INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO

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INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO
Renata Morais dos Santos
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CONHECENDO A DISCIPLINA
Prezado aluno, seja bem-vindo à disciplina Introdução à Biologia Celular e do Desenvolvimento!
A biologia celular, conhecida também como citologia, é de grande importância às diferentes áreas da saúde, auxiliando no entendimento de como a vida se processa, uma vez que todos os seres vivos são formados por células, sendo estas consideradas a unidade fundamental da vida. A partir do estudo da estrutura e do funcionamento das células, bem como a interação entre elas, é possível compreender os processos biológicos básicos que participam da composição e do funcionamento dos organismos e entender a origem dos tecidos, órgãos e sistemas de um organismo, o que é extremamente importante para compreendermos as relações evolutivas dos seres vivos. O estudo das células nos permite, ainda, o desenvolvimento de tecnologias, novos tratamentos e medicamentos para inúmeras doenças, garantindo melhores perspectivas para a nossa saúde.
Esta disciplina serve como base para a construção de fundamentos utilizados em diferentes áreas, como bioquímica, biotecnologia, farmacologia, fisiologia, genética, dentre outras. Por meio dela, vamos compreender a constituição celular dos organismos, identificar e distinguir as diferenças das células, assim como a composição e funções de suas estruturas. Você ainda será capaz de diferenciar as fases do ciclo celular, divisão, diferenciação, morte e controle das funções celulares, descrever o processo de formação de proteínas, matéria-prima utilizada pelo corpo para formar os ossos, músculos e outros órgãos, assim como conhecer os conceitos e as classificações relacionadas à herança genética, além das etapas do desenvolvimento embrionário. 
Veremos que uma célula é capaz de se diferenciar em vários tipos celulares, após processos de modificações, estabelecendo interdependências entre elas e exercendo funções específicas em um organismo.
Este livro está dividido em quatro unidades. Na primeira unidade, estudaremos a teoria celular, compreenderemos os dois principais tipos celulares, as semelhanças e diferenças entre as células animais e vegetais e os detalhes de suas composições e funções. A segunda unidade será voltada para o estudo das organelas citoplasmáticas e das alterações celulares, compreendendo as fases do ciclo celular. Na terceira unidade, abordaremos uma introdução às bases cromossômicas e moleculares da hereditariedade, aprenderemos as Leis de Mendel e os padrões clássicos e não clássicos de herança gênica. Por fim, na unidade 4, conheceremos as etapas do desenvolvimento embrionário desde a fecundação até a formação do zigoto, que originará o ser vivo.
Aproveite esta oportunidade, amplie os seus conhecimentos, consulte todas as unidades do livro sempre que necessário e não deixe de acessar os materiais indicados, pois este tema é essencial para o entendimento da vida e fundamental para as especificidades de sua carreira. 
Vamos começar a estudar?
NÃO PODE FALTAR
O FENÔMENO DA VIDA. CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES
Renata Morais dos Santos
Fonte: Shutterstock.
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CONVITE AO ESTUDO
Você já parou para pensar do que somos formados? É comum dizermos que todos os seres vivos são compostos por células, sendo esta a unidade fundamental da vida, mas de onde surgiu este conceito? Será que todas estas células são iguais nos diferentes tipos de organismos? Como elas estão organizadas e como se comunicam? 
A citologia ou biologia celular é a ciência que estuda as estruturas celulares e suas funções permite a compreensão da fisiologia celular e seus mecanismos de controle interno e a interação com o meio externo no funcionamento celular, seja ele humano, animal, vegetal ou mineral. O estudo detalhado desta ciência só foi possível a partir de 1590, quando foi inventado o microscópio que permitiu a visualização da célula. 
As células em geral possuem estruturas semelhantes em sua composição, no entanto, algumas estruturas estão presentes apenas em células específicas. Existem seres vivos que são compostos por uma única célula e outros como nós, por trilhões de células.
Nesta unidade abordaremos os conteúdos que permitirão a você identificar e distinguir as células animais das células vegetais, assim como a composição e as funções da membrana plasmática. Vamos também compreender o complexo processo de comunicação entre as células, a sinalização celular. Ao final da unidade, você saberá explicar a teoria celular, identificar e diferenciar as células eucarióticas e procarióticas, descrever detalhes sobre a membrana plasmática e os tipos de sinalizações celulares. 
Na Seção 1.1, estudaremos a teoria celular, o início da microscopia e o estudo dos organismos vivos, conhecendo os tipos celulares e as diferenças entre eles. Já na Seção 1.2, daremos enfoque para a membrana plasmática, suas características, composição e funções. Por fim, na Seção 1.3, conheceremos as classes de receptores da membrana plasmática e os tipos de sinalizadores celulares.
Graças a esta ciência é possível compreender mais sobre nossa composição, criarmos medicamentos mais eficientes e avançarmos nos estudos de tratamentos para inúmeras doenças.
Bons estudos!
PRATICAR PARA APRENDER
Caro aluno, vamos iniciar a nossa jornada buscando compreender em detalhes as células, uma vez que elas fazem parte da estrutura dos organismos, e nós as possuímos em grande quantidade em nosso corpo. 
As células, por se tratar de unidades funcionais, têm a responsabilidade de manter o adequado funcionamento do organismo. Mas será que todas elas são iguais e têm a mesma função? Veremos que diante da grande diversidade existente dos seres vivos, as células participam de sua formação de modos distintos, assim como há diferentes tipos celulares. 
Muitas das técnicas altamente sofisticadas utilizadas hoje, encontradas na biotecnologia e aplicadas à diversas áreas da saúde, envolvem o estudo das células. Desde as descobertas significativas na cura de doenças, o desenvolvimento de medicamentos e fármacos, alimentos transgênicos, células-tronco usadas em diferentes tratamentos, até mesmo no rendimento de atletas as células estão envolvidas, você sabia? Um dos fatores do rendimento físico está relacionado à quantidade e funcionalidade dos glóbulos vermelhos presentes no corpo, que são as células transportadoras de oxigênio para os tecidos do corpo, incluindo os músculos. 
Um dos primeiros passos para os futuros profissionais da área da saúde está relacionado ao conhecimento sobre as células: como diferenciá-las, quais são suas características fundamentais e como é sua estrutura. Esse é o momento inicial para compreender o vasto universo dos organismos vivos, por isso da importância deste estudo.
É importante estar ciente que o estudo das células só foi possível após a criação do microscópio, instrumento óptico de alto poder de resolução, capaz de ampliar imagens de objetos muito pequenos. A microscopia foi fundamental também para a formulação da teoria celular, possibilitando o estudo dos microrganismos, tornando-se um marco para a ciência. Estudaremos um pouco da história desta invenção para conhecermos a trajetória e evolução dos microscópios e a relação com o estudo das células e a consequente origem da citologia.
A indústria farmacêutica é um dos setores que mais vem recebendo destaque por investir em inovação. A busca constante pelo desenvolvimento e pela produção de novos medicamentos faz com que ela invista nas atividades de pesquisa e desenvolvimento (P&D). Assim para contextualizar as temáticas dessa seção junto às possíveis atividades profissionais, veremos o contexto em que uma multinacional farmacêutica abriu um processo seletivo de trainee para diversos setores.
Nesta situação-problema, você foi um dos candidatos selecionados para uma das vagas de trainee. Você irá atuar no setor de produção, na área de pesquisa, desenvolvimento e testes dos medicamentos. Você irátrabalhar com uma equipe de farmacêuticos, biólogos, biomédicos, médicos, engenheiros químicos e biotecnólogos. Para tanto, você precisará se dedicar muito e estar disposto a aprender com esta nova experiência.
Para auxiliar na contextualização da sua aprendizagem, você foi encaminhado para um dos laboratórios da empresa, para acompanhar o trabalho de um biólogo experiente e aprender um pouco do trabalho dele. 
O biólogo Jean, para iniciar a condução do seu treinamento, lhe apresentou para a equipe, fez algumas perguntas para conhecê-lo e passou algumas atividades. Jean questionou qual o seu entendimento em relação à célula, pois vocês trabalhariam muito com elas nos próximos dias. O que você poderia responder ao biólogo para demonstrar o seu conhecimento relacionado às células? 
Jean lhe mostrou ainda os diferentes microscópios presentes no laboratório, com os quais eles trabalham para fazer as análises dos materiais em estudo. Você conhece diferentes tipos de microscópio e a vantagem de utilizar cada um deles? Sabe a importância deles na história e evolução da ciência?
Para finalizar, o biólogo lhe entregou três lâminas para você analisar ao microscópio e caracterizá-las. A partir das imagens das lâminas a seguir, quais são as características das células observadas por você? Identifique as principais estruturas e tome nota para posteriormente apresentá-las ao Jean. 
Figura 1.1 | Lâmina A
Fonte: Engelkirk; Duben-Engelkirk (2012, p. 59).Figura 1.2 | Lâmina B
Fonte: Junqueira; Carneiro (2013, p. 51).Figura 1.3 | Lâmina C
Fonte: Wikimedia Commons.
A todo instante uma nova descoberta científica se dá! O estudo das células permite ampliar o potencial de pesquisas relacionadas à saúde, além de trazer mais evolução para o ramo da ciência e esta é a sua oportunidade de conhecer um pouco mais sobre o tema. 
CONCEITO-CHAVE
A citologia (do grego kytos: célula, e logos: estudo), atualmente designada biologia celular, é a ciência que estuda a célula (unidade funcional de todo o ser vivo) e seu comportamento (composição, estruturas e fisiologia). O estudo desta ciência só foi possível com a invenção dos primeiros equipamentos de visualização microscópica, permitindo a observação de estruturas não visíveis a olho nu, como células e microrganismos.
Para auxiliar nosso estudo, faremos um breve histórico com os principais eventos ocorridos no ramo da biologia celular desde a invenção do microscópio até a descoberta da célula, e a formulação da teoria celular, uma vez que a história da biologia celular está diretamente ligada ao desenvolvimento tecnológico que tornou possível o estudo da célula.
•  1590: Hans Janssen e Zacharias Janssen, os holandeses fabricantes de óculos, criaram lentes capazes de ampliar imagens, permitindo uma visão de detalhes impossíveis de serem visualizados a olho nu. Acredita-se terem sido os inventores do primeiro microscópio.
•  1665: Robert Hook, cientista inglês, inventa o microscópio composto (com lente ocular e objetiva). A partir de observações realizadas em finos cortes de cortiça (material de origem vegetal), descreveu pequenas cavidades preenchidas por ar, no caso as paredes celulares das células mortas do tecido observado por ele, nomeando-as “célula” (do latim cella: pequeno compartimento), sendo a descoberta de maior divulgação do século XVII.
•  1673: Anton Van Leeuwenhock, holandês, construiu o seu próprio microscópio simples e conseguiu visualizar pela primeira vez células vivas (em material biológico humano: sangue, fibras musculares, espermatozoides etc.).
•  1831: Robert Brown, botânico escocês, descreveu pela primeira vez o núcleo, constatando que a maioria das células possuía uma estrutura interna ovoide ou esférica. 
•  1838: Mathias Jakob Schleiden, botânico alemão, defende que as plantas e seus órgãos eram formados por células e relaciona o núcleo à divisão celular. 
•  1839: Theodor Schwann, fisiologista alemão, por meio de estudos com tecidos animais, descobre a enzima pepsina, o metabolismo celular e a fisiologia de células musculares e nervosas. 
TEORIA CELULAR
Considerado um marco na biologia, a teoria celular foi formulada por meio do estudo das propriedades das células. Esse conceito surgiu no século XIX, pelo botânico alemão Mathias Jakob Shleiden e o fisiologista, também alemão, Theodor Schwann, entre os anos de 1838 e 1839, que formularam a hipótese de que todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células, e a célula é a unidade estrutural da vida, sendo esta a base da teoria celular.
Mais tarde, em 1855, o médico polonês Rudolf Virchow propôs a ideia de que todas as células são provenientes de outra célula pré-existente. Em 1878, Walther Flemming estudou o processo de divisão celular e a distribuição dos cromossomos no processo que chamou de mitose, conseguindo comprovar como a multiplicação das células ocorria.
Os princípios gerais que fundamentam a teoria celular, são:
• Todos os seres vivos são formados por uma ou mais células. 
• Toda célula se origina de outra preexistente. 
• A célula é a menor unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos. 
Sabe-se que a atividade de um organismo depende da atividade de suas células, e todas as reações metabólicas e bioquímicas ocorrem no interior das células. As células contêm informações genéticas e hereditárias que são passadas para outras células durante o processo de divisão celular. 
Atualmente, afirma-se que as células são formadas por três partes básicas: a membrana, o citoplasma e o núcleo, e possuem basicamente a mesma constituição química.
MICROSCOPIA
Como vimos anteriormente, o estudo das células não seria possível sem a descoberta do microscópio, instrumento essencial para o desenvolvimento da citologia, o qual revolucionou o conhecimento científico. 
O objetivo da microscopia é permitir que possamos distinguir detalhes não observáveis a olho nu, por meio de imagens ampliadas de um objeto. As células, além de minúsculas, são também incolores e transparentes, e a descoberta de suas principais características internas está relacionada com a evolução dos microscópicos, assim como a derrubada da teoria da geração espontânea e os “seres invisíveis” causadores de doenças. O microscópio possibilitou a evolução no conhecimento sobre o funcionamento e tratamento de doenças. 
Vamos conhecer um pouco destes instrumentos tão importantes e revolucionários para a ciência?
Os primeiros microscópios eram muito simples, com apenas uma lente, restringindo os resultados dos trabalhos realizados. Mais tarde, no final do século XIX, surgiram os primeiros microscópios binoculares e com um conjunto de lentes objetivas que permitiram uma visualização melhor. Trata-se dos microscópios ópticos (MO) ou também conhecidos como microscópios de luz. O feixe luminoso projetado pelo microscópio, ao atravessar a célula ou material de estudo, penetra na lente objetiva (de cristal) e refrata a luz, projetando uma imagem aumentada do material de 100 a 1000 vezes. 
Em 1933, Ernst Ruska inventou o microscópio eletrônico, um grande avanço na microscopia que o rendeu um Prêmio Nobel de Física. O microscópio eletrônico (ME), possui um poder de resolução muito maior e utiliza em sua tecnologia feixes de elétrons e lentes eletromagnéticas para observar o objeto, com possibilidade de ampliação em até 300 mil vezes, contribuindo para a detecção de estruturas não visíveis pelo microscópio óptico.
Figura 1.4 | Poder de resolução
Nota: Os tamanhos das células e de seus componentes estão representados em uma escala logarítmica, indicando a amplitude de objetos que podem ser prontamente resolvidos a olho nu e nos microscópios ópticos e eletrônicos.
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 531).
É importante sabermos que existem vários tipos de microscópios ópticos (de fluorescência, de polarização, ultravioleta etc.) e microscópios eletrônicos (de varredura e de transmissão) e cada um deles é utilizado para uma determinada finalidade, sendo possível visualizar diferentes níveis de estruturas, dependendo do tamanho, espessura, origem,dentre outras características (Figura 1.4).
ASSIMILE
No microscópio eletrônico de transmissão (MET), a imagem é formada simultaneamente à passagem do feixe de elétrons através do material. A imagem final é visualizada em uma tela fosforescente ou placa fotográfica, uma vez que os feixes de elétrons são imperceptíveis ao olho humano. O MET é utilizado no estudo de materiais biológicos, com alto poder de definição permite estudos de morfologia celular, organelas e interações entre as células e outros organismos.
O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é muito semelhante ao MET, no entanto, a sua principal característica é que o feixe de elétrons não atravessa o material, ele varre a superfície da amostra, fornecendo uma imagem tridimensional. O MEV é geralmente utilizado de forma complementar ao MET, para estudos de morfologia e taxonomia, e o seu poder de resolução é menor do que o MET.
Desta forma, verificamos que com o avanço da microscopia foi possível o aprofundamento no conhecimento das células, tecidos e órgãos, permitindo ampliar e aplicar pesquisas na área da saúde em geral, mas também em outras áreas de conhecimento.
REFLITA
Com a invenção do microscópio eletrônico, mais evoluído e potente, por que os microscópios ópticos não deixaram de ser utilizados? Qual a vantagem deles em relação ao microscópio eletrônico?
ESTUDO DOS ORGANISMOS VIVOS
A vida está presente por toda parte e fazemos parte de um grupo de seres vivos muito diversificado. Apesar de sabermos que todo organismo vivo é formado por células e que as células são a unidade fundamental de todos os seres vivos, podemos dizer que elas são todas iguais? Todos os organismos vivos possuem as mesmas células e em quantidade igual? 
Realmente a célula faz parte da estrutura de um organismo e nós, por exemplo, as possuímos em grande quantidade. Nosso corpo é composto por tecidos, órgãos, músculos, sangue, os quais são, todos, compostos por células.
Quando qualquer célula tem o seu papel prejudicado, seja estrutural ou funcional, o organismo vivo apresenta alterações que podem inclusive gerar o desenvolvimento de patologias. 
EXEMPLIFICANDO
Vamos pensar no nosso corpo como um grande quebra-cabeça, e cada uma das peças é uma célula. Todos os seres vivos são formados por células. Desta forma, quando o quebra-cabeça está montado forma-se uma imagem, assim como a união de várias células forma um ser vivo. Quando alguém perde uma peça, o quebra-cabeça fica incompleto e a imagem não pode ser formada, ou se uma peça se danifica, a imagem completa não ficará tão nítida. Ocorre o mesmo com o nosso corpo, quando uma célula morre ou é danificada, dependendo do papel que ela exerce, pode haver alterações e desenvolvimento de patologias, como ocorrem com as células cancerígenas por exemplo.
O corpo humano é formado por milhares de células, e cada uma delas tem funções e formatos distintos, no entanto, elas precisam trabalhar em conjunto para que o nosso corpo se mantenha estruturado e em ótimo funcionamento. A diferenciação celular é o processo na qual as células se especializam para desempenhar funções diferentes. Como exemplo, podemos pensar nas milhares de células que se unem e formam os tecidos, e estes por sua vez formam os órgãos, que unidos formam os sistemas, que juntos fazem parte da composição do nosso corpo.
Uma vez que a célula é a unidade de todo ser vivo, existem os seres vivos que são formados por uma única célula, os unicelulares, como as bactérias, os protozoários e alguns tipos de fungos e algas, os quais são considerados os seres mais simples. E os seres vivos formandos por muitas células são chamados de pluricelulares ou multicelulares, como os animais, as plantas, algumas algas e fungos, todos caracterizados por possuírem células diferenciadas capazes de formar tecidos. Cada célula possui todas as estruturas responsáveis pela nutrição, produção energética, metabolismo e reprodução e, desta forma, cumprem o ciclo vital do ser vivo.
