.
O MODELO DO MOSAICO FLUIDO
A membrana plasmática é descrita como um mosaico �uido, devido a sua organização molecular que lembra um
mosaico (várias moléculas diferentes encaixadas umas nas outras) e a sua �uidez, que é determinada pela constante
movimentação das moléculas que a compõe.
Os fosfolipídeos se movimentam constantemente, o que podemos observar nessa imagem. Eles se difundem
lateralmente(difusão lateral), giram em torno do seu próprio eixo (rotação), estão constantemente trocando a posição
dos ácidos graxos de sua cauda (�exão) e, mais raramente, mudam de um lado para o outro da membrana (�ip-�op).
Atenção!
, No entanto, vimos que a quantidade de colesterol na membrana pode limitar esses movimentos, deixando a membrana menos
�uida e mais rígida.
A temperatura também pode interferir na �uidez da membrana, assim como o fato dos ácidos graxos que formam os
fosfolipídeos serem saturados ou insaturados.
Nesse último caso, quando os ácidos graxos são saturados, os fosfolipídeos �cam mais encaixados uns nos outros e
isso limita a sua movimentação, como vemos na imagem abaixo.
Na imagem, vemos uma membrana formada apenas por fosfolipídeos que têm ácidos graxos saturados e outra
formada por uma mistura de saturados e insaturados. No primeiro caso, os fosfolipídeos �cam mais próximos e
encaixados, o que limita a sua movimentação.
Funções da membrana plasmática
Precisamos entender que a membrana plasmática não é só algo que delimita a célula e que, com isso, separa o meio
intracelular do extracelular. Claro, esta é uma função da membrana. Mas ela tem outras.
Controle da entrada e saída de substâncias
A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias nas células, uma vez que ela tem permeabilidade
seletiva, ou seja, deixa passar algumas moléculas, mas, ao mesmo tempo, impede o intercâmbio indiscriminado de
substâncias.
Na imagem abaixo, observamos a permeabilidade seletiva da membrana. Podemos ver que gases, moléculas
hidrofóbicas e moléculas hidrofílicas pequenas conseguem atravessá-la livremente. No entanto, moléculas polares
grandes e íons não conseguem passar através dela.
SUPORTE FÍSICO PARA ENZIMAS
Outra função da membrana plasmática é atuar como suporte físico para muitas enzimas que �cam �xadas nela.
Por exemplo, a Adenil ciclase, uma enzima importante para o mecanismo de sinalização celular, como ilustra a imagem
abaixo.
Na imagem, vemos a enzima Adenil ciclase, que �ca �xada na membrana plasmática, desempenhando seu papel no
mecanismo de sinalização celular feito pelos hormônios esteroides.
FORMAÇÃO DE VESÍCULAS PARA TRANSPORTE
Na imagem, é ilustrada a participação da membrana na formação de vesículas, que servem para o transporte de
substâncias e partículas, tanto dentro da célula como também no transporte de fora para dentro da célula (endocitose)
e de dentro para fora da célula (exocitose).
SINALIZAÇÃO CELULAR
A membrana plasmática participa também dos mecanismos de interação química celular.
Essa interação ocorre por meio de receptores proteicos especí�cos presentes na membrana, que interagem com
moléculas, como neurotransmissores, hormônios e fatores de crescimento.
Veja na imagem abaixo como essa interação pode acontecer.
Na imagem, veri�camos como a membrana plasmática participa dos processos de sinalização celular. Muitas vezes,
células liberam moléculas sinalizadoras, que se ligam a receptores presentes na membrana de outra célula. Outras
vezes, as células apresentam as moléculas sinalizadoras aderidas à sua membrana e o contato com a outra célula, que
possui o receptor, é necessário.
ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Além das funções que falamos anteriormente, a membrana pode desempenhar funções especiais que estão
relacionadas com as especializações que ela pode apresentar.
Essas especializações podem estar presentes em uma das regiões da célula (glossário):
Apical;
Lateral; e
Basal.
Na imagem, vemos as três regiões que a célula apresenta.
ESPECIALIZAÇÕES DA REGIÃO APICAL
Na região apical das células, podemos encontrar especializações como as microvilosidades e estereocílios, que estão
relacionadas com o aumento da superfície da membrana.
Outras especializações, como os �agelos e cílios, estão relacionadas com o movimento celular.
Veja:
MICROVILOSIDADES
As microvilosidades são prolongamentos do citoplasma recobertos por membrana. Elas aumentam a superfície de absorção das
células e, por isso, são encontradas em células do intestino e tubos contorcidos proximais dos rins, que precisam absorver muitas
substâncias.
ESTEREOCÍLIOS
Os estereocílios são semelhantes às microvilosidades, porém possuem maior comprimento e se rami�cam frequentemente. Eles
também aumentam a superfície de absorção facilitando o transporte de água e outras moléculas para dentro das células. São
encontrados nos epidídimos e no pavilhão auditivo.
CÍLIOS
Os cílios são projeções móveis semelhantes a pelos. São �nos, curtos e móveis, presentes em grande quantidade em células do
revestimento do sistema respiratório e de tubas uterinas. Eles movimentam substâncias e partículas que estão sobre as células.
Alguns protozoários utilizam cílios para a sua locomoção.
FLAGELOS
Os �agelos são projeções móveis longas, presentes em menor quantidade. São utilizados para movimentação das células, como
em espermatozoides, protozoários, algas unicelulares e bactérias.
ESPECIALIZAÇÕES DA REGIÃO LATERAL
As células também podem apresentar outras especializações da membrana na superfície lateral delas.
Essas especializações estão relacionadas com:
Adesão entre as células
Adesão entre as células e a matriz extracelular
Oclusão entre as células
Comunicação entre as células
Algumas dessas especializações podem ser vistas na imagem abaixo.
A imagem mostra as especializações da região lateral das células.
Especialização 1 - Junções Oclusivas, que servem para vedar os espaços entre as células de
forma a impedir a passagem de moléculas;
Especialização 2 - Desmossomos, que servem para unir fortemente as células umas às outras;
Especialização 3 - Junções Comunicantes, que servem para permitir a comunicação entre as
células.
EXERCÍCIOS
1. Quanto à estrutura da membrana plasmática, é correto a�rmar que:
As proteínas estão sempre inseridas na dupla camada de fosfolipídeos.
As cabeças polares dos fosfolipídeos �cam voltadas para a face interna da membrana.
As caudas apolares dos fosfolipídeos �cam voltadas para a face externa da membrana.
O colesterol está presente apenas nas células animais e interfere na sua �uidez.
Apenas o colesterol se movimenta na membrana plasmática.
Justi�cativa
2. A membrana plasmática desempenha várias funções, exceto:
Controlar a entrada e saída de substâncias da célula.
Participar dos mecanismos de adesão celular.
Permitir o reconhecimento e sinalização celular.
Servir de suporte físico para enzimas.
Produzir proteínas nas células.
Justi�cativa
3. Na superfície das células epiteliais, podemos encontrar algumas especializações da membrana, como, por exemplo,
algumas que têm como �nalidade aumentar a superfície de absorção das células, como no intestino delgado. Essa
especialização é:
Cílios
Queratina
Microvilosidades
Flagelo
Desmossomos
Justi�cativa
Glossário
GLICEROFOSFOLIPÍDEOS (FOSFOLIPÍDEOS)
Os glicerofosfolipídeos são os mais comuns, encontrados na grande maioria das células. Por isso, serão os mais considerados
aqui. Para simpli�car, serão chamados apenas de fosfolipídeos.
REGIÕES DA CÉLULA
Cada região pode apresentar especializações características.
Biologia Celular
Aula 4 - Membranas Plasmática –Transporte e
sinalização
INTRODUÇÃO
Embora já tenhamos discutido as funções da membrana plasmática e a sua participação no transporte de substâncias
na célula e nos processos de sinalização, nesta aula vamos abordar esses dois assuntos novamente, mas de forma
aprofundada.
Inicialmente veremos que o transporte através da membrana pode acontecer de diferentes maneiras, e isso depende
das características das substâncias e de estruturas especiais presentes na membrana. Muitos desses conceitos
podem ser vistos no nosso dia a dia, como estudaremos.
Além disso, vamos reconhecer o importante papel dos mecanismos de sinalização celular e de que forma a membrana
plasmática faz parte deles.
OBJETIVOS
Identi�car os tipos de transporte através da membrana plasmática;
Reconhecer a participação da membrana nos processosde sinalização celular.
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Como estudamos na aula anterior, o papel da membrana vai muito além de separar o meio intracelular do extracelular.
A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias, que poderão passar através dela de diferentes
maneiras. Chamamos isso de transporte através da membrana.
As substâncias que passam através da membrana são consideradas:
Açúcar (exemplo de soluto)
Água (exemplo de solvente)
Além disso, o �uxo de substâncias se dá de diferentes maneiras, de acordo com as características do meio intra e
extracelular:
ISOTÔNICO
O meio é isotônico quando sua concentração de soluto é �siológico, isto é, proporcional às condições celulares.
HIPERTÔNICO
O meio é hipertônico quando a concentração de soluto é superior ao ideal, em relação ao solvente. O meio está mais concentrado.
HIPOTÔNICO
O meio é hipotônico quando a concentração de soluto é menor do que a ideal, em relação ao solvente. O meio está menos
concentrado.
A imagem abaixo ilustra essas três situações:
Isotônico
Hipotônico / Hipertônico
Nessas imagens, vemos a proporção de solutos (bolinhas) nas três situações citadas, considerando que se tratam de
recipientes separados por uma membrana semelhante à membrana plasmática. Nos meios isotônicos vemos que
existe um equilíbrio na quantidade de soluto nos dois lados da membrana. Já quando comparamos os meios
hipertônico e hipotônico vemos que essas quantidades não estão em equilíbrio. No meio hipotônico há pouco soluto e
no hipertônico há muito soluto. A quantidade de água (solvente) será o contrário: tem mais no meio hipotônico e
menos no meio hipertônico.
TRANSPORTE ATIVO E PASSIVO
A passagem de solutos através das membranas celulares pode ser do tipo passiva ou ativa.
Veja a imagem baixo:
Fonte da Imagem:
Na ilustração, vemos como se dá o transporte ativo e passivo. No passivo, as substâncias passam através da
membrana de onde tem mais para onde tem menos, como indica a seta. No transporte ativo ocorre o contrário, de
onde tem menos para onde tem mais e, por isso, existe a necessidade de uma estrutura na membrana, frequentemente
chamada de bomba, que consome energia (ATP) da célula.
TRANSPORTES PASSIVOS
O transporte passivo ocorre de três formas:
Difusão simples
Na difusão simples, o soluto penetra na célula passando através da membrana, desde que
sua concentração seja menor no interior da célula do que no meio externo, e sai da célula no
caso contrário.
O soluto precisa ser pequeno, ser uma molécula hidrofóbica (apolar) ou mesmo uma
molécula polar, desde que seja pequena.
Quando respiramos, é dessa forma que o gás oxigênio do ar atravessa as membranas que
existem no pulmão e passam para o nosso sangue.
Veja na imagem abaixo:
Podemos ver aqui como ocorre a difusão simples. O soluto atravessa a membrana de onde
ele está em maior quantidade (meio hipertônico - B) para o lado em que existe menos (meio
hipotônico – A). Ao �nal, os dois lados estão em isotonia. Nesse caso, como podemos ver
pelas setas vermelhas nos dois sentidos, ocorre a passagem de água também. Mas isso
veremos no próximo tipo de transporte.
Osmose
Na osmose ocorre a passagem de solvente (água) de um meio hipotônico (em que tem
muita água) para o hipertônico (onde tem pouca água), com o intuito de estabelecer a
isotonia entre os meios.
Veja a ilustração abaixo.
Na ilustração, podemos entender como ocorre a osmose. O frasco é dividido ao meio por
uma membrana semipermeável que só permite a passagem de água, e não de soluto.
Podemos ver que a água passa através da membrana do lado em que há pouco soluto e
muita água (hipotônico) para o lado em que há muito soluto e pouca água (hipertônico). Ao
�nal, notamos que o volume aumentou de um lado e diminuiu do outro, mostrando que a
água foi para o lado em que aumentou, �cando os dois lados com o meio isotônico.
Em nosso dia a dia, podemos encontrar situações em que ocorre osmose. Sabemos, por
exemplo, que o consumo de muito sal nos alimentos aumenta a pressão arterial. Isso ocorre
porque vai haver um aumento da concentração de sal no sangue, �cando o sangue mais
hipertônico em relação ao líquido intersticial (que existe entre as células dos nossos
tecidos). Isso faz com que a água passe para dentro dos vasos sanguíneos, aumentado o
volume de sangue nos vasos e aumentando a pressão.
A ocorrência de osmose pode promover intensas mudanças na �siologia celular de acordo
com o meio onde a célula se encontra.
O comportamento celular diante do processo de osmose também varia se a célula é animal
ou vegetal.
Antes de continuar seus estudos, clique aqui
(galeria/aula4/docs/celula_animal_e_vegetal.pdf) para saber mais.
Difusão facilitada
A difusão facilitada ocorre quando a passagem de íons e macromoléculas se dá através de
proteínas carreadoras, chamadas de permeases ou canais iônicos.
As permeases mudam sua conformação para permitir a passagem do soluto, sem gastar
energia para isso.
Veja na imagem abaixo:
Podemos ver aqui exemplos de difusão facilitada, que é possível devido à presença de
proteínas na membrana. Através de canais iônicos, que podem estar abertos em um
momento e fechado em outro, ocorre a passagem de íons, e, através de proteínas
permeases, ocorre a passagem de moléculas maiores. A proteína muda a sua conformação
de forma que em um momento se encontra aberta para fora (quando a molécula entra nela)
e em outro momento se encontra aberta para dentro da célula (quando a molécula sai dela).
http://estacio.webaula.com.br/cursos/gon672/galeria/aula4/docs/celula_animal_e_vegetal.pdf
O transporte de glicose para dentro das células é um exemplo de difusão facilitada. É feito
por permeases que formam uma família de transportadores chamada de GLUT, que podem
ou não depender do hormônio insulina para funcionar.
TRANSPORTE ATIVO
Um exemplo clássico de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio.
É feito por uma proteína que, gastando energia, consegue transportar esses
dois íons ao mesmo tempo.
O sódio, que está em maior quantidade no meio extracelular,
é bombeado para fora da célula, enquanto que o potássio,
que está em maior quantidade no meio intracelular,
é colocado para dentro.
Para cada molécula de ATP utilizada, a bomba consegue movimentar
dois íons de potássio (K+) para o interior e três íons de sódio (Na+)
para o exterior.
Esse transporte de sódio e potássio é fundamental para manter as
concentrações diferentes sempre constantes, deixando a membrana
polarizada — condição importante para o funcionamento celular.
TRANSPORTE ATRAVÉS DE VESÍCULAS
Existem também modalidades de transporte em que a membrana participa através da formação de vesículas. São elas:
Endocitose
A endocitose envolve o englobamento de solutos, moléculas, partículas, células e pedaços
de tecidos do meio extra para o intracelular. Dependendo do tipo de elemento englobado
pode ser chamado de fagocitose ou pinocitose.
A fagocitose envolve o englobamento de partículas, células mortas ou cancerígenas,
pedaços de tecidos ou micro-organismos. São partículas sólidas que, por suas dimensões,
são visíveis ao microscópio óptico.
A célula forma pseudópodos (falsos pés) para “capturar” o que será englobado e no seu
interior passa a existir um fagossomo, uma vesícula contando o material fagocitado.
A pinocitose envolve o englobamento de líquido e solutos dispersos em solução aquosa. As
células não formam pseudópodos, mas a membrana se invagina em um ponto e as
partículas entram neste espaço, formando pequenas vesículas que são puxadas pelo
citoesqueleto e penetram no citoplasma. No interior da célula se forma um pinossomo.
Veja nas imagens abaixo:
Na imagem podemos ver os dois processos de endocitose: fagocitose pinocitose.
Antes de continuar com seus estudos, clique aqui (https://www.youtube.com/watch?
v=pvOz4V699gk) e assista ao vídeo que mostra uma ameba realizando fagocitose de
protozoários menores do que ela.
Exocitose
A exocitose é o mecanismo por meio do qual são transportadas grandesquantidades de
material do meio intracelular para o extracelular. Ele permite que a célula excrete produtos
do seu metabolismo, como da digestão intracelular. Nesse caso, chamamos de
clasmocitose.
Porém, a exocitose também é importante em outras ocasiões. Quando neurônios liberam
neurotransmissores, para estimular outros neurônios ou outras células, como as
musculares, ele faz exocitose.
Transcitose
A transcitose envolve mecanismos de transporte de substâncias de um polo ao outro da
célula. Substâncias são englobadas na superfície da célula e a vesícula formada transita até
o outro polo da célula, liberando seu conteúdo para o meio extracelular.
Veja na imagem:
https://www.youtube.com/watch?v=pvOz4V699gk
Na ilustração, vemos uma célula epitelial realizando transcitose. Anticorpos são englobados
em um polo da célula e através de vesículas são transportados até o polo oposto.
SINALIZAÇÃO CELULAR
Em organismos pluricelulares, é fundamental que as células se comuniquem, para divisão de tarefas, ativar
determinadas funções, desativar outras etc. E a membrana plasmática também participa de alguns processos de
comunicação intercelular, por meio da sinalização celular.
As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as atividades celulares, respostas
a estímulos do meio ambiente e outras.
A sinalização celular pode ocorrer de diferentes formas. Frequentemente, as células liberam uma substância
sinalizadora, que podem ser um hormônio ou um neurotransmissor, e esta vai se ligar a um receptor que está presente
em outra célula, chamada de célula-alvo.
Quando a sinalização é feita dessa forma, ela pode ocorrer de forma:
Vamos entender melhor isso vendo a imagem abaixo.
As moléculas sinalizadoras que as células liberam são classi�cadas em duas categorias:
O tipo de molécula sinalizadora vai interferir na forma como elas agem na célula-alvo e vai determinar a participação
da membrana.
Essas moléculas sinalizadoras, ao chegarem as suas células-alvo, precisarão se ligar aos receptores que estas células
possuem. É aí que os seus mecanismos de ação vão se diferenciar, uma vez que esses receptores podem estar na
membra na da célula ou no seu interior.
Vamos ver a imagem abaixo:
Podemos ver aqui como ocorre a interação entre as moléculas sinalizadoras e os seus receptores nas células. Quando
são moléculas lipossolúveis, elas atravessam a membrana e se ligam a receptores intracelulares. Quando não são
moléculas lipossolúveis elas se ligam a receptores presentes na membrana plasmática.
As moléculas sinalizadoras hidrossolúveis se ligam nos receptores de membrana. Essas moléculas não conseguem
atravessar a membrana e, por isso, seus receptores precisam estar localizados nela.
Nesse caso, há necessidade da formação de um segundo mensageiro dentro da célula, como o AMP cíclico, que será o
responsável direto pelas alterações metabólicas que a célula vai sofrer.
As moléculas sinalizadoras lipossolúveis conseguem atravessar a membrana e se ligam aos receptores que estão no
seu interior, no citoplasma ou dentro do núcleo. Ao se ligar ao receptor, ocorre uma mudança metabólica na célula por
meio da alteração da expressão dos seus genes.
Nesse caso, não é necessária a formação de segundos mensageiros intracelulares e o próprio hormônio é o
responsável pela mudança metabólica da célula.
Veja o exemplo abaixo:
Podemos ver aqui o mecanismo de ação dos hormônios esteroides (lipossolúveis). Eles atravessam a membrana
plasmática e se ligam a receptores presentes no citoplasma, que se liga ao DNA e determina a expressão de um gene,
ocorrendo a transcrição e a tradução 
(produção de proteínas).
No entanto, nem toda sinalização celular depende da liberação de substâncias sinalizadoras. No caso da sinalização
dependente de contato são proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula que podem interagir com
receptores de uma outra célula adjacente.
Também não existe substância sinalizadora na sinalização por Gap Junctions. Nesse caso, os sinais são elétricos e
são transmitidos para células imediatamente ao lado através de componentes das membranas que permitem a
comunicação entre as duas células.
ATIVIDADE
1 - Algumas células do sistema imunológico, como os macrófagos, têm como função eliminar agentes estranhos,
como, por exemplo, as leveduras de fungos. Eles englobam essas partículas e fazem a sua digestão. Desta forma, eles
englobam realizando:
a) Pinocitose
b) Fagocitose
c) Exocitose
d) Clasmocitose
e) Citocitose
Justi�cativa
2 - O transporte através da membrana plasmática pode ser feito com gasto ou sem gasto de energia. É um exemplo de
transporte ativo, com gasto de energia:
a) Citocitose
b) Osmose
c) Bomba de sódio e potássio
d) Difusão simples
e) Difusão facilitada
Justi�cativa
3 - O processo de sinalização celular pode ocorrer através da liberação de moléculas sinalizadoras. Em alguns casos,
essa molécula é um hormônio que é lançado na corrente sanguínea e, através dela, viaja até a sua célula-alvo. Esse tipo
de sinalização é chamado de:
a) Parácrina
b) Autócrina
c) Dependente de contato
d) Gap Junction
e) Endócrina
Justi�cativa
Glossário
Biologia Celular
Aula 5 - O núcleo celular
INTRODUÇÃO
As células eucariontes apresentam no seu interior uma organela exclusiva: o núcleo. Essa organela não só armazena o
material genético da célula, como também é responsável pelo controle de todo o funcionamento celular. É fundamental
entendermos como isso ocorre.
Veremos que os processos de divisão celular, tão importantes para a manutenção do organismo em vários aspectos,
contam com a participação ativa do núcleo.
Impossível falar do núcleo sem abordarmos as duas moléculas mais importantes que encontramos no seu interior: o
DNA e o RNA. Aliás, veremos que a função de controlar o funcionamento celular se deve à presença dessas moléculas.
OBJETIVOS
Analisar a estrutura e composição do núcleo celular;
Reconhecer a participação do núcleo nos processos de divisão celular;
Reconhecer o papel das moléculas de DNA e RNA no funcionamento nuclear.
ESTRUTURA, COMPOSIÇÃO E FUNÇÕES DO NÚCLEO CELULAR
Devemos iniciar o estudo do núcleo celular entendendo que ele é uma organela, exclusiva das células eucariontes. É
um espaço delimitado por uma membrana e que tem no seu interior determinadas substâncias, que veremos a seguir.
As células geralmente apresentam um único núcleo e este �ca localizado em seu centro. No entanto, existem células
que apresentam mais de um núcleo ou que núcleo �ca localizado perifericamente.
Outra coisa bem variável é o formato dos núcleos: existem alguns que são esféricos, alongados, divididos em lóbulos
etc.
Nas fotos a seguir podemos ver isso.
As fotos mostram diferentes células, que nos permitem ver diferentes aspectos sobre os núcleos. Em A, temos uma
lâmina de sangue de ave, em que as hemácias são elípticas e apresentam um núcleo centralizado e com o formato da
célula. Em B, podemos ver os tecidos da pele, mostrando núcleo com formatos diferentes (esféricos, alongados,
achatados). Em C, podemos ver uma lâmina de glândula salivar, em que os núcleos são esféricos. Em D, vemos o
revestimento externo dos intestinos, com células de núcleo achatado.
ESTRUTURA NUCLEAR
O núcleo, como vimos, é um espaço delimitado por membrana. Essa membrana pode ser chamada de carioteca,
cariomembrana ou, simplesmente, membrana nuclear.
No seu interior, encontramos algumas estruturas que merecem destaque: o nucléolo, o nucleoplasma e a cromatina,
como podemos ver na imagem abaixo.
Fonte da Imagem:
Na imagem, vemos a constituição do núcleo: a carioteca que delimita o seu espaço, o núcleo como uma região mais
corada no seu interior e o que o preenche ― uma mistura de nucleoplasma e cromatina.
Vamos entender melhor, estudando detalhadamente cada estrutura que compõe o núcleo.
A CARIOTECA
A carioteca é uma membrana dupla, separada por um espaço, e que continua com a membrana de uma organela
chamada Retículo Endoplasmático Rugoso.
Veja na imagemabaixo:
Podemos ver na imagem a continuidade da membrana externa da carioteca com o Retículo Endoplasmático Rugoso.
Essa membrana apresenta poros, por onde moléculas grandes, como proteínas e RNAs, podem passar.
Na sua superfície externa, encontramos alguns ribossomos aderidos.
Veja na imagem abaixo.
Na imagem �ca clara a existência de duas membranas formando a carioteca e a presença de poros por onde passam
macromoléculas.
NUCLEOPLASMA
O nucleoplasma é uma solução aquosa contendo proteínas (maioria enzimas) e outras moléculas como RNAs,
nucleosídeos, nucleotídeos e íons.
No nucleoplasma, estão mergulhados o nucléolo e a cromatina.
NUCLÉOLO
O nucléolo é uma estrutura fortemente corada, formado por DNA, que possui genes que estão envolvidos na síntese de
RNA ribossomal, que vai originar os ribossomos — estruturas celulares que fabricam as proteínas das células.
CROMATINA
A cromatina é a parte mais importante do núcleo, pois é formada pelo DNA e proteínas que participam do
empacotamento do DNA. As proteínas mais importantes são as histonas.
As moléculas de DNA se enrolam nas histonas, em um conjunto formado por oito histonas, e formam estruturas que
chamamos de nucleossomos.
Para entender melhor isso, veja a imagem abaixo.
Fonte da Imagem:
Essa imagem mostra a estrutura do nucleossomo. A �ta vermelha representa o DNA. As bolas azuis representam as
oito moléculas de histonas, em que o DNA se enrola. Em verde está representada uma proteína chamada H1, que �xa a
molécula de DNA nas oito histonas e mantém a estrutura do nucleossomo.
Sendo assim, a cromatina é uma cadeia de nucleossomos, como se fosse um colar de pérolas, como na imagem baixo.
Nós só conseguimos identi�car a cromatina quando a célula não está no período de divisão celular, que chamamos de
interfase.
Isso ocorre porque, quando a célula vai se dividir, a cromatina se transforma em cromossomos, como veremos a
seguir.
A imagem já nos mostra isso. Reparou?
Sendo assim, nesse período de interfase, a cromatina apresenta dois estados funcionais e por isso a dividimos em:
eucromatina
Na parte chamada de eucromatina, os genes presentes na molécula de DNA estão ativos, produzindo proteínas e, além
disso, a cromatina está descondensada, não compactada.
Ela só vai se condensar na hora da divisão celular, momento que ela se transforma em cromossomo.
heterocromatina
Já na parte de heterocromatina, os genes não são ativos e a cromatina está sempre condensada. No entanto, essa
heterocromatina ainda se subdivide em heterocromatina constitutiva (glossário) e heterocromatina facultativa
(glossário).
OS CROMOSSOMOS
Como já adiantamos, e vamos entender melhor agora, quando a célula vai se dividir, a cromatina se condensa
completamente (nesse caso não teremos mais aquela diferença entre eucromatina e heterocromatina) e se
transformará em cromossomos.
Então, cada um dos 46 cromossomos que encontramos em nossas células é resultado da compactação de um pedaço
de cromatina.
Veja novamente aquela imagem:
Vemos na imagem o processo �nal de compactação da cromatina,
que resulta na formação de um cromossomo típico.
Podemos dizer que cromatina e cromossomo são feitos da mesma coisa (DNA + Proteínas) e que se diferenciam
apenas pelo seu estado funcional: descompactada na cromatina e completamente compactado no cromossomo.
Como o cromossomo é feito de DNA, e o DNA contém as nossas informações genéticas, eles são os veículos dessa
informação e são eles que, durante os processos de divisão celular, serão divididos entre as células-�lhas formadas,
garantindo que as informações genéticas sejam passadas para elas.
Os cromossomos típicos apresentam uma estrutura característica, como podemos ver na imagem abaixo.
Os cromossomos são formados por duas moléculas de DNA compactadas, sendo uma cópia da outra, gerada durante
a replicação do DNA, que será vista a seguir. Cada uma destas moléculas compactadas formam uma cromátide. As
cromátides são unidas por uma região chamada centrômero. O centrômero divide as cromátides em braços, que
podem ter o mesmo tamanho ou não. A extremidade de cada cromátide é chamada de telômero.
Mas todos os cromossomos não têm a mesma forma e, por isso, são classi�cados em três tipos diferentes nas células
humanas:
Metacêntricos;
Submetacêntricos;
Acrocêntricos.
Veja na imagem abaixo.
A posição do centrômero na cromátide determina o tamanho dos braços e assim o tipo de cromossomo. No
cromossomo metacêntrico (M), o centrômero está no meio da cromátide e por isso os dois braços possuem o mesmo
tamanho. No cromossomo submetacêntrico, o centrômero está um pouco deslocado do centro e por isso um braço é
um pouco menor do que o outro. Já no acrocêntrico, o centrômero está muito deslocado do centro e por isso um dos
braços é muito menor do que o outro.
Os cromossomos também são divididos em dois grupos, mas de acordo com a função que eles exercem.
Existem dois que formam um par chamado de alossômicos ou sexuais, formado pelos cromossomos X e Y. Nesse
caso, as mulheres possuem dois iguais, sendo XX, e os homens possuem um de cada, sendo XY. Os outros
cromossomos, 22 pares, são chamados de autossômicos.
No entanto, é importante destacarmos que
não são todas as células humanas que
possuem 23 pares de cromossomos
Por causa disso, as células são divididas em dois grupos, de acordo com a quantidade de cromossomos que possuem:
células diploides
As células diploides (que indicamos como 2n) são as células que possuem os 23 pares, ou 46 cromossomos. Essas
são as células somáticas, ou seja, células que formam o nosso corpo.
células haploides
Já as células haploides (n) são as células que possuem apenas um cromossomo de cada par, portanto 23
cromossomos. Esses são os gametas, espermatozoides no homem ou ovócitos na mulher.
Lembrando que esses números se referem às células humanas. Outros organismos possuem números diploides de
cromossomos diferentes.
Veja na tabela abaixo.
Nessa tabela, vemos o número diploide de cromossomos de diferentes organismos.
É POSSÍVEL QUE VOCÊ ESTEJA SE PERGUNTANDO...POR QUE É
IMPORTANTE SABER ISSO TUDO?
Porque muitas vezes alterações no número ou na forma dos cromossomos podem causar alguns problemas,
conhecidos como síndromes cromossômicas.
A presença de um cromossomo identi�cado como cromossomo 21 a mais, por exemplo, causa a síndrome conhecida
como Síndrome de Down. Outras síndromes são conhecidas e o diagnóstico delas é feito através da realização de um
cariótipo (glossário).
Abaixo podemos ver cariótipos de pessoas normais e de pessoas afetadas pela Síndrome de Down.
Fonte da Imagem:
Essa foto é de um cariótipo humano normal. Podemos ver a presença de 23 pares de cromossomos. Os dois últimos
cromossomos são o par sexual e, como existe um cromossomo X e um cromossomo Y, trata-se do cariótipo de um
homem.
Fonte da Imagem:
Essa foto é de um cariótipo de uma pessoa portadora da Síndrome de Down. Podemos ver que existem três
cromossomos 21, caracterizando uma trissomia do cromossomo 21. Podemos ver também que se trata de uma
pessoa do sexo feminino, pois possui dois cromossomos X.
NÚCLEO E DIVISÃO CELULAR
O núcleo participa ativamente dos processos de divisão celular, uma vez que, nos dois processos existentes, os
cromossomos, veículos da informação genética, são divididos entre as células-�lhas formadas, garantindo que as
informações genéticas sejam passadas para as gerações celulares futuras.
As células precisam estar se dividindo constantemente, por diferentes razões. Células se dividem para repor células
mortas, para garantir o crescimento e desenvolvimento do organismo e para regeneração dos tecidos. Células também
se dividem com a �nalidade de formar os gametas, as células reprodutivas.
Existem dois tipos de divisão celular. Eles são marcados pelos eventos que envolvem os cromossomos, e são divididos
em fases.
A MITOSE
Ocorre em todos os tipos de células, com a �nalidade de repor as células mortas, permitir o crescimento do organismo
e aumentar a quantidade de células.
As nossascélulas somáticas, que formam o nosso corpo, e também as células que vão formar os gametas (no início
do processo de formação) fazem esse tipo de divisão celular, que se caracteriza pelo fato de que todas as células
formadas têm a mesma quantidade de cromossomos da célula inicial. Ou seja, células diploides originam células que
são diploides também.
A mitose possui quatro fases bem de�nidas: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Veja na imagem abaixo o que
caracteriza cada uma das fases da mitose.
Podemos ver aqui o que caracteriza cada fase da mitose. Na prófase, a carioteca se desfaz e os centríolos originam o
fuso acromático, formado por �lamentos que puxam os cromossomos na hora da divisão. Na metáfase, os
cromossomos formam uma �leira no centro da célula, e �cam com seus centrômeros ligados ao fuso acromático. Na
Anáfase, os �lamentos do fuso acromático puxam os cromossomos, os seus centrômeros se partem e as cromátides
são separadas. Na telófase, os cromossomos são envolvidos pelas carioteca, que se refazem, formam-se núcleos
diferentes e o citoplasma se divide, resultando em duas células.
MEIOSE
A meiose é um tipo de divisão que só ocorre com as células que vão formar os gametas. Nesse processo de divisão, as
células diploides dão origem a células que tem a metade do número de cromossomos, ou seja, células haploides, que
serão os espermatozoides ou os ovócitos.
A meiose é um processo mais complicado, que acontece em dois momentos:
Meiose I - é o momento em que a célula reduz a quantidade de cromossomos a metade e, por isso, é chamada de
reducional;
Meiose II - as células que já têm metade do número de cromossomos se divide novamente, dando origem a novas
células que também têm metade do número de cromossomos da célula inicial. Essa fase é chamada de equacional.
Nas duas etapas existem as fases de prófase, metáfase, anáfase e telófase, que recebem o número I ou II, de acordo
com a etapa.
Veja na imagem abaixo.
Na imagem, podemos ver algumas fases da meiose. Na prófase I, ocorre um evento chamado crossing-over, em que
cromossomos do mesmo par, após parearem, trocam segmentos, misturando o material genético dos cromossomos e
aumentando a variabilidade genética. Na anáfase I, esses cromossomos homólogos se separam e cada célula-�lha
herda um cromossomo inteiro, com duas cromátides. Na meiose II, esses cromossomos seguem um processo
semelhante ao que ocorre na mitose, as cromátides se separam na anáfase II e cada célula formada, um gameta, �ca
com uma das cromátides e serão células haploides, os gametas.
Saiba mais
, Antes de continuar seus estudos, clique aqui (https://www.youtube.com/watch?v=F3mjDCCW_cU) e entenda melhor esses
processos de divisão celular.
AS MOLÉCULAS DE DNA E RNA E O FUNCIONAMENTO DO NÚCLEO
Como já falamos, a função do núcleo é controlar o metabolismo celular, e ele faz isso através de mecanismos que
envolvem as moléculas de DNA e RNA que estão no seu interior.
Esses mecanismos fazem parte do que chamamos de Dogma Central da Biologia Molecular.
O Dogma Central da Biologia Molecular está representado na imagem abaixo.
Na imagem, vemos os diferentes eventos que fazem parte do Dogma Central da Biologia Molecular. Ele mostra que as
moléculas de DNA, através do processo de Replicação, originam cópias delas mesmas. Quando a informação genética
que está na molécula de DNA vai ser utilizada, tem-se os processos de Transcrição e Tradução. Na Transcrição, as
informações genéticas são transferidas para uma molécula de RNA que é sintetizada. Já na tradução, essa informação
https://www.youtube.com/watch?v=F3mjDCCW_cU
é utilizada para determinar a sequência de aminoácidos de uma proteína. Essa proteína será o produto �nal de um
gene. Portanto, a concretização dessa informação genética, determinando características físicas e funcionais do
organismo.
A MOLÉCULA DE DNA
As moléculas de DNA (ácido desoxirribonucleico) são encontradas no núcleo das células, mas também dentro de
organelas, como as mitocôndrias e os cloroplastos. Elas contêm todas as informações genéticas que possuímos, pois
nelas encontramos os genes. Elas são formadas por duas cadeias de nucleotídeos ligadas entre si e dispostas em
espiral, como vimos na imagem anterior.
Os nucleotídeos do DNA são formados por três partes básicas:
Um carboidrato de cinco carbonos (pentose), chamado de desoxirribose;
Um radical fosfato;
Uma base nitrogenada (glossário).
Veja a estrutura de um deles abaixo.
Estrutura de um nucleotídeo.
Na molécula de DNA, esses nucleotídeos são ligados entre si formando uma cadeia polinucleotídica. A ligação que une
os nucleotídeos é chamada de ligação fosfodiéster.
Na formação �nal da molécula, formada pelas duas cadeias dispostas em hélice, as bases nitrogenadas dos
nucleotídeos se ligam entre si, través de ligações de hidrogênio.
Essa ligação não ocorre ao acaso, uma vez que sempre a base adenina se liga à base timina, com duas ligações de
hidrogênio, e a base guanina se liga à base citosina através de três ligações de hidrogênio.
Por essa razão, dizemos que as duas
cadeias do DNA são complementares e a
quantidade de timina e adenina são sempre
as mesmas, assim como as quantidades de
guanina e citosina.
Se um determinado gene tem 35% de adenina, ele terá também 35% de timina e, consequentemente, 15% de citosina e
15% de guanina, totalizando 100% de bases nitrogenadas.
Na imagem, vemos a estrutura da molécula de DNA, com duas cadeias polinucleotídicas complementares. Podemos
observar as bases nitrogenadas voltadas para o interior e fazendo ligações de hidrogênio, enquanto que o esqueleto
formado pela desoxirribose e o fosfato �cam voltados para fora.
A MOLÉCULA DE RNA
O RNA (ácido ribonucleico) também é formado por nucleotídeos. No entanto, por uma única cadeia.
Os nucleotídeos do RNA possuem a pentose ribose e as bases nitrogenadas presentes não são exatamente as
mesmas. Ela apresenta adenina, a citosina e guanina da mesma forma que o DNA. No entanto, a base uracila entra no
lugar da timina, que é exclusiva do DNA.
Veja a imagem abaixo:
Podemos ver aqui a estrutura da molécula de RNA, sendo formada por
uma única cadeia polinucleotídica e possuindo a base nitrogenada uracila.
Existem três tipos principais de RNA, que são:
Mensageiro Ribossomal Transportador
O RNA mensageiro contém a
informação genética, que foi
transferida do DNA a partir da
transcrição.
O RNA ribossomal forma os
ribossomos, a estrutura
responsável por ler a informação
do RNA mensageiro e traduzi-la em
uma proteína.
Já o RNA transportador é responsável
por transportar os aminoácidos que
serão utilizados na produção da
proteína, trazendo-os para o local
onde a síntese da proteína está
ocorrendo (nos ribossomos).
Atenção
, Os três estão envolvidos na expressão dos genes presentes no DNA, ou seja, na utilização da informação genética que o DNA
possui.
Veja as principais diferenças entre o DNA e o RNA na tabela abaixo:
REPLICAÇÃO DO DNA
A replicação do DNA é parte do Dogma Central da Biologia Molecular. Através desse mecanismo, é feita uma cópia das
moléculas de DNA que a célula possui. No entanto, essas cópias �cam ligadas à molécula original através da estrutura
que será o centrômero do cromossomo.
A célula replica o DNA toda vez que ela vai se dividir, para que no processo de divisão cada cópia migre para os
extremos da célula que serão os núcleos das novas células. Assim, todas as células do organismo possuem a mesma
informação genética.
Nesse momento, as duas �tas do DNA se separam através de uma enzima chamada helicase, e cada uma das �tas
serve de molde para que a enzima DNA polimerase produza uma nova �ta.
Ao �nal do processo, a molécula de DNA formada terá sempre uma cadeia de nucleotídeos da molécula original e uma
cadeia de nucleotídeo nova. Por isso, dizemos que a replicação é semiconservativa.
Podemos observar na imagem a replicação do DNA. As duas �tas foram
separadas e cada uma serve de molde para a produção de uma nova.
TRANSCRIÇÃO
No processo de transcrição, é produzida uma

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