BIOLOGIA CELULAR

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BIOLOGIA CELULAR 
Professor: REGINA BRAGA DE MOURA
BIOLOGIA CELULAR
AULA 0 – APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Introdução
A Biologia Celular é uma disciplina comum a todos os cursos da área de saúde. Nela, estudaremos as células do ponto de vista estrutural e funcional, ou seja, conheceremos a estrutura de uma célula e entenderemos como esta funciona.
Se nosso corpo é formado por células, nosso organismo depende de seu adequado funcionamento. Quando isso não ocorre, a saúde é afetada. Em contrapartida, quando tudo vai bem a nível celular, o organismo também apresenta bom desempenho.
Aqui, também identificaremos a importância da célula e conheceremos as funções exercidas por suas organelas.
Objetivos
· Reconhecer a célula como unidade básica estrutural e funcional dos seres vivos;
· Identificar as partes constituintes da célula e o papel de cada uma delas no funcionamento celular;
· Explicar as aplicações da Biologia Celular a partir do estudo de temas relevantes, como a diferenciação celular, as células-tronco, a morte celular e o câncer.
Bibliografia
Básica:
DE ROBERTIS, E. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.
JUNQUEIRA, J.; CARNEIRO, L. Biologia Celular e Molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.
MAYWORM, S. H. (Org.). Introdução à Biologia Celular. 1. ed. Rio de Janeiro: SESES, 2014.
Complementar:
KIERSZENBAUM, A. L. Histologia e Biologia Celular: uma introdução à patologia. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012.
Ementas
Aula 01
Introdução ao estudo da célula
Nesta aula, veremos que a célula é a unidade fundamental, estrutural e funcional dos seres vivos, já que todos eles são formados por células. Conheceremos, também, diferentes níveis de organização celular e tipos de células, como as procariontes e eucariontes, as animais e vegetais. Por fim, entenderemos por que os vírus são acelulares.
Aula 02 
Bases químicas da constituição celular
Nesta aula, verificaremos que a célula não é a menor parte dos seres vivos, pois é formada por moléculas, e estas, por sua vez, são formadas pela combinação de diferentes elementos químicos ou átomos. Além disso, aprenderemos que a água é a molécula em maior quantidade na célula e no organismo, e desempenha funções importantes. Por fim, estudaremos as biomoléculas orgânicas que compõem a célula, como as proteínas, os carboidratos, os lipídeos e os ácidos nucleicos.
Aula 03 
Membranas celulares – estrutura, funções e especializações
Nesta aula, aprenderemos que as células possuem membranas responsáveis por sua delimitação e pela formação de compartimentos nas células eucariontes. Em seguida, conheceremos a estrutura e a composição das membranas celulares – em especial, a membrana plasmática, suas funções e as especializações que pode apresentar.
Aula 04
Membranas celulares – transporte e interação
Nesta aula, trataremos do transporte de substâncias que ocorre através da membrana plasmática – aquele que pode ser ativo ou passivo. Identificaremos, também, o papel dessa membrana nos processos de interação entre as células – tão importante nos organismos pluricelulares.
Aula 05
Núcleo celular
Nesta aula, estudaremos o núcleo celular, passando por sua organização e constituição, e por seu papel no controle de todas as funções celulares. Em seguida, veremos de que forma as moléculas de DNA e RNA são responsáveis pela determinação das características dos seres vivos e pela hereditariedade.
Aula 06 
Citoplasma e citoesqueleto
Nesta aula, apresentaremos a composição do citoplasma. Nesse contexto, daremos especial atenção ao citoesqueleto: componente que exerce diferentes funções importantes na fisiologia celular.
Aula 07 
Organelas citoplasmáticas I
Nesta aula, estudaremos algumas das organelas celulares, como as mitocôndrias e os cloroplastos, que estão envolvidos no metabolismo energético das células. Explicaremos, também, a estrutura e a importância dos ribossomos.
Aula 08 
Organelas citoplasmáticas II