Independentemente do formato da célula, todas são constituídas pela membrana plasmática, citoplasma e material genético, o qual pode estar disperso no citoplasma (células procariontes) ou em um núcleo delimitado por uma membrana nuclear, a carioteca (células eucariontes).
CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES
Há apenas dois tipos básicos de células: as procariontes e as eucariontes.
As células procariontes (pro: primeiro, e cario: núcleo), também chamadas de procarióticas, são células bem simples, consideradas primitivas, e quando comparadas a outro tipo de célula, são consideradas bem menores. Estas células são caracterizadas pela escassez de membranas – em geral, a membrana plasmática é a única membrana presente nesse tipo de célula. O seu material genético fica disperso no citoplasma, uma vez que ela não tem núcleo, e o DNA se apresenta na forma de anel e não está associado a proteínas (histonas). A molécula de DNA se enrola formando um bloco denso chamado de nucleoide. O citoplasma não é compartimentado, por essas células não possuírem citoesqueleto, e sua forma é definida por uma parede celular, cobertura resistente que serve como proteção para a célula (proteção mecânica). Estas células possuem formas simples e variadas, como esferas, bastonetes ou hélices e, em alguns casos, podem formar colônias. 
Os seres vivos que possuem células procariontes são denominados procariotas: são as bactérias (Figura 1.5) e cianobactérias (cianofíceas ou algas azuis). A bactéria Escherichia coli é a célula procariota mais estudada, por sua estrutura simplificada e a sua rápida multiplicação. 
Figura 1.5 | Desenho tridimensional das estruturas de uma bactéria, exemplo de célula procarionte
Fonte: Junqueira e Carneiro (2012, p. 293).
A E. coli tem a forma de bastão, é separada pelo meio externo por uma membrana plasmática, por fora desta membrana ainda possui uma parede rígida composta de proteínas e glicosaminoglicanas, com função protetora. As células procariontes não possuem organelas, com exceção dos ribossomos, que podem se ligar a moléculas de RNAm (formando os polirribossomos). Também não se dividem por mitose e meiose, utilizam um mecanismo bem mais simples, a reprodução assexuada binária ou por bipartição. Neste processo de reprodução, a bactéria duplica o seu material genético e se divide em duas, ambas as partes terão a mesma quantidade de DNA. Em alguns casos, a membrana plasmática sofre invaginações que penetram no citoplasma e se enrola, originando estrutura chamadas de mesossomos (auxiliam na respiração). Algumas células procariontes autotróficas (realizam fotossíntese) possuem em seu citoplasma membranas paralelas entre si, associadas à clorofila ou a outros pigmentos responsáveis pela captação de energia luminosa. A maioria, no entanto, são células heterotróficas, que dependem de uma fonte externa de energia, e utilizam mecanismos de absorção de alimentos por meio da fermentação ou respiração celular. As células procariontes podem, ainda, possuir flagelos (auxiliam na locomoção) e fímbrias ou pili (auxiliam na aderência às células hospedeiras).
Já as células eucariontes (eu: verdade, e cario: núcleo), possuem um núcleo bem individualizado e delimitado pelo envoltório nuclear. Em geral, há um núcleo por célula, mas algumas células podem ter mais de um núcleo. São células mais complexas e maiores do que as células procariontes e estão presentes nos protozoários, fungos, algas, plantas e animais.
As células eucarióticas são caracterizadas pela riqueza de membranas, além da membrana plasmática e da membrana nuclear, possuem compartimentos internos menores, denominados organelas citoplasmáticas, responsáveis por processos metabólicos. O material genético está separado do citoplasma por uma membrana dupla chamada de carioteca. Nesta célula, os filamentos de DNA se ligam a proteínas histonas e formam filamentos chamados de cromatina, por sua vez dentro da cromatina são encontrados os nucléolos. As células eucariontes realizam um processo de divisão mais complexo, que envolvem os mecanismos de mitose e meiose,que serão estudados mais adiante. A variabilidade de formas das células eucarióticas é grande e, geralmente, a sua função específica é que a determina.
Com o sistema de organelas, as células eucariontes aumentaram a sua eficiência, permitindo atingirem tamanhos maiores sem prejuízo de suas funções.
Agora que já conhecemos as principais diferenças entre as células procariontes e eucariontes, como podemos diferenciar a célula animal da célula vegetal, sendo que ambas são células eucariontes? A presença ou a ausência de determinadas organelas citoplasmáticas é que as diferenciará, vejamos a seguir.
CÉLULA ANIMAL E CÉLULA VEGETAL
Muitos componentes celulares são comuns às células animais e às células vegetais, mas a distribuição das organelas difere uma célula de outra. O aspecto ou distribuição das organelas também pode ser diferente, inclusive dentro de uma mesma célula. No entanto, ao analisarmos os componentes de ambas as células, é possível notarmos algumas diferenças marcantes. Vamos conhecê-las:
Figura 1.6 | Esquema representativo de uma célula vegetal e um célula animal, exemplos de células eucariontes
Fonte: adaptado de Shutterstock.
A célula animal (Figura 1.6) é uma célula eucarionte presente nos animais do Reino Animalia e é caracterizada por não ter parede celular, sendo delimitada pela membrana plasmática, responsável por delimitar e proteger a célula. A célula animal, assim como vimos nas bactérias, possui membrana plasmática, citoplasma e ribossomos. O citoplasma é constituído pelo citosol, composto por água, proteínas, íons, aminoácidos, enzimas, entre outros. Dispersos no citoplasma, diferentemente das bactérias, nestas células encontramos as organelas citoplasmáticas. Estas organelas são estruturas intracelulares com funções bem definidas, responsáveis pelo funcionamento das células: digestão, respiração, sintetização e transporte de proteínas, dentre outras. Estudaremos mais adiante cada uma delas: ribossomos, vesículas, retículo endoplasmático liso e rugoso, aparelho de Golgi, microtúbulos, citoesqueleto, lisossomos (organela exclusiva das células animais), centríolos, vacúolos, mitocôndrias e peroxissomos.
LEMBRE-SE 
Os lisossomos são organelas citoplasmáticas com a função de degradar partículas, auxiliando na digestão intracelular de células animais eucariontes. As células vegetais como são autótrofas, capazes de produzir o seu próprio alimento, possuem os plastídeos, organela exclusiva destas células, que auxiliam no processo de fotossíntese, síntese de aminoácidos e ácidos graxos, além de armazenamento.
A célula vegetal (Figura 1.6) também é uma célula eucarionte e é muito semelhante à célula animal: tem núcleo, ribossomos, retículo endoplasmático rugoso e liso, complexo de Golgi, citoesqueleto, mitocôndrias, dente outros. Contudo, por apresentarem diferenças estruturais e metabólicas, elas possuem alguns componentes exclusivos. As células vegetais possuem a parede celular, responsável pela proteção das células e dos vacúolos, uma vez que os vacúolos das células vegetais são muito maiores do que os das células animais e podem ocupar quase todo o volume celular. Devido a sua capacidade de produzir o próprio alimento, ou seja, por ser autotrófica, para realizar a fotossíntese as células possuem uma organela específica, os plastos (ou plastídeos). Os plastos são diferenciados de acordo com a função que exercem e podem ser classificados como cromoplastos (possuem pigmentos coloridos, como carotenoides e xantofilas), leucoplastos (ausente de pigmentos, armazenam lipídeos, amido e proteínas) e cloroplastos (possuem o pigmento da clorofila, responsável pela absorção da luz e realização da fotossíntese). Outra organela presente somente em células vegetais é o glioxissomo, semelhante ao peroxissomo, porém especializado, o qual é importante na germinação de sementes.
Estamos chegando ao fim desta seção, mas não podemos deixar de comentar a respeito de um grupo biológico extremamente discutido, os vírus. Afinal, eles são considerados um organismo vivo? 
Os vírus são estruturas muito pequenas, visíveis somente com a microscopia eletrônica. São conhecidos pelas doenças que causam aos seres humanos, animais e plantas. Uma das principais características destes organismos que os diferencia de outros seres vivos é não possuírem células, ou seja, são acelulares. Mas nós acabamos de estudar que todos os seres vivos são formados por células, não é mesmo? 
Os vírus são formados por uma molécula de DNA ou RNA (material genético), envoltos por uma estrutura conhecida por capsídeo, composta por proteínas. Os vírus precisam de uma célula hospedeira viva para replicar o seu material genético, porque eles não possuem metabolismo próprio e acabam utilizando todas as organelas e enzimas de uma célula para se reproduzir, prejudicando, assim, as funcionalidades da célula. 
Estes organismos seriam uma exceção à regra? Há controvérsias em relação à classificação dos vírus. Segundo as considerações científicas, se analisarmos a característica dos seres vivos de se reproduzirem, a capacidade de evoluírem em resposta ao ambiente e apresentarem uma variabilidade, os vírus devem, então, ser considerados organismos vivos. No entanto, por não possuírem metabolismo próprio, muitos cientistas acreditam que deveriam ser considerados somente partículas infecciosas, entidades sem vida, ao invés de seres vivos propriamente ditos. 
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
Ao analisarmos o percurso histórico da construção da teoria celular, é possível notarmos que as estruturas visíveis ao microscópio óptico não conduziram à noção da célula como unidade morfofuncional da vida. Desde a primeira observação da célula até a publicação da teoria celular, passaram-se quase dois séculos (SILVA, 2016).
Muitos pesquisadores deram a sua contribuição para a formulação da teoria celular, mas quem foi o primeiro a observar uma estrutura ao microscópio e denominá-la de célula?
a.  Robert Brown.
b.  Theodor Schwann e Mathias Schleiden.
c.  Antonie van Leeuwenhoek.
d.  Robert Hooke.
e.  Ernst Ruska. 
Questão 2
A célula é a unidade que constitui os seres vivos, a qual pode existir isoladamente ou formar arranjos ordenados. Existem duas classes de células nas quais os organismos vivos podem ser classificados, são elas: procariontes e eucariontes (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012. p. 376).
Analise as afirmativas a seguir e assinale a correta.
a.  A célula procarionte possui mitocôndrias.
b.  Os cactos e as cianobactérias são exemplos de seres pluricelulares.
c.  Os vírus são considerados unicelulares.
d.  A célula eucarionte é caracterizada pela presença de parede celular.
e.  As algas fotossintetizantes são células eucariontes.  
Questão 3
Sabemos que os seres vivos são compostos por uma ou mais células, e as células podem ser de diferentes tipos. Observe o quadro a seguir:
	
	Membrana plasmática
	Ribossomos
	Parede celular
	Mitocôndria
	Centríolos
	Célula A
	+
	+
	+
	+
	-
	Célula B
	+
	+
	-
	+
	+
	Célula C
	+
	+
	+
	-
	-
O quadro está assinalado com (+) indicando a presença e (-) a ausência da estrutura.
Com base nos dados apresentados no quadro, identifique a classificação das células A, B e C, respectivamente.
a.  Célula animal; célula vegetal; célula animal.
b.  Célula animal; célula animal; célula vegetal.
c.  Célula procarionte; célula animal; célula vegetal.
d.  Célula vegetal; célula animal; célula procarionte.
e.  Célula animal; célula vegetal; célula procarionte.  
REFERÊNCIAS
ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 
COELHO, S. Os curingas do corpo humano. Fiocruz. Disponível em: https://bit.ly/3w2oufF. Acesso em: 23 set. 2020.
DE ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. 
ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, Janet. Burton, microbiologia para as ciências da saúde. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. 
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. 
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO,J. Histologia básica. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. 
MENEGUETTI, D. U. O.; FACUNDO, V. A. Vírus ser vivo ou não? Eis a questão! Rev. Epidemiol. Control. Infect., v. 4, n. 1, 2014. Disponível em: https://bit.ly/3eZVvBZ. Acesso em: 5 out. 2020.
MINISTÉRIO DA SAÚDE. Coronavírus. Ministério da Saúde, 2020. Disponível em: https://bit.ly/3eYUtX7. Acesso em: 23 set. 2020.
SILVA, E. C.; AIRES, J. A. História da ciência e ensino: panorama histórico da teoria celular. V. 14, 2016.
SIMI, L. D. Biologia celular e molecular. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A, 2018. 
VIERA, F. S. Introdução à microscopia. Microscopia Eletrônica – Aula 4. Universidade Federal de Sergipe / CESAD. São Cristóvão, 2008. Disponível em: https://bit.ly/3epG9aP. Acesso em: 22 set. 2020.
FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
O FENÔMENO DA VIDA. CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES
Renata Morais dos Santos
Fonte: Shutterstock.
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SEM MEDO DE ERRAR
Você como trainee precisa demonstrar os seus conhecimentos a respeito da origem das células, as suas principais estruturas para conseguir identificá-las e saber as diferenças dos tipos de microscópios e quando utilizá-los. Agora você já está preparado para resolver a situação-problema com todo o conhecimento adquirido até o momento. Vamos lá?
A célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos, sendo visível apenas com o microscópio. Foi descoberta em 1665, por Robert Hook, quando este observou células mortas de cortiça. Em geral, as células são constituídas pela membrana plasmática, citoplasma e material genético. Elas se diferenciam tanto em sua estrutura quando em sua funcionalidade e podem ser células procariontes (mais simples) e células eucariontes (mais complexas). 
A invenção do microscópio permitiu ao homem uma nova visão do mundo e a exploração de diversos campos antes desconhecidos, invisíveis a olho nu. Foi possível reconhecer as células e suas estruturas graças a este advento. Com o avanço desta tecnologia e o conhecimento científico, muitos tratamentos de doenças, medicamentos e terapias vêm sendo desenvolvidos, trazendo ótimos benefícios à saúde. 
Existem dois modelos de microscópios, os ópticos e os eletrônicos, e dentre eles existem vários tipos, cada um com uma determinada finalidade. Os microscópios ópticos, também conhecidos como microscópios de luz, são os mais comuns de serem vistos, mais utilizados em instituições de ensino. O microscópio óptico utiliza a luz e as lentes de cristal, permitindo um aumento de 10 a 100 vezes, chegando a uma ampliação final de 1000 vezes de uma imagem. Já os microscópios eletrônicos não utilizam a luz e, sim, feixes de elétrons, e ao invés de lentes de cristal utilizam lentes eletromagnéticas. São muito mais potentes e podem ampliar uma imagem em até 300 mil vezes. No entanto, mesmo sendo muito potentes, eles permitem apenas a visualização da superfície da amostra, enquanto os microscópios ópticos permitem a visualização direta da amostra, sendo ideais para observar materiais vivos.
Figura 1.1 | Lâmina A
Fonte: Engelkirk; Duben-Engelkirk (2012, p. 59).Figura 1.2 | Lâmina B
Fonte: Junqueira; Carneiro (2013, p. 51).Figura 1.3 | Lâmina C
Fonte: Wikimedia Commons.
Na lâmina A, é possível visualizar bactérias. As bactérias são microrganismos unicelulares procariontes e podem ter variadas formas, no caso da figura, estas bactérias possuem formato de bacilos. Estes organismos vivos são compostos de citoplasma, membrana plasmática e parede celular. O material genético fica disperso no citoplasma.
A lâmina B representa uma célula animal e pode ser de um organismo pluricelular eucarioto. Possui a membrana plasmática, o citoplasma e o núcleo, visíveis na imagem. O seu material genético encontra-se dentro do núcleo, delimitado pela membrana nuclear, e em seu citoplasma ficam alocadas diversas organelas citoplasmáticas não visíveis ao microscópio óptico, com exceção dos vacúolos. 
Por fim, a lâmina C contém células vegetais. É possível dizer que é de um organismo pluricelular eucarioto. São notáveis a parede celular, o núcleo e o citoplasma destas células. Notamos ainda que o citoplasma ocupa quase toda a parte da célula.
Após todas estas observações, você já está preparado para apresentar todas os seus apontamentos para o Jean, demonstrando que você está preparado para as próximas etapas do treinamento. Você conseguiu superar o desafio até aqui, parabéns! O caminho proposto foi apenas um exemplo de como você poderia responder a situação-problema apresentada.
AVANÇANDO NA PRÁTICA
MICROSCOPIA E A SAÚDE
O laboratório de biologia celular e molecular da universidade na qual você estuda recebeu uma demanda de amostras para serem analisadas. Os pesquisadores de doutorado e mestrado estão analisando o vírus SARS-CoV-2, para a publicação de um trabalho. O vírus causador da doença COVID-19, de importância internacional, de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 80% dos pacientes são assintomáticos ou apresentam poucos sintomas da doença, enquanto em aproximadamente 20% dos casos, os pacientes requerem atendimento hospitalar. 
Os pesquisadores estão buscando compreender um pouco mais a respeito da estrutura deste vírus e o seu comportamento. O laboratório recebeu equipamentos novos e foi todo estruturado para atender a estas pesquisas, no entanto, os estagiários que auxiliavam os pesquisadores estavam ausentes, devido a uma viagem da universidade. O professor da disciplina de Biologia Celular convocou alguns alunos para ajudar os pesquisadores e a sua missão será tirar fotos do vírus no microscópio para serem analisadas posteriormente. No entanto, lhe foi solicitado que você tire as fotos de mais de um microscópio. 
Quais microscópios você deve utilizar? Qual a diferença na imagem deles? E você consegue se lembrar das características e estruturas dos vírus para poder observá-las? 
RESOLUÇÃO
Primeiramente, você deve se recordar das características dos vírus. São organismos acelulares, ou seja, não possuem células, tão pouco possuem ribossomos ou outras estruturas que sustentem o seu organismo, não realizando, portanto, nenhuma atividade metabólica. Os vírus necessitam de outras células para se reproduzir e sobreviver, desta forma são considerados parasitas intracelulares obrigatórios. São formados por uma capsula proteica (capsídio), que envolve o material genético (ou um DNA ou um RNA, ou em alguns casos os dois). Alguns vírus têm ainda um envelope viral (proteção lipídica externa) e em seu capsídeo há proteínas ligantes para se ligarem as células que serão infectadas. Estes organismos são muito pequenos e não podem ser vistos a olho nu ou em microscópio óptico. 
Desta forma, você já sabe que não deverá utilizar o microscópio óptico, pois não irá conseguir visualizar o vírus SARS-CoV-2 e registrar as imagens solicitadas.
O outro tipo de microscópio é o microscópio eletrônico, que possui dois modelos, o MET (microscópio eletrônico de transmissão) e o MEV (microscópio eletrônico de varredura). 
No MET, o material a ser analisado deverá ser cortado em fatias finas, e ele possui um maior poder de resolução do que o MEV. O microscópio de transmissão permite uma resolução de 0,002 nm, permitindo a visualização de estruturas celulares como as organelas, interação de parasitas com as células e informações sobre alterações nas células ocorridas por vírus, bactérias, dentre outros. O MEV pode ser considerado complementar à microscopia de transmissão, tem a vantagem de fornecer imagens tridimensionais e o material a ser analisado não precisa ser cortado (ou seja, podem ser utilizadas amostras grossas). O poder de resolução é de 10 nm, utilizado para estudos de morfologia e taxonomia, visualizando organismos inteiros, tecidos e órgãos.
Figura 1.7 | Imagens do vírus SARS-CoV-2
Imagem A
Imagem B
Fonte: adaptado de Instituto Butantan (n.p.).
NÃO PODE FALTAR
MEMBRANA PLASMÁTICA
Renata Morais dos Santos
Fonte: Shutterstock.
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PRATICAR PARA APRENDER
Caro aluno,estudamos até aqui a unidade fundamental da vida, a célula. Aprendemos a classificá-la e conhecemos um pouco sobre a suas características e particularidades. Vocês se lembram dos três componentes básicos de todas as células? Todas as células, sejam elas procariontes ou eucariontes, têm em sua estrutura a membrana plasmática, o citoplasma e o material genético.
Nesta seção, iremos aprofundar os nossos estudos em um dos componentes mais característicos das células, a membrana plasmática ou membrana celular. Você seguramente já ouviu falar em “mosaico fluido”, “permeabilidade seletiva”, “uma camada que tem medo da água e outra com afinidade à água”, dentre outras expressões, todas elas fazem referência a algumas das características da membrana celular.
A membrana plasmática é a estrutura que delimita todas as células vivas: ela separa o ambiente intracelular do ambiente extracelular, controlando assim tudo o que entra e sai da célula, por meio de transportes ativos (com gasto de energia) ou passivos (sem gasto de energia). Além de delimitar a célula e protegê-la de agentes diversos, a membrana celular participa de processos de reconhecimento celular e sinalização celular, participa da comunicação entre as células, dentre outras funções particulares de algumas membranas.
E qual seria então a sua importância na saúde? Algumas doenças são causadas por alterações na membrana plasmática e acabam apresentando risco à vidacomo o mal de Alzheimer e a fibrose cística. Além disso, a absorção de fármacos também está relacionada com o funcionamento da membrana celular, dependendo da composição, eles conseguem penetrar mais rápido pelas membranas, como no caso dos fármacos solúveis em lipídios. Desta forma, estudaremos não só a composição da membrana plasmática, mas também as suas funções, características e como são realizados os transportes de substâncias através da membrana, uma vez que esta é seletiva e apenas algumas substâncias podem entrar ou sair das células. Além disso, dependendo da concentração de moléculas no meio intracelular em relação ao meio extracelular, a membrana faz um transporte diferente. Vamos conhecê-los no decorrer desta seção. 
Seguiremos com a situação hipotética em que uma multinacional farmacêutica abriu um processo seletivo de trainee em diversos setores e você foi um dos candidatos selecionados. Você está atuando no setor de produção, na área de pesquisa, desenvolvimento e testes dos medicamentos e trabalha com uma equipe de farmacêuticos, biólogos, biomédicos, médicos, engenheiros químicos e biotecnólogos. Para executar bem a sua função, você precisa se dedicar muito e estar disposto a aprender com esta nova experiência. Você foi encaminhado para um dos laboratórios da empresa, para acompanhar o trabalho de um biólogo experiente e aprender um pouco do trabalho feito por ele.
O gestor que está conduzindo o seu treinamento lhe apresentou ao farmacêutico Carlos, do mesmo laboratório, e vocês farão alguns testes para verificar a ação de fármacos nas células e como eles atravessam a membrana celular para agirem. Eles lhe explicaram que os fármacos podem atravessar a membrana plasmática de quatro formas distintas: por difusão passiva, por difusão passiva facilitada, por transporte ativo e por pinocitose. 
Qual a diferença entre estes transportes? Existem outros transportes realizados pela membrana plasmática? Jean solicitou o seu auxílio para montar uma apresentação para os outros trainees que irão conhecer o laboratório. Para a apresentação será necessário apresentar uma introdução com as partes principais das células comuns a todos os seres vivos, com ênfase na membrana plasmática, suas características e funções, para que todos possam compreender a demonstração dos testes que vocês farão. 
Como veremos, a membrana plasmática não é apenas uma barreira inerte na célula que a delimita: ela tem funções de extrema importância e seu mau funcionamento pode afetar algumas de suas funções, gerando problemas sérios como o desenvolvimento de doenças, entre outros, os quais podem trazer consequências para o ser vivo em questão. Todos esses pontos serão estudados nesta seção. 
CONCEITO-CHAVE
A membrana plasmática ou celular, como também é chamada, é a estrutura que delimita a célula, ou seja, separa o meio intracelular do extracelular. Ela está presente na superfície de todas as células, sejam elas procariontes ou eucariontes, e é responsável por manter a integridade da célula e controlar o tráfego de substâncias que entram e saem, formando uma barreira seletiva com uma estrutura complexa e organizada. Devido a sua diminuta espessura, com cerca de 7 a 10 nm, não pode ser visualizada em microscópio óptico, no entanto, a sua existência já era conhecida antes da invenção do microscópio eletrônico, por meio de técnicas de coloração e contrastes. Um dos primeiros indícios de sua existência foi a observação da alteração do volume das células de acordo com a concentração de soluções inseridas nestas. Na década de 1950, com a microscopia eletrônica, foi possível identificar as características e composição das membranas plasmáticas, concluindo que a estrutura básica das membranas biológicas é semelhante em todos os tipos celulares. Vamos conhecer um pouco mais desta membrana a seguir.
COMPOSIÇÃO E FUNÇÕES
Todas as membranas plasmáticas são constituídas basicamente por moléculas de lipídeos, proteínas e cadeias de carboidratos ligados aos lipídios e às proteínas. A proporção destes componentes varia conforme o tipo de célula. Por exemplo: as membranas de mielina (recobrem fibras nervosas) possuem 80% de lipídios, enquanto as membranas de eritrócitos (glóbulos vermelhos) possuem cerca de 40% de sua massa composta por lipídios, e o restante distribuídos entre os demais constituintes.
ATENÇÃO
Apesar das porcentagens dos componentes da membrana plasmática variarem bastante de acordo com o tipo celular considerado, elas, em geral, apresentam uma composição lipoproteica predominante.
O primeiro componente da membrana celular que iremos estudar é o lipídio. Os lipídios associados às membranas são moléculas com uma extremidade hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica. Mas o que isso significa e qual é a sua importância? 
As moléculas que apresentam a região hidrofílica têm afinidade com a água, sendo solúveis em meio aquoso, isto ocorre porque elas são moléculas polares. Já a região hidrofóbica destas moléculas tem aversão à água e é insolúvel em meio aquoso, porém solúvel em lipídios e considerada apolar. As moléculas que apresentam estas características são consideradas anfipáticas, ou seja, elas têm regiões hidrofílicas e hidrofóbicas.
Os lipídios mais abundantes da membrana são os fosfolipídios, por conterem grupos fosfato e, dentre eles, os mais comuns encontrados nas membranas celulares são os fosfoglicerídeos, esfingolipídios, colesterol e glicolipídios.
ASSIMILE
O colesterol está presente nas membranas das células animais e não é encontrado nas células vegetais, que, ao contrário, contêm outros esteróis. 
A concentração de esteróis determina a fluidez da membrana e quanto maior a concentração, menos fluida é a membrana. As células procariontes não contêm esteróis, salvo raras exceções (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2012). 
Graças às suas propriedades anfipáticas, os fosfolipídios, em meio aquoso, formam uma dupla camada ou bicamada, com porções hidrofóbicas voltadas para o interior da célula e a as extremidades hidrofílicas voltadas para o meio exterior aquoso. Essa característica é essencial para a manutenção da bicamada lipídica, estrutura básica universal da membrana plasmática, assim como de outras membranas biológicas, que, associadas a proteínas, constituem um mosaico fluido, que estudaremos mais adiante. 
As proteínas podem ser consideradas o segundo maior componente das membranas plasmáticas, cuja atividade metabólica depende delas. Cada tipo de membrana tem proteínas características, responsáveis pelas funções da membrana (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Existem dois grandes grupos de proteínas, as integrais (ouintrínsecas) e as periféricas (ou extrínsecas), classificadas de acordo com a facilidade ou não de extraí-las da bicamada lipídica. Elas atravessam a bicamada lipídica e auxiliam em quase todas as funções da membrana e estão envolvidas no transporte através da membrana e na comunicação celular. As proteínas se encontram agrupadas pela membrana de acordo com as suas especialidades, uma vez que são as principais responsáveis pela atividade da membrana plasmática.
ASSIMILE
As proteínas integrais são integradas à membrana, estão firmemente associadas aos lipídios e só podem ser separadas da parte lipídica com o auxílio de técnicas, como o uso de detergentes. As proteínas que atravessam a membrana de um lado a outro são conhecidas por proteínas transmembranas. Enquanto as proteínas extrínsecas não estão associadas aos lipídios e podem ser facilmente isoladas com o emprego de soluções salinas.
E, por fim, os outros componentes da membrana celular são os carboidratos (oligossacarídeos). Encontrados na superfície externa das células, eles podem estar associados às proteínas (glicoproteínas) ou aos lipídios (glicolipídios). Quando associados às proteínas, os carboidratos formam marcadores celulares, que permitem às células reconhecerem umas às outras.
EXEMPLIFICANDO
O nosso sistema imunológico possui células imunitárias (leucócitos) que por meio de marcadores celulares conseguem diferenciar as células do nosso organismo que não devem ser “atacadas” das células estranhas, que devem ser “atacadas”. Ou seja, trata-se de um mecanismo de defesa do nosso organismo.
A região composta por glicoproteínas e glicolipídios é denominada de glicocálice ou glicocálix, com importantes funções para a célula, desde proteção contra lesões de natureza química e mecânica, capacidade de adsorver água (evitando ligações indesejadas entre células), reconhecimento celular e adesão celular (importante para criação de tecidos).
DICA
O glicocálice das hemácias determina os grupos sanguíneos (A, B, AB ou O). O reconhecimento do tipo sanguíneo é extremamente importante para a realização de transfusões de sangue e tratamento de algumas doenças.
Conhecendo a composição básica das membranas plasmáticas, podemos concluir que elas estão envolvidas em processos vitais das células: proteção das estruturas celulares, permeabilidade seletiva (no controle de entrada e saída de substâncias da célula), delimitação do conteúdo intracelular e extracelular (mantém a integridade da célula), transporte de substâncias essenciais ao metabolismo celular (com o auxílio das proteínas), suporte físico para enzimas que ficam fixadas nela, reconhecimento de substâncias e comunicação celular (por meio de receptores específicos na membrana).
MEMBRANA PLASMÁTICA E SUAS CARACTERÍSTICAS
Além da sua propriedade de permeabilidade seletiva, controlando o fluxo de substâncias na célula, a membrana plasmática possui outras duas características: a sua fluidez e assimetria. 
Para representar a estrutura dinâmica e complexa da membrana plasmática, formada por uma bicamada lipídica, constituída de proteínas e carboidratos, foi proposto, em 1972, o modelo de mosaico fluido (figura 1.7), idealizado por Singer e Nicholson. O modelo foi assim denominado, porque a membrana plasmática se assemelha a um mosaico composto por uma combinação de proteínas e lipídios (fosfolipídios).
Figura 1.8 | Modelo mosaico fluido da membrana plasmática
Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
A bicamada da membrana é formada por fosfolipídios, moléculas anfipáticas que se encontram em constante deslocamento, permitindo a fluidez da membrana. As moléculas de proteínas presentes na bicamada da membrana estão dispostas com a sua parte hidrofílica em contato com a região aquosa da célula. Algumas proteínas podem se deslocar lateralmente, comprovando que a membrana é um fluido que permite a movimentação das proteínas dentro de uma matriz lipídica líquida (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 
A membrana plasmática apresenta uma assimetria entre as duas faces de sua membrana, as quais marcam a composição de lipídios e de proteínas. Outro fator que corrobora com esta assimetria é a distribuição das moléculas de carboidratos (glicolipídios e glicoproteínas), localizadas somente na face da membrana voltada para o meio extracelular, conhecida como glicocálix.
É importante termos o conhecimento de que a membrana plasmática de algumas células apresenta especializações de funções. Nestes casos, as regiões da membrana sofrem determinadas modificações especializando-a para uma atividade mais específica, como absorção de substâncias, aderência, locomoção e comunicação intracelular. Alguns exemplos mais conhecidos destas especializações são: 
•  Microvilosidades: prolongamentos digitiformes, encontradas na superfície de células do intestino e rins, aumentam a absorção de nutrientes.
•  Desmossomos: estruturas formadas pela membrana com a função de manter as células unidas umas às outras, aumentando a adesão entre elas. São encontrados em vários pontos da superfície da membrana plasmática.
•  Cílios e flagelos: estruturas citoplasmáticas anexas à membrana plasmática, com função, em geral, de locomoção. Os flagelos por exemplo são encontrados em espermatozoides, enquanto os cílios estão presentes nas vias respiratórias, auxiliando na defesa (retenção de impurezas). 
TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA
A membrana plasmática, como vimos, não só separa o meio intracelular do extracelular, como também controla a entrada e saída de substâncias da célula, formando uma barreira que facilita ou dificulta a passagem de moléculas, por isso é denominada de membrana semipermeável ou com permeabilidade seletiva. O transporte de substâncias através da membrana pode ocorrer de diferentes maneiras, dependendo das características das substâncias e das estruturas presentes em cada uma das células.
Para compreender os diferentes tipos de transportes da membrana plasmática, precisamos primeiro conhecer as substâncias que passam pelas membranas, conhecidas como soluto (íons ou pequenas moléculas que são dissolvidas) e solvente (meio líquido, no qual o soluto é dissolvido). E como ocorre o fluxo dessas substâncias na membrana? As moléculas seguem um gradiente de concentração, isto significa que elas sempre seguem em direção ao local de maior concentração para o local de menor concentração, até que a distribuição das moléculas seja uniforme, e para manter o equilíbrio, o intercâmbio de substâncias passa a ser proporcional. Desta forma, podemos caracterizar o meio intra e extracelular como isotônico, quando a concentração de soluto é igual no meio interno e externo da célula; hipertônico, quando a concentração de soluto é maior em relação ao solvente, no meio; e hipotônico, quando a concentração de soluto é menor em relação ao solvente, no meio. Com estas informações já sabemos que o tipo de substância e a concentração dela influenciam no tipo de transporte que será adotado, de forma ativa (com gasto de energia) ou passiva (sem gasto de energia).
O transporte passivo é caracterizado pela passagem das substâncias através da membrana plasmática, seguindo o gradiente de concentração, da região mais concentrada para a menos concentrada, podendo ocorrer tanto no interior das células como entre as células e o meio externo. Existem três tipos: difusão simples, difusão facilitada e osmose. Como podemos diferenciá-los?
Na difusão simples ou passiva, o soluto é transferido através da membrana plasmática do meio mais concentrado para o menos concentrado, podendo entrar ou sair da célula de acordo com a disposição destas concentrações nos meios intra e extracelulares. Neste caso, o soluto precisa ser pequeno e apolar. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a própria agitação térmica das moléculas, não havendo gasto de energia (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). A relação entre a concentração de O2 e CO2 nas células é devida à difusão simples. A maioria dos fármacos, por exemplo, por apresentarem moléculas pequenas, é capaz de atravessar a membranaplacentária por difusão, permitindo à gestante transferi-los para o feto, no entanto, a insulina possui moléculas grandes incapazes de atravessar a membrana da placenta por meio da difusão. 
Já na difusão facilitada, as moléculas que não conseguem atravessar facilmente a membrana precisam do auxílio de algumas proteínas com função transportadora, chamadas de proteínas permeases ou carreadoras. Estas proteínas transportam as substâncias (moléculas e íons) polares que não conseguem atravessar a parte dos fosfolipídios (hidrofóbica) da membrana. Como exemplo, podemos citar a molécula de glicose, algumas vitaminas e aminoácidos. As proteínas que auxiliam neste transporte são capazes de mudar a sua conformação de forma e reconhecerem a substância que deve ser transportada, facilitando o transporte, sem gasto de energia, a favor do gradiente de concentração. Este processo ocorre em uma velocidade maior do que o processo de difusão simples.
Por fim, na osmose, a passagem do solvente ocorre de uma região com baixa concentração de soluto para uma região mais concentrada. A entrada ou saída do solvente na célula depende da quantidade de soluto presente, controlada pela pressão osmótica, que atua no equilíbrio destas concentrações. Você deve se lembrar de ter ouvido que jogar sal no corpo da lesma, ela derrete, certo? Isso ocorre porque a concentração de sal é muito maior no meio externo do que no corpo da lesma e, desta forma, a água através do processo de osmose sai do corpo da lesma, causando a sua morte. 
Quando estudamos as células do sangue (hemácias) e as inserimos em um meio hipotônico, a água passará por osmose para o interior da célula, mais concentrado. Assim, a célula acaba inchando por ganhar água e, pode, até mesmo estourar. Estas mesmas células inseridas em um meio hipertônico perdem água para o meio e acabam murchando, muitas vezes, elas podem inclusive morrer ou ter as suas funções afetadas. O ideal é que as células estejam em um meio isotônico, com a mesma pressão osmótica nos meios intra e extracelular, permitindo a entrada e saída de água da célula com facilidade. 
REFLITA
A osmose ocorre da mesma forma em células animais e vegetais? A parede celular das células vegetais teria alguma influência no comportamento da célula, já que ela é uma camada de proteção extra?
Diferentemente das células animais, as células vegetais quando expostas ao meio hipotônico ou hipertônico, em virtude da presença de parede celular, impedem a entrada ou saída excessiva de água na célula. As células vegetais ficam turgidas, mas não chegam a se romper, ou ficam plasmolisadas, quando perdem muita água, no entanto, a sua composição interna fica preservada e ao absorver água, elas retornam à sua situação inicial. 
No transporte passivo ocorre a ação dos gradientes de concentração, sem a atuação celular ou gasto energético, e sua classificação é de transporte físico. Como funciona então o transporte ativo? Ao contrário do transporte passivo, as substâncias são transportadas para a célula contra o gradiente de concentração, do meio de menor concentração (meio hipotônico) para um meio de maior concentração (meio hipertônico), sendo necessário o gasto de energia.
Figura 1.9 | Diferentes mecanismos e estruturas da membrana são utilizados pelos solutos para atravessar as membranas da célula
Fonte: De Robertis e Hib (2017, p. V).
O transporte ativo pode ser dividido em transporte primário e secundário. Vamos entender a diferença entre eles? Em ambos os casos, são utilizadas proteínas carreadoras que auxiliam no transporte destas substâncias, que precisam ser ativadas por meio de energia. O transporte ativo primário utiliza uma fonte de energia química, como o trifosfato de adenosina (ATP) ou outro fosfato rico em energia, para ativar as proteínas transportadoras e mover as substâncias através da membrana contra o seu gradiente. Um exemplo é a bomba de sódio-potássio, que utiliza proteínas transportadoras que capturam os íons de sódio (Na+) de dentro do citoplasma da célula e os bombeia para fora delas, enquanto capturam os íons de potássio (K+) do meio externo bombeando-os para o interior das células. Como as proteínas utilizam energia, proveniente do ATP, este processo de transporte é considerado ativo primário. A bomba de Na+/K+ tem a importante função de manter as concentrações apropriadas destes íons nas células vivas, controlando a estabilidade do volume celular e a concentração de água no interior da célula, evitando assim que as células inchem a ponto de estourarem. Além disso, a bomba de sódio-potássio está diretamente relacionada às funções fisiológicas dos processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos, manutenção de gradientes eletroquímicos na célula e em suas organelas.
Já o transporte ativo secundário (cotransporte) é caracterizado pelo uso de energia indireta, por meio do uso de um gradiente eletroquímico gerado pelo transporte ativo primário para mover outras substâncias contra os seus gradientes. Senso assim, este tipo de transporte depende da atividade em paralelo de um transportador ativo primário. A energia armazenada em gradientes, proveniente do transporte ativo primário, é utilizada no lugar da energia química (molécula de ATP) para ativar as proteínas transportadoras e realizar o transporte. Este tipo de transporte ativo secundário ocorre por exemplo nas células do intestino delgado, durante a absorção de glicose na superfície da célula exposta à luz do intestino (BARRETO et al., 2014).
Além dos processos de transportes descritos, muitas células são capazes de transferir macromoléculas (proteínas, polissacarídeos etc.), além de partículas maiores visíveis ao microscópio óptico, como bactérias e outros microrganismos, por meio de alterações morfológicas da superfície celular. As alterações morfológicas envolvem a formação de vesículas e dobras que englobam o material a ser introduzido na célula. Estes processos são conhecidos por endocitose (transporte para o interior da célula) e exocitose (transporte para o meio extracelular). 
A endocitose envolve o englobamento e transporte de partículas maiores, moléculas, solutos, pedaços de tecido, microrganismos, dentre outros. Este processo é diferenciado pelo tipo de substância englobada, podendo ser: fagocitose (englobamento de partículas sólidas, por pseudópodes) e pinocitose (englobamento de partículas líquidas, por meio de invaginações). As partículas englobadas sofrem processo de digestão intracelular por auxílio de enzimas presentes nos lisossomos. Já o processo de exocitose permite à célula a liberação ou excreção de produtos metabólicos provenientes de digestão celular, ou compostos sintetizados no interior da célula, em grandes quantidades. O complexo de Golgi está envolvido neste processo de liberação de moléculas da célula para o meio extracelular. 
Figura 1.10 | Processos de endocitose e exocitose
Fonte: adaptado de Wikimedia Commons.
IMPACTOS DO MAU FUNCIONAMENTO DAS MEMBRANAS CELULARES
A membrana plasmática desempenha um papel de extrema importância para a manutenção da vida, relacionada à sua propriedade de permeabilidade seletiva. Quando há qualquer defeito nas membranas celulares que ocorra a perda de permeabilidade seletiva, pode ocorrer a entrada ou escape de substâncias. Estas alterações ou lesões podem ser causadas pela falta de energia ou por toxinas, substâncias químicas, vírus, dentre outros. 
Algumas doenças de origem genética estão relacionadas à membrana, representando risco à vida,. O mal de Alzheimer por exemplo, resulta em alterações fosfolipídicas no cérebro, que comprometem a membrana celular, visto que este componente é essencial ao funcionamento da membrana plasmática. Podemos citar ainda a fibrose cística, outra doença provocada pela alteração na proteína responsável pelo transporte de íons através das membranas celulares. Essa doença afeta pulmões, pâncreas e o sistema digestivo. 
Todas as funções desempenhadas pela membrana plasmática como sua organização e composição fazem dela uma estrutura complexae essencial à vida. 
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
A menor unidade dos seres vivos com formas e funções definidas é a célula. As células são compostas por três estruturas fundamentais: a membrana plasmática, o citoplasma e o material genético. A respeito da membrana plasmática, analise o trecho a seguir:
A membrana plasmática é composta por uma bicamada __________, funcionando como uma barreira __________. Na formação de sua bicamada, os fosfolipídios que possuem a região apolar ou __________ ficam voltadas para o interior da célula. A membrana é caracterizada pela sua assimetria e __________. 
Assinale a alternativa que completa a sequência das lacunas corretamente:
a.  de carboidratos; seletiva; hidrofóbica; proteção. 
b.  de lipídios; hidrofóbica; hidrofílica; reconhecimento celular.
c.  proteica; permeável; hidrofóbica; fluidez. 
d.  fosfolipídica; impermeável; hidrofílica; proteção. 
e.  lipídica; seletiva; hidrofóbica; fluidez. 
Questão 2
A membrana plasmática tem características que lhe permitem não só proteger as células, como delimitar o que entra e sai delas. Para isso conta com uma estrutura em bicamada e o auxílio de alguns componentes para desempenhar as suas funções.
Em relação à estrutura da membrana plasmática, assinale a alternativa correta. 
a.  As membranas são compostas por lipídios, proteínas e carboidratos, na mesma proporção.
b.  A bicamada é formada por fosfolipídios com a região hidrofílica, voltada para o interior da célula. 
c.  O colesterol é um lipídio e está presente tanto em células animais quanto em células vegetais. 
d.  As proteínas são responsáveis pela maioria das funções realizadas pela membrana plasmática.
e.  Os glicolipídios e glicoproteínas são esteróis presentes na superfície da membrana celular. 
Questão 3
Um técnico de laboratório estava fazendo alguns testes com células e utilizou dois tubos de ensaio. No tubo I, havia uma alta concentração de sal (NaCl) e após algum tempo a célula apresentou turgidez; já no tubo II, contendo água, após algum tempo a célula se rompeu.
Com base nas informações do texto, assinale a alternativa correta:
a.  No tubo II, a solução era hipertônica em relação à célula animal. 
b.  No tubo II, a solução era hipertônica em relação à célula vegetal. 
c.  No tubo I, continha uma célula vegetal e no tubo II, uma célula animal.
d.  No tubo I, a solução era hipotônica em relação à célula animal.
e.  No tubo I, a solução era hipertônica e no tubo II, a solução era hipotônica; ambos continham célula animal.
REFERÊNCIAS
BARRETO, A. et al. Introdução à biologia celular. Rio de Janeiro: Seses, 2014.
COSTA, J. B. Z. et al. O uso de membranas biológicas para regeneração óssea guiada em implantodontia: uma revisão de literatura. Revista Bahiana de Odontologia, Bahia, v. 7, p. 14-21, 2016.
DE ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. 
DIAS, C. C. D. et al. Alteração da membrana plasmática celular relacionada a fibrose cística. Faculdade Alfredo Nasser. Disponível em: https://bit.ly/2PYNFjL. Acesso em: 1 out. 2020.
E-DISCIPLINAS USP. Mecanismos fundamentais de lesão celular. Disponível em: https://bit.ly/3f0N9Kt. Acesso em: 1 out. 2020.
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OLIVEIRA, E. A. S. Absorção a partir do local de administração: vias de administração de drogas; distribuição dos fármacos receptores; antagonismo entre fármacos. 2008. Disponível em: https://bit.ly/3basUc4. Acesso em: 1 out. 2020.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. UFRGS, Especializações da membrana plasmática. UFRGS. c2020. Disponível em: https://bit.ly/3uGwCSN. Acesso em: 3 out. 2020.
FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
MEMBRANA PLASMÁTICA
Renata Morais dos Santos
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SEM MEDO DE ERRAR
Agora que você já conheceu um pouco mais a respeito das células, sua importância aos seres vivos e sua composição, o estudo de um de seus componentes, a membrana plasmática, permitiu ter mais clareza do quão complexa é a organização das células. São inúmeras proteínas, carboidratos, lipídios, dentre outras moléculas, todas com funções especializadas trabalhando em conjunto para o funcionamento correto das células, sejam elas eucariontes ou procariontes. Com todo este conhecimento, você já está preparado para resolver a situação-problema da seção.
Para realizar os testes nas células utilizando fármacos, Jean e Carlos lhe explicaram que os fármacos utilizam os transportes por difusão passiva, por difusão passiva facilitada, por transporte ativo e por pinocitose. Qual a diferença entre estes transportes? Existem outros transportes feitos pela membrana plasmática? 
Devemos nos lembrar dos dois tipos de transportes que as membranas realizam: o transporte passivo (sem gasto de energia) e o transporte ativo (com gasto de energia). É importante frisar que o gasto ou não de energia está relacionado com o gradiente de concentração em relação aos meios intracelular e extracelular. Quando o transporte de substâncias é realizado de um meio mais concentrado para um meio menos concentrado, não há gasto de energia porque o fluxo das substâncias está a favor do gradiente de concentração. Ao contrário, quando há gasto de energia, as substâncias seguem em direção contrária ao gradiente de concentração, se movem do meio menos concentrado para o meio mais concentrado.
Sabemos que a difusão passiva ou simples e a difusão facilitada são exemplos de transporte passivo. Quando há difusão simples, as substâncias transportadas são solutos pequenos que conseguem atravessar a membrana seguindo o gradiente de concentração. Já na difusão facilitada, as substâncias que não possuem afinidade com os lipídios, ou íons que mesmo pequenos não conseguem atravessar sozinhos a bicamada lipídica da membrana, recebem o auxílio de proteínas carreadoras que as transportam através da membrana. Esta é uma característica destas proteínas auxiliares, capazes de reconhecerem as substâncias e realizarem esta modificação em sua estrutura, sem a necessidade de gasto de energia. 
No transporte ativo é necessário o gasto de energia: quando esta é proveniente de uma molécula de ATP, caracteriza-se o transporte ativo primário; já quando a energia utilizada é proveniente de outro processo, tem-se o transporte ativo secundário. A pinocitose é um transporte feito por membranas que englobam partículas líquidas e as transportam para o interior das células, por um processo chamado de endocitose. 
Existem outros tipos de transportes feitos pela membrana plasmática, como a osmose (transporte passivo), a bomba de sódio-potássio (transporte ativo), a fagocitose (transporte realizado por membranas), a exocitose (transporte realizado por membranas). 
Após responder com clareza estes questionamentos, você já está pronto para montar uma apresentação destacando os principais conceitos das células e membrana plasmática, de forma que fique clara e objetiva para os seus colegas também trainees. Caso seja necessário retome o conteúdo.
AVANÇANDO NA PRÁTICA
ATUAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Imagine você, no laboratório de biologia celular, como estagiário, auxiliando o professor de biologia em uma prática laboratorial de transportes de membrana plasmática.
O professor procura trazer em suas aulas conhecimentos do cotidiano dos alunos para que eles consigam associar o conteúdo de uma forma mais prática. Foram preparados dois experimentos:
1o experimento: em um copo de água foi adicionado um pouco de iodo. Introduziu-se no copo uma espécie de bolsafeita com um pedaço de papel filme (fino e aderente, utilizado para envolver alimentos), uma colher de sopa de amido de milho e um pouco de água. Simulando a membrana plasmática, a bolsa de papel filme, contendo amido e água, ao ser imersa na solução do copo (água e iodo) e passado algum tempo, adquire coloração violeta. A coloração é por conta da cor do iodo dissolvido em água presente no copo.
2o experimento: duas folhas de alface são colocadas em um prato e em uma das folhas foi adicionado grande quantidade de sal e limão, enquanto a outra folha de alface permaneceu sem adição de substâncias. Passado algum tempo, a folha de alface com adição de sal e limão (simulando uma salada temperada que utilizamos em nossas casas) encontrava-se murcha, já a folha sem tempero estava como antes, intacta. 
Você ficou encarregado de explicar os dois experimentos aos alunos. Mas o que será que aconteceu? Você consegue explicar estes processos imaginando o funcionamento das células? Qual transporte celular foi simulado no 1º experimento? O mesmo processo ocorreu no 2º experimento?
RESOLUÇÃO
Bom, vamos lá. Para você explicar aos alunos os experimentos realizados, você precisa se lembrar dos tipos de transportes feitos pela membrana plasmática e os seus conceitos. 
No 1º experimento, o processo observado foi o transporte passivo de difusão simples, resultante da passagem espontânea das partículas de iodo (soluto) de um meio mais concentrado (copo de água com iodo) para o menos concentrado (simulador da célula – amido de milho com água envolto por plástico filme). O plástico filme está simulando a membrana plasmática, e as partículas do iodo atravessaram esta membrana no sentido do gradiente de concentração, buscando o equilíbrio da concentração dos meios. 
Já no 2º experimento, o transporte celular simulado é o transporte passivo conhecido por osmose. A folha de alface temperada com com sal e limão, simulando a salada que costumamos comer, ficou com aspecto murcho devido ao sal adicionado na superfície da folha, uma vez que no interior das células da folha de alface criou-se um meio hipotônico (menor concentração de solutos) em relação ao meio extracelular (a folha em contato com o ambiente externo), fazendo com que a folha perdesse água para o ambiente externo, apresentando o aspecto murcho. Pode-se dizer também que o meio externo estava hipertônico (mais concentrado) do que o interior das células da folha de alface. Enquanto a folha de alface sem adição de sal e limão permaneceu intacta, por estar em um meio isotônico, de equilíbrio.
Vale lembrar das propriedades da osmose em células vegetais, que têm a parede celular que auxilia no processo de desplasmólise, o inverso da plasmólise. A folha lavada e imersa em um meio hipotônico (vasilha de água), absorve a água e retorna a sua situação inicial.
NÃO PODE FALTAR
SINALIZAÇÕES CELULARES
Renata Morais dos Santos
Fonte: Shutterstock.
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PRATICAR PARA APRENDER
Caro aluno, como está? Vamos dar sequência aos nossos estudos?
Você se recorda da unidade fundamental da vida, a célula, e os seus principais componentes? Estudamos um pouco mais afundo a membrana plasmática, a sua composição e importância. Estudamos também a bicamada fosfolipídica que constitui a membrana plasmática, composta por proteínas inseridas nesta dupla camada, que auxiliam em quase todas as atividades celulares. Elas se encarregam desde o transporte de substâncias, permitindo a passagem para o interior ou exterior das células, até a ancoragem para o citoesqueleto, auxiliando na adesão das células adjacentes formadoras de tecidos, além de funcionarem como receptores da membrana no processo de sinalização celular, que estudaremos nesta seção.
Mas o que é a sinalização celular? Este complexo processo de comunicação existente entre as células é fundamental para o funcionamento dos organismos, principalmente dos multicelulares, que precisam emitir sinais de uma célula a outra para se comunicar. As células podem detectar o que ocorre ao seu redor por meio de sinais advindos de células vizinhas, células mais distantes ou até mesmo sinais advindos do meio exterior. A membrana plasmática junto das proteínas funcionam como transdutoras de sinais, ou seja, convertem um tipo de sinal ou estímulo em outro, que são levadas para outras células através de proteínas e enzimas. Desta forma, as células recebem informações a respeito das funções que deverão desempenhar, assim sendo, as respostas celulares que deverão resultar em contração, secreção, crescimento, diferenciação, propagação de um impulso nervoso, morte celular, dentre inúmeras outras. A compreensão deste complexo sistema é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas na área de biologia celular, nas interações de fármacos com os receptores específicos da membrana, ação destes fármacos nas células e desenvolvimento de metodologias terapêuticas e de diagnóstico para doenças, como o câncer. 
Nesta seção estudaremos como funciona esta comunicação entre as células, os requisitos necessários que envolvem este processo, desde a molécula sinalizadora que contém o sinal emitido por uma célula emissora, até a ligação desta molécula a um receptor específico presente na célula-alvo que irá receber o sinal. Veremos que não são todos os sinais que são recebidos por todas as células, a depender do tipo de molécula sinalizadora, do tipo de receptor presente na membrana da célula, e, ainda, da distância em que os sinais são transmitidos entre as células. As sinalizações ocorrem por meio de sinais químicos ou elétricos e podem ser classificadas em: dependentes de contato, parácrina, sináptica e endócrina, de acordo com a proximidade entre as células. Já os receptores presentes na membrana celular que captam os sinais podem estar localizados no interior das células ou em sua superfície, e cada um deles é classificado em subtipos que entenderemos no decorrer da seção.
Para contextualizar os conteúdos desta seção, daremos sequência à situação hipotética de sua atuação como trainee no setor de produção, na área de pesquisa, desenvolvimento e testes de medicamentos, de uma multinacional farmacêutica. Você trabalha com uma equipe de farmacêuticos, biólogos, biomédicos, médicos, engenheiros químicos e biotecnólogos. Para tanto, você precisará se dedicar muito e estar disposto a aprender com esta nova experiência. Você estava acompanhando o trabalho de Jean, um biólogo experiente, para aprender um pouco do trabalho feito por ele, e iniciou alguns testes com fármacos, com auxílio do farmacêutico Carlos.
Dando continuidade aos testes para verificar a ação de fármacos nas células, Carlos está trabalhando com um fármaco antitireoidiano que diminui a quantidade de hormônio produzido pela tireoide, auxiliando no tratamento de pessoas que sofrem com o hipertireoidismo. Este fármaco a base de metimazol age diminuindo a quantidade de iodo, consequentemente inibe a elevada taxa de T3 e T4 no organismo, controlando a glândula da tireoide. No entanto, alguns pacientes podem ter efeitos adversos e devem ser analisados para descrição na bula.
Considerando essa situação, pensando em auxiliar Carlos nos testes que fará, você saberia explicar como as células se comunicam, ou seja, como ocorre sinalização celular no caso dos hormônios tireoidianos? Quais são os fatores que devemos levar em conta na sinalização celular? Como podemos classificar a molécula do hormônio tireoidiano? E os receptores das células-alvo envolvidas? 
Em princípio parece ser uma situação difícil de se explicar, mas no decorrer desta seção serão apresentados os principais conceitos que darão o embasamento teórico para chegar às respostas.
Compreender a importância do processo de comunicação celular é essencial para entendermos a complexidade de um organismo vivo e podermos atuar em seus diversos mecanismos, não só compreendendo enfermidades como também auxiliando em tratamentos. 
CONCEITO-CHAVE
Até agora você estudou a composição dos seres vivos, a estrutura das células (unidade fundamental da vida)