Aula 3 Introdução aos biocatalisadores

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DEQ0523 – Introdução aos biocatalisadores
Aula 3: Estrutura das células procarióticas e eucarióticas
Profa: Dra. Nathália Saraiva Rios
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia Química
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Química
Apesar da complexidade e variedade, todas as células vivas 
podem ser classificadas em dois tipos
Células procarióticas Células eucarióticas
Estruturalmente são mais
simples e compreendem as
bactérias e arqueias
Estruturalmente são mais complexas
e compreendem todas as outras
células de outros seres vivos, como
leveduras, células animais e
vegetais, etc.
Tipos de células
Principais características das células procarióticas
o Em geral, seu material genético está presente em um único
cromossomo circular não envolto por membrana;
o Seu DNA não está associado com histonas, que são proteínas
cromossômicas especiais de células eucarióticas;
o Em geral, não possuem organelas (estrutura presente em células
eucarióticas);
o Normalmente, suas paredes celulares contém o complexo
peptideoglicano (exceção arqueias);
o Se dividem por fissão binária
Células procarióticas x Células eucarióticas
Principais características das células eucarióticas
o Seu material genético está presente em vários cromossomos e é
separado por uma membrana nuclear (núcleo);
o Seu DNA está associado com histonas;
o Possuem diversas organelas revestidas por membranas (mitocôndrias,
retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, entre outras);
o Suas paredes celulares, quando presentes, são quimicamente simples;
o A divisão celular envolve mitose
Células procarióticas x Células eucarióticas
Gerard J. Tortora,Berdell R. Funke, Christine L. Case. Microbiologia, 12º edição, editora artmed. 2017 
Células procarióticas
Células eucarióticas
O Domínio Eukarya inclui 
os reinos Fungi, Plantae, 
Animalia e Protistas
Os Domínios Bacteria e 
Archea inclui o reino 
Monera
O Domínio Archaea inclui procariotos que não
possuem peptideoglicano em suas paredes celulares
Taxonomia – estrutura de três domínios
Cápsula ou camada 
limosa (glicocálice)
Parede celular
Membrana plasmática
Citoplasma
Flagelo
Plasmídeo
Ribossomos
Fimbrias
Pili Nucleoide
Células procarióticas
Glicocálice
o O glicocálice é um polímero viscoso e gelatinoso
que está situado externamente à parede celular;
o É composto por polissacarídeo, polipeptídeo ou
ambos;
Cápsula Camada limosa
Contribui para a 
virulência bacteriana
o O glicocálice também pode ajudar as células a se fixarem em um ambiente alvo,
formando biofilmes
Células procarióticas
Flagelos
o São longos apêndices filamentosos que
realizam a propulsão da célula;
o As células que não possuem flagelos são
chamadas de atríquias;
o Os flagelos podem ser peritríquios ou polares;
o No caso de flagelos polares, eles podem ser
monotríquios, lofotríquios ou anfitríquios
Gerard J. Tortora,Berdell R. Funke, Christine L. Case. Microbiologia, 12º edição, editora artmed. 2017 
Células procarióticas
Flagelos
Gerard J. Tortora,Berdell R. Funke, Christine L. Case. Microbiologia, 12º edição, editora artmed. 2017 
Contém a proteína flagelina
distribuída em várias cadeias 
que se entrelaçam formando 
uma hélice
Ancora o flagelo 
à parede celular 
e à membrana 
plasmática.
As espiroquetas são um 
grupo de bactérias que 
possuem estrutura de 
motilidade exclusiva 
(filamentos axiais)
Células procarióticas
Fímbrias e Pili
São apêndices semelhantes a pêlos, que são mais 
curtos, retos e finos que os flagelos e que contem uma 
proteína (pilina). Estas estruturas são divididas em dois 
tipos, fímbrias e pili, possuindo funções muito diferentes.
Fímbrias Pili
Contribui para 
a formação de 
biofilmes
Contribui para a 
motilidade celular e 
transferência de DNA
Células procarióticas
Parede celular
o É uma estrutura complexa e semirrígida
responsável pela forma da célula;
o Quase todos os procariotos possuem uma parede
celular que circunda a membrana plasmática;
o A principal função da parede celular é prevenir a
ruptura das células bacterianas quando a pressão
da água dentro das células é maior que fora
dela;
o Ela também serve como ponto de ancoragem
para os flagelos.
Células procarióticas
Parede celular
Gerard J. Tortora,Berdell R. Funke, Christine L. Case. Microbiologia, 12º edição, editora artmed. 2017 
A parede celular bacteriana é composta de uma 
rede macromolecular de peptideoglicano, que 
está presente isoladamente ou em combinação 
com outras substâncias. 
O peptideoglicano consiste 
em um dissacarídeo 
repetitivo ligado por 
polipeptídeos para formar 
uma rede que circunda e 
protege toda a célula
Dissacarídeo
Polipeptídeo
Células procarióticas
Parede celular
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Composição da parede celular de bactérias gram-positivas
Consiste em muitas camadas de peptideoglicano, 
formando uma estrutura rígida e espessa
Devido à sua carga negativa, os 
ácidos teicoicos podem se ligar e 
regular o movimento de cátions 
para dentro e fora da célula.
Células procarióticas
Parede celular
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Composição da parede celular de bactérias gram-negativas
Consiste em uma ou poucas camadas de peptideoglicano
e uma membrana externa
Endotoxina
Promove a evasão da célula da 
fagocitose e fornece uma barreira 
contra a ação de detergentes, 
metais pesados, sais biliares, 
determinados corantes, 
antibióticos e enzimas digestórias 
como a lisozima
Membrana externa
Células procarióticas
Parede celular – O caso das arqueias
Arqueias podem não ter paredes ou ter paredes 
incomuns, compostas por polissacarídeos e 
proteínas, mas não de peptideoglicano.
o Essas paredes, entretanto, contêm uma substância similar
ao peptideoglicano, denominada pseudomureína.
o A pseudomureína contém ácido N-acetiltalosaminurônico,
em vez de NAM, e não tem os d-aminoácidos, encontrados
nas paredes celulares bacterianas.
Células procarióticas
Membrana plasmática
A membrana plasmática é uma estrutura fina, 
situada no interior da parede celular, revestindo o 
citoplasma da célula
o Sua principal função é o transporte de nutrientes e a produção
de ATP;
o A membrana plasmática dos procariotos consiste
principalmente em fosfolipídeos;
o São menos rígidas do que as membranas plasmáticas dos
eucariotos (exceção - procarioto Mycoplasma);
o Possui permeabilidade seletiva, ou seja, determinadas
moléculas e íons conseguem atravessar a membrana, mas
outros são impedidos.
Células procarióticas
Membrana plasmática
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Estrutura
Células procarióticas
Membrana plasmática
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Movimento de materiais através da membrana
Processos passivos: Quando a substância transportada vai de
um ambiente de alta concentração para um ambiente de
baixa concentração. Neste caso, a célula não gasta energia
para realizar processos passivos de transporte
Difusão simples Difusão 
facilitada
Por difusão 
facilitada
Por difusão 
simples
Osmose
Células procarióticas
Membrana plasmática
Movimento de materiais através da membrana
Processos ativos: Quando a substância transportada
vai de um ambiente de baixa concentração para um
ambiente de alta concentração.
Neste caso, a célula gasta energia na forma de ATP
para realizar processos ativos de transporte.
o Transporte ativo: Transporta-se íons através das proteínas
transmembranas e a substância não é alterada com o transporte;
o Translocação de grupos: Ocorre exclusivamente em procariotos e a
substância é quimicamente transformada no transporte
Células procarióticasCitoplasma
Refere-se a substância celular interna a membrana 
plasmática. 
Nucleoide
Ribossomos
Inclusões
São depósitos de nutrientes e existem vários tipos de inclusões: grânulos 
metacromáticos (depósito de fosfato inorgânico); inclusões lipídicas (depósitos 
de lipídeos); grânulos de enxofre (depósito de enxofre), entre outros.
Inclusões
Células procarióticas
Nucleoide
Normalmente, contêm uma única molécula longa e 
contínua de DNA denominada de cromossomo 
bacteriano, além dos plasmídeos
São pequenas moléculas de DNA independente do DNA principal que podem 
conter informações não essenciais, mas que podem dar vantagens para as 
células, como a resistência à antibióticos ou metais tóxicos
Células procarióticas
Ribossomos
Todas as células procarióticas e eucarióticas 
contêm ribossomos, onde ocorre a síntese de 
proteínas
Os ribossomos são compostos de duas subunidades, cada qual consistindo em proteína 
e de um tipo de RNA, denominado RNA ribossomal (rRNA).
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Ribossomo 
procariótico
Células procarióticas
Processo de formação dos endósporos
Endósporos
Quando os nutrientes esgotam-
se, algumas bactérias Gram-
positivas formam células 
“dormentes” especializadas, 
denominadas endósporos.
Os endósporos não realizam 
reações metabólicas e quando 
librados no ambiente podem 
sobreviver a condições extremas
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Células procarióticas
Reator de 
membrana
Atividade
1. Com relação as principais características das células procarióticas e
eucarióticas, pode-se afirmar corretamente que:
a) As células procarióticas são células mais simples, compreendendo as
bactérias e arqueas. Desta forma, estas células não apresentam parede
celular.
b) As células procarióticas se dividem por fissão binária e possuem organelas
envoltas por membrana.
c) As células eucarióticas possuem o DNA associado com histonas e tem
parede celular com uma estrutura quimicamente simples.
d) As células eucarióticas possuem estruturas especializadas (organelas) e se
dividem por fissão binária.
Reator de 
membrana
Atividade
2. Com relação a estrutura das células procarióticas, pode-se afirmar
corretamente que:
a) O glicocálice é um polímero que compõe a parede celular das células
procarióticas.
b) A membrana plasmática é responsável pelo transporte de substâncias para
as células, envolvendo processos passivos como a difusão simples, difusão
facilitada e translocação de grupos.
c) As principais estruturas do citoplasma das células procarióticas são os
nucleoides, inclusões e vacúolos.
d) As inclusões são depósitos de nutrientes específicos das células
procarióticas.
Reator de 
membrana
Atividade
3. Em qual das opções a seguir o par (estrutura/função) está incorreto?
a) Glicocálice/aderência
b) Pili/reprodução
c)Parede celular/proteção
d)Membrana plasmática/transporte
Células eucarióticas
Flagelos e Cílios
São projeções que promovem a locomoção celular. Se as 
projeções são poucas e longas (flagelos) ou se as 
projeções são muitas e curtas (cílios)
Um flagelo procariótico rotaciona, 
mas um flagelo eucariótico se 
move de forma ondulante
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Células eucarióticas
Membrana plasmática
A membrana plasmática dos eucariotos é similar a 
membrana dos procariotos. No entanto, nos eucariotos 
encontra-se carboidratos e esteróis que conferem uma 
maior resistência à membrana 
Movimento de materiais através da membrana
o As células eucarióticas também utilizam a endocitose, que é quando um segmento da
membrana plasmática circunda uma partícula, recobre-a e a conduz para dentro da célula.
Endocitose mediada por receptor
Pinocitose
Fagocitose
o As substâncias podem atravessar a membranas plasmática
por todos os mecanismos utilizados nas procariotas, exceto a
translocação de grupos;
Células eucarióticas
Citoplasma e Ribossomos
o O citoplasma de células eucariotas incluem as substâncias
no interior da membrana plasmática e no exterior do
núcleo;
o Um componente importante do citoplasma é o
citoesqueleto, que auxilia no transporte de substâncias no
interior da célula;
o Já os ribossomos nas células eucariotas são mais robustos do que das células
procariotas;
o Esses ribossomos eucarióticos são 80S, cada um dos quais consistindo em uma
subunidade maior 60S, contendo três moléculas de rRNA, e uma subunidade menor 40S,
com uma molécula de rRNA (Cloroplastos e mitocôndrias contêm ribossomos 70S).
Células eucarióticas
Núcleo
O núcleo costuma ser esférico ou oval e a maior 
estrutura encontrada na célula, contendo quase toda a 
informação hereditária (DNA)
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Responsável pelo transporte de substâncias
Membrana dupla que recobre o núcleo
Região onde o RNA ribossomal é sintetizado
Células eucarióticas
Retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático (RE), uma extensa rede de sacos 
membranosos achatados ou túbulos, chamados de cisternas, 
contínua ao envelope nuclear
RE rugoso RE liso
Esta estrutura é salpicada de 
ribossomos e as proteínas 
sintetizadas podem ser 
modificadas ou não RE rugoso
As proteínas modificadas são 
direcionadas a membrana 
plasmática
Esta estrutura não possui 
ribossomos 
Secreta e sintetiza fosfolipídeos, 
gorduras e esteroides. Além de 
substâncias para inativar 
drogas nocivas (ex. glicose 
para álcool) 
Células eucarióticas
Aparelho de Golgi
Transporta as proteínas e/ou moléculas modificadas 
produzidas no RE rugoso para a membrana plasmática 
Membrana plasmática
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Vesículas de 
armazenamento 
(ex. lisossomos)
Células eucarióticas
Vacúolos
Um vacúolo é um espaço, ou cavidade, no citoplasma de 
uma célula que é revestido por uma membrana, chamada 
de tonoplasto
Servem como organelas 
temporárias de 
armazenamento para 
substâncias
Alguns vacúolos se 
formam durante a 
endocitose e auxiliam 
no transporte de 
nutrientes para dentro 
da célula
Armazenam subprodutos 
metabólicos e toxinas que 
seriam nocivos ao se 
acumularem no 
citoplasma
Células eucarióticas
Mitocôndria
Contêm enzimas que fazem parte da produção de ATP na 
respiração celular. São chamadas de “gerador da célula”
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As atividades metabólicas 
estão concentradas nestas 
duas estruturas
Células eucarióticas
Centrossomo
Centro organizacional do fuso mitótico para a divisão celular
Lisossomo
Contêm diferentes enzimas digestórias, capazes de degradar 
muitos tipos de moléculas. Essas enzimas podem ainda digerir 
bactérias que penetram na célula. 
Cloroplastos
Organela exclusiva de células vegetais, contêm o pigmento 
clorofila (encontra-se nos tilacoides) e as enzimas 
necessárias para captação de luz para fotossíntese
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Células eucarióticas
Teoria endossimbiótica
As células eucarióticas evoluíram a partir de células procarióticas 
vivendo uma dentro da outra, como endossimbiontes
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Uma invaginação da membrana 
plasmática pode ter formado o 
envelope nuclear Célula nucleoplásmica
Bactérias endossimbióticas
desenvolveram-se em 
organelas
Evolução dos eucariotos