Nesta aula, trataremos de outras organelas celulares, como o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomos, os endossomos e os peroxissomos. Estudaremos não só a estrutura dessas organelas mas também suas funções.
Aula 09 
Diferenciação e morte celular
Nesta aula, estudaremos o mecanismo de diferenciação celular e identificaremos a importância desse evento para a complexidade celular dos organismos pluricelulares. Trataremos, também, da morte celular e entenderemos a apoptose como um relevante mecanismo para o equilíbrio do organismo.
Aula 10 
Células-tronco e câncer
Nesta aula, trataremos de importantes aplicações dos conceitos de Biologia Celular, como a utilização das células-tronco na área médica. Além disso, analisaremos a participação dos mecanismos celulares no desenvolvimento do câncer.
Aula 1 - Introdução ao estudo da célula
Introdução
Você sabe por que é importante conhecer o funcionamento das células? Vamos explicar essa questão por meio da análise de um caso de câncer...
A todo momento, as células de nosso organismo morrem, mas, através do processo de divisão celular, essas células são substituídas por outras novas.
Tanto o mecanismo de morte das células que já não desempenham seu papel corretamente quanto sua reposição a partir desse processo de separação dependem do adequado funcionamento de genes presentes no núcleo celular.
Quando esses genes falham, as células velhas deixam de morrer e se acumulam, ou as células novas se multiplicam de forma desordenada.
Nesses dois casos, o resultado é o surgimento de uma neoplasia (ou câncer): uma das mais graves doenças que pode acometer o indivíduo.
Percebeu a relevância de nosso estudo? Nesta aula, vamos nos aprofundar no assunto.
Organização celular dos seres vivos
Costumamos dizer que as células são a unidade fundamental de todos os seres vivos.
Em outras palavras, todo ser vivo é formado por células.
Existem dois tipos de células que compõem o nosso organismo. As células simples e células mais sofisticadas. Células simples são os procariontes. A células mais complexas são as eucariontes. 
De fato, os seres vivos se constituem das células como unidades estruturais e funcionais. Isso significa que as células fazem parte da estrutura do organismo, e as possuímos em grande quantidade.
Na imagem a seguir, podemos observar uma demonstração de que partes do nosso corpo – quando ampliadas pelo uso de um microscópio – são compostas por células:
Aqui, notamos que a pele, os músculos, o cérebro e o sangue são tecidos e, como tais, apresentam organização celular.
Como as células são unidades funcionais, sua responsabilidade é manter o adequado desempenho do organismo. Quando funcionam bem, há, por exemplo, crescimento muscular.
Mas, quando esse funcionamento é prejudicado, algumas patologias podem surgir. Comprovamos isso na introdução desta aula por meio da análise do caso de câncer.
O mesmo vale para os músculos: quando suas células são devidamente estimuladas e recebem, de forma apropriada, os nutrientes necessários, funcionam perfeitamente, dando origem ao tão desejado ganho de massa muscular. Do contrário, isso não ocorre!
As imagens a seguir ilustram a questão:
Antes
Depois
Aqui, observamos os músculos do braço antes e após o crescimento de suas células, que são estimuladas pelo exercício físico associado à boa alimentação.
ATENÇÃO
Seu corpo foi gerado a partir da fusão de duas células: o espermatozoide de seu pai e o ovócito de sua mãe. Como resultado dessa união, desenvolveu-se uma única célula chamada de zigoto.
Aqui, percebemos um ovócito e vários espermatozoides tentando realizar a fecundação, que levará à formação do zigoto.
Logo após esse processo, o zigoto começa a se dividir indefinidamente. Em seguida, as células se diferenciam e originam todas aquelas que pertencem ao corpo humano, dando início à vida de um novo indivíduo.
Seres unicelulares e pluricelulares
Diante da grande diversidade de seres vivos que existem, percebemos que as células participam de sua formação de modo diferente.
Há seres vivos que possuem uma únicacélula: os chamados UNICELULARES.
Vejamos alguns exemplos:
	
	
	
	 Bactérias
	
	
	
	
 Ameba[footnoteRef:1] [1: Pertence ao grupo dos protozoários.] 
 Leveduras (fungos)[footnoteRef:2] [2: São fungos unicelulares.] 
 Euglena[footnoteRef:3] [3: É um tipo de alga unicelular.] 
No entanto, também há fungos, algas, plantas e animais que têm o corpo composto por muitas células. Esses seres são chamados de PLURICELULARES.
Vejamos alguns exemplos.
Nesta imagem, podemos ver diferentes seres pluricelulares, tais como:
Esses seres contêm células de diferentes formas, sejam estas esféricas, alongadas, quadradas, sejam altamente modificadas
Esses seres contêm células de diferentes formas, sejam estas esféricas, alongadas, quadradas, sejam altamente modificadas e especializadas – como os espermatozoides e os neurônios presentes na imagem a seguir:
Nesta imagem, percebemos tais formatos que existem na constituição do corpo de um animal.
Assim como no corpo humano, nesses seres, também identificamos diferentes níveis de organização celular.
Como unidade básica do organismo, as células se associam de acordo com suas características comuns e formam os tecidos – como o epitelial, o conjuntivo e o muscular.
Esses tecidos, por sua vez, também se associam e formam os órgãos – como o estômago, os intestinos, o fígado etc.
Os sistemas do corpo humano – como o digestório e o respiratório, por exemplo – se desenvolvem através da associação de órgãos, que possuem funções relacionadas.
Quando atuam em conjunto, esses sistemas formam nosso organismo, como podemos ver na imagem a seguir:
Tipos de células
Dentro da perspectiva de que todos os seres vivos são formados por células e de que existe uma infinidade deles, não é de se espantar que haja diferentes tipos celulares.
Basicamente, há dois tipos de células muito distintos: as procariontes e as eucariontes. As imagens a seguir as representam. Vejamos:
Célula eucariótica:
 
Célula procariótica:
(bactéria)
Observe os aspectos das duas células e compare-as. A partir de agora, vamos analisar as diferenças entre elas. Por isso, sugerimos que retorne sempre a essa imagem, tudo bem?
Células Procariontes
As células procariontes são aquelas que geram as bactérias e outros seres muito semelhantes a estas.
Tais células são bem simples e, do ponto de vista evolutivo, mais primitivas. Além disso, comparadas a outro tipo de célula, as procariontes são muito pequenas.
Sua característica fundamental – que justifica sua nomenclatura – é a ausência de uma membrana (nuclear, cariomembrana ou carioteca) que delimita o núcleo.
Em consequência dessa carência, seu material genético fica disperso. Por isso, dizemos que essas células não possuem núcleo.
Aliás, não é só de membrana nuclear que as procariontes são desprovidas: elas não têm qualquer outra membrana senão a plasmática, que determina seu espaço.
Esse tipo de célula possui, ainda, um material genético característico, composto por uma única molécula de DNA, que se apresenta de forma circular (como um colar), mas que se enrola e forma um bloco denso chamado de nucleoide – pois se parece com um núcleo.
Ademais, as células procariontes não apresentam organelas – com exceção dos ribossomos. E, para se dividirem, utilizam um mecanismo muito simples, bem diferente dos processos de separação que as células eucariontes fazem – conhecidos como mitose e meiose.
A propósito, este é o momento de estudar esse outro tipo de célula.
Células Eucariontes
As células eucariontes são aquelas que compõem os protozoários, os fungos, as algas, as plantas e os animais. Elas são maiores que as procariontes, muito mais complexas e evoluídas.
Sua principal característica é a presença de membrana nuclear (carioteca ou cariomembrana), responsável por delimitar o núcleo. Portanto, essas células possuem núcleo.
Dentro dele, encontramos diversas moléculas de DNA: 46 no caso das células humanas, que são lineares (como pedaços de fita) e que, em determinado momento do ciclo celular, originam as estruturas que chamamos de cromossomos.
Diferente das células procariontes, as eucariontes apresentam muitas membranas – além da plasmática e da nuclear – que determinam outros espaços menores: as denominadas organelas citoplasmáticas.
Além disso, quando se dividem, essas células realizam os complexos mecanismos de separação já citados (mitose e meiose).
O quadro a seguir apresenta as principais diferenças entre as células procariontes e eucariontes. Veja:
Células animais e vegetais
Mesmo entre os seres vivos dotados de células eucariontes, percebemos que elas não são iguais – em especial quando analisamos as células vegetais e animais.
Para entender melhor a questão, observe as imagens a seguir:
Célula Animal
Célula Vegetal
Você percebeu como ambas são diferentes?
As células vegetais apresentam determinadas estruturas que NÃO estão presentes nas animais, como, por exemplo:
Já as células animais se distinguem das vegetais por possuir uma organela denominada centríolo, que está envolvido com a migração dos cromossomos durante a divisão celular.
O quadro a seguir apresenta as principais diferenças entre as células animais e vegetais. Veja:
Vírus
Os vírus são um grupo diferente de organismos, conhecidos pelas doenças que costumam causar ao homem e aos animais – tais como a dengue, a raiva, a hepatite B etc.
Do ponto de vista de sua organização, os vírus se distinguem muito de todos os outros seres vivos, pois não são formados por células: eles são acelulares.
Neste momento, você deve estar se perguntando:
Mas todos os seres vivos não são formados por células?
Sim. Nesse caso, os vírus seriam, então, uma exceção a essa regra ou, como afirmam alguns cientistas, nem mesmo seriam seres vivos.
Além de não possuírem células, os vírus também não têm metabolismo próprio. Isso significa que não conseguem produzir ou degradar substâncias importantes para sua sobrevivência.
Por isso, eles precisam entrar nas células e viver dentro delas, utilizando todas as suas ferramentas – como, por exemplo, organelas específicas e enzimas – para realizar tais tarefas.
Há vírus capazes de parasitar diferentes tipos celulares, como animais, plantas, fungos, protozoários e bactérias. A imagem a seguir representa essa intervenção:
Mas se os vírus são acelulares, do que realmente são formados?
Eles são constituídos de um envoltório feito de proteínas – chamado de capsídeo –, e em seu interior, encontramos seu material genético.
Observem isso na imagem a seguir:
· Aqui, podemos ver a estrutura de um vírus e seu material genético viral – nesse caso, o DNA.
· Alguns vírus – denominados envelopados – apresentam por cima do capsídeo um envoltório de membrana obtido no momento em que deixam uma célula e levam parte de sua membrana plasmática com eles.
Vírus envelopado
Observe que, além do capsídeo e de seu material genético, esse vírus tem uma membrana externa – que chamamos de envelope – feita de lipídeos e de proteínas. Disso resulta sua nomenclatura.
ATIVIDADES AULA 01 
1. Dentre a diversidade de seres vivos existentes, alguns são extremamente simples – formados por uma única célula –, enquanto outros (como o homem, por exemplo) apresentam organismo bem complexo – formado pela associação de incontáveis células. De acordo com esse critério, tais seres vivos são classificados, respectivamente, como:
Pluricelulares e unicelulares
Unicelulares e eucariontes
Unicelulares e pluricelulares
Procariontes e eucariontes
Procariontes e pluricelulares
2. As células procariontes se diferenciam das eucariontes pela:
Presença de carioteca
Ausência de ribossomos
Presença de mitocôndrias
Divisão celular por mitose
Presença de moléculas de DNA circular
3. Dentre os diferentes grupos de organismos que existem na Terra, um em especial NÃO é formado por células – motivo pelo qual seus organismos não são considerados seres vivos por alguns cientistas. Esse grupo é formado por:
Vírus
Fungos
Bactérias
Leveduras
Protozoários
Teste de Conhecimento– Aula 01
		1 - As células eucariontes são compartimentadas pois possuem duas partes morfologicamente bem distintas, o citoplasma e o núcleo, entre elas ocorre o transito constante de moléculas diversas, nos dois sentidos. O citoplasma é envolvido pela _________________, e o núcleo, pelo __________________. Marque a alternativa que apresenta a sequência que preenche corretamente os espaços.
	
	
	
	Membrana plasmática e plasmalema
	
	
	Membrana plasmática e envoltório nuclear
	
	
	Envoltório nuclear e membrana plasmática
	
	
	Membrana citoplasmática e plasmalema
	
	
	Plasmalema e membrana plasmática
	Explicação: A membrana que envolve o citoplasma da célula é denominada membrana citoplasmática ou plasmalema e a que envolve o núcleo é o envoltório nuclear.
		2 - As células procariontes ou procarióticas, também chamadas de protocélulas, são muito diferentes das eucariontes. Por sua simplicidade estrutural e rapidez na multiplicação, a célula Escherichia coli é a célula procarionte mais bem estudada. Assinale a alternativa correta a respeito das estruturas bacterianas flagelo, cápsula e membrana plasmática respectivamente:
	
	
	
	Movimento bacteriano, proteção da ação de líquidos e controle de entrada e saída de substância.
	
	
	Adesão celular, proteção contra células fagocitárias e controle de entrada e saída de substância.
	
	
	Movimento bacteriano, proteção contra células fagocitárias e controle de entrada e saída de substância.
	
	
	Movimento bacteriano, determina características físicas e controle de entrada e saída de substância
	
	
	Caracteriza resistência bacteriana, proteção contra células fagocitárias e controle de entrada e saída de substância.
		3 - As doenças com a dengue e a AIDS representam um problema de saúde pública, sendo causadas por vírus. Assinale a opção que contém as características dos vírus.
	
	
	
	São acelulares, são parasitas obrigatórios, apresentam capsômero e DNA ou RNA
	
	
	São acelulares, são parasitas obrigatórios, apresentam uma cápsula protéica, DNA e RNA
	
	
	São formados de uma única célula, são parasitas obrigatórios, apresentam capsômero DNA e RNA
	
	
	São formados de uma única célula, são parasitas obrigatórios, apresentam uma cápsula protéica e apenas RNA
	
	
	São formados de uma única célula, são parasitas obrigatórios, apresentam capsômero e apenas DNA.
		4 - Escolha dentre as alternativas abaixo aquela que explique a teoria da endossimbiótica descrita por Lynn Margulis:
	
	
	
	Sugere que as células eucarióticas seriam o resultado da associação de células procarióticas simbióticas.
	
	
	Sugere que as células procariontes seriam o resultado da associação de células eucariontes.
	
	
	Sugere que as células eucariontes e procariontes surgiram com o BigBang (explosão) do Sol.
	
	
	Sugere que a matéria viva seja originada de matéria morta.
	
	
	Sugere que as células animais surgiram a partir das células vegetais.
		5 - As células eucariontes são divididas em compartimentos morfologicamente bem distintos. Uma característica importante dessas células é a riqueza de membranas, o que proporciona uma maior diversidade funcional. A alternativa correta em relação ao que foi descrito acima é:
	
	
	
	o material genético da célula eucarionte se encontra disperso no citoplasma
	
	
	não existe membrana plasmática na célula eucarionte.
	
	
	a organização da célula eucarionte é muito semelhante à procarionte.
	
	
	a célula eucarionte possui diversas organelas delimitadas por membranas
	
	
	as células eucariontes são mais primitivas.
		Durante os primeiros bilhões de anos de existência da vida, os seres procariontes evoluíram e desenvolveram processos bioquímicos fundamentais, tais como mecanismos de duplicação do material hereditário, síntese de proteínas, obtenção de energia e outros. Em relação à evolução dos processos de obtenção de energia, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	Os primeiros seres vivos eram heterotróficos aeróbicos porque, com a fermentação de moléculas orgânicas, conseguiam obter energia e também liberar oxigênio suficiente para realizarem a respiração.
	
	
	Os primeiros seres vivos eram heterotróficos fotossintetizantes porque, com a fermentação de moléculas orgânicas, conseguiam obter energia e também liberar oxigênio suficiente para realizarem a respiração.
	
	
	Os primeiros seres vivos foram heterotróficos anaeróbicos, porque a atmosfera primitiva não apresentava oxigênio e gás carbônico, essenciais para a respiração aeróbica e a fotossíntese.
	
	
	Os primeiros seres vivos foram formados pela coacervação de moléculas orgânicas encontradas em meteoritos que caíram na Terra primitiva.
	
	
	Os primeiros seres vivos eram autotróficos fotossintetizantes, uma vez que eram capazes de quebrar moléculas de água existentes nos vapores atmosféricos e utilizar o metano como fonte de carbono.
7 - Em relação aos vírus, são afirmativas verdadeiras, exceto:	
A) Os vírus possuem metabolismo próprio, não necessitando da célula hospedeira para realizar determinadas atividades, como reprodução.
E) Alguns vírus conseguem reconhecer as células que irão parasitar
C) Possui RNA ou DNA
B) São considerados parasitas intracelulares obrigatórios
D) Existem vírus que parasitam células animais e vírus que parasitam células vegetais
Explicação:
Vírus não são capazes de realizar seu próprio metabolismo. Por isso, só conseguem se reproduzir no interior de células vivas, não sendo, portanto, considerados seres vivos.
		8 - A Teoria Celular afirma que "todo ser vivo é constituído por células, e essas células surgem de outra pré-existente". Sendo assim, como surgiu a primeira célula que originou todas as demais? A partir dessa pergunta, assinale a única alternativa que descreve a teoria aceita pela comunidade acadêmica.
	
	
	
	Migração de células originadas em outros planetas e trazidas à Terra por meio do meteoro (Teoria da Panspermia)
	
	
	Surge espontaneamente a partir da matéria inanimada (Teoria da Abiogênese)
	
	
	Por sucessivas mitoses de um modelo ancestral (Teoria da Biogênese)
	
	
	A partir da endocitose de compostos que mais tarde dão origem as organelas (Teoria Endossimbiose).
	
	
	A partir de modificações bioquímicas dos agregados de compostos orgânicos identificados como coacervados (Teoria da Evolução Gradual).
	Explicação:
A Teoria da Evolução Gradual é uma das hipóteses mais aceitas pela comunidade científica para explicar a origem da vida. Segundo essa teoria, houve a reação de algumas substâncias químicas existentes na Terra primitiva entre si, originando moléculas orgânicas cada vez mais complexas que seriam, dessa forma, os precursores dos seres vivos.
Aula 2 - Bases químicas da constituição celular
Introdução
Na aula anterior, vimos que os seres vivos são formados por células, mas essa não é a menor parte de nosso organismo.
As células também são compostas de moléculas, que, por sua vez, constituem-se pela combinação de algo ainda menor: os elementos químicos.
Nesta aula, vamos aprender um pouco mais sobre esse universo subcelular a partir do estudo de seus componentes.
Aqui, vamos entender a importância das moléculas não só para o funcionamento celular mas também para o equilíbrio de todo o organismo.
Vamos lá?
Elementos químicos e matéria
Vamos começar esta aula com o estudo do conceito de matéria.
Matéria é tudo o que compõe o universo: um planeta, uma estrela, uma rocha, o ar, um ser vivo.
E do que é feita a matéria?
É sobre isso que vamos discutir a partir de agora...
A matéria – seja ela o que for – é formada por elementos químicos, que se combinam das mais diferentes maneiras. Sendo assim, podemos dizer que todo corpo (matéria) é um sistema químico e, por isso, está sujeito às mesmas leis químicas e físicas.
Por exemplo, a água do mar está sujeita às mesmas leis físicas que a água de nosso organismo. Se ela entra em ebulição quando submetida a altas temperaturas no mar, também entrará em nosso organismo.
Diversos elementos químicos já foram identificadoscomo parte da matéria, e muitos deles estão presentes, também, na composição da célula e do organismo.
À medida que são descobertos por cientistas e químicos, esses elementos ganham um nome, uma sigla, são catalogados e passam a fazer parte da Tabela Periódica apresentada a seguir:
Alguns são bastante conhecidos, como o:
• Carbono (C);
• Cálcio (Ca);
• Fósforo (P);
• Sódio (Na);
• Potássio (K);
• Oxigênio (O);
• Hidrogênio (H);
• Ferro (Fe) etc.
Na Tabela Periódica, todos os elementos que compõem a matéria são organizados de acordo com suas características físico-químicas – como seu peso atômico, por exemplo. Eles são a denominação de uma partícula que chamamos de átomo.
Os átomos são considerados a menor parte da matéria e são formados por:
Os átomos são considerados a menor parte da matéria e são formados por:
Aqui, observamos o átomo do Carbono 12, que contém em seu núcleo (centro) 6 prótons e 6 nêutrons, e 6 elétrons orbitando em sua eletrosfera.
Esses elementos químicos (ou átomos), por sua vez, podem não existir de maneira isolada, e sim se combinarem, fazendo ligações químicas, que formam as moléculas.
Tipos de moléculas
Um exemplo muito conhecido de molécula é a água (H2O), formada pela ligação de 2 átomos de Hidrogênio e 1 de Oxigênio, como podemos ver no esquema a seguir:
As moléculas podem ser divididas em duas grandes categorias. São elas:
· Moléculas orgânicas
Aquelas que possuem o elemento químico Carbono em sua composição e que têm, quase sempre, procedência a partir de seres vivos – como as plantas e os animais.
Exemplo: Moléculas de glicose (C6H12O6).
· Moléculas inorgânicas
Aquelas que não têm o elemento químico Carbono em sua composição e que são, quase sempre, de origem mineral – não provenientes de seres vivos.
Exemplos: Água (H2O) e Cloreto de Sódio (NaCl) – usado como sal de cozinha.
E como tudo isso se encaixa no tema sobre o qual estamos discutindo (a célula)?
Vejamos...
Níveis de organização dos seres vivos
Tudo o que estudamos até aqui amplia aquela visão que apresentamos na aula anterior: da célula como unidade básica de formação dos seres vivos.
A partir desse momento, passamos a conhecer todos os níveis hierárquicos desse processo de formação, que incluem categorias anteriores às células – como as organelas celulares, as moléculas e os átomos.
Podemos, então, dizer que os átomos são as unidades básicas que formam as moléculas. Estas, por sua vez, combinam-se e formam as organelas celulares –pequenas estruturas presentes em seu interior –, que dão origem à célula.
Em seguida, vêm os tecidos, os órgãos, os sistemas e o organismo, como mostra o esquema ordenado:
Aqui temos uma visão mais geral dos diferentes níveis de organização dos seres vivos, em que partimos da menor parte (o átomo) até chegarmos ao organismo.
Composição molecular da célula e importância da água
Já sabemos que:
A água é a molécula mais abundante na célula, seguida pelas moléculas orgânicas de carboidratos, proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos.
Vamos conhecer, então, essas moléculas...
A água – agora considerada uma substância, e não apenas uma molécula – é o elemento mais profuso no planeta e existe em três estados físicos diferentes:
· Líquido: Água que bebemos;
· Sólido: Gelo;
· Gasoso: Vapor de água
Sua molécula (H2O) está presente em nossas células em uma proporção de aproximadamente 70% da célula é formada por água. 
Essa porcentagem varia um pouco de acordo com a atividade metabólica da célula. Com o tipo de célula e, até mesmo, com a idade do organismo. Indivíduos idosos, por exemplo, têm menos água no corpo. 
Veja, na tabela a seguir, a porcentagem aproximada de água em diferentes partes de nosso organismo:
Diante desses números, não é de se espantar que a água é muito importante para os seres humanos, certo? Todos nós já ouvimos falar do mal que a desidratação[footnoteRef:4] nos causa – ela pode até nos matar. [4: Perda de água em excesso.] 
A água desempenha distintos papéis no corpo humano.
Primeiro, pelo simples fato de transitar entre os diferentes espaços – de dentro para fora da célula e vice-versa, do sangue para os tecidos e vice-versa –, a água é um importante meio de transporte para outras substâncias que se dissolvem nela.
Aliás, esta é outra função relevante da água: ser um solvente.
Uma das características dessa molécula (polaridade) permite que ela seja considerada um solvente universal, capaz de dissolver uma grande quantidade de outras moléculas – desde que sejam polares também.
Nesse contexto, por questões de relacionamento, as moléculas são assim denominadas:
• Moléculas hidrofílicas (polares) – aquelas que têm afinidade com a água;
• Moléculas hidrofóbicas (apolares) – aquelas que não têm afinidade com a água.
Para entender melhor o assunto, analise a seguinte soma:
Solvente (Água) + Soluto (Açúcar) = Solução (Água com açúcar)
Quando misturamos uma colher de açúcar com água, observamos que o açúcar se dissolve completamente, formando uma solução de água com açúcar. Isso é possível por que o soluto (açúcar) é polar, da mesma forma que a água (solvente)
Mas isso não acontecerá se misturarmos uma colher de óleo (soluto apolar) com água (solvente polar).
Como o óleo é uma substância hidrofóbica, devido a sua apolaridade, não é possível obter uma solução homogênea.
A água também é importante para a regulação da temperatura corporal do organismo, porque impede grandes variações que atrapalhem seu bom funcionamento.
Afinal, quando consumimos água, aliviamos o calor. Quando suamos e perdemos água através da superfície da pele, também estamos contribuindo para o controle de nossa temperatura.
Além disso, para que diversas reações químicas de nosso corpo aconteçam – aquelas que mantêm nosso organismo funcionando –, precisamos de água.
Constantemente, as moléculas precisam ser quebradas para originar outras moléculas importantes. Essas reações de quebra – chamadas de hidrólise – contam com a participação da água.
A digestão dos nutrientes que ingerimos, por exemplo, são reações de hidrólise. Para entendê-las, observe o esquema a seguir:
Aqui, identificamos as reações químicas entre dois aminoácidos. Notamos que a água participa da reação de quebra da ligação peptídica entre eles – o mesmo que ocorre quando digerimos as proteínas que comemos.
Verificamos, ainda, que a água é formada e sai da reação quando da ligação entre os aminoácidos. Essa é uma reação de síntese por desidratação.
Biomoléculas orgânicas da célula
Além da água, quatro categorias de biomoléculas orgânicas também constituem a célula:
Todas são compostas de Carbono e se apresentam em uma quantidade variável. Boa parte dessas moléculas é chamada de macromolécula, porque elas são grandes polímeros.
Polímeros são moléculas grandes – como as proteínas, por exemplo – formadas pela união de várias outras moléculas menores, chamadas de monômeros – nesse caso, os aminoácidos.
O esquema a seguir esclarece essa relação:
Aqui, observamos moléculas pequenas, consideradas unidades básicas: os monômeros. Quando estas se unem através de ligações químicas, formam dímeros (se forem 2) ou polímeros (se forem muitas).
Vamos estudar, mais detalhadamente, cada uma das biomoléculas orgânicas da célula.
Lipídeos
Os lipídeos são moléculas que têm uma característica em comum: a apolaridade. Por isso, não são solúveis em água e são chamados de hidrofóbicos.
Por apresentarem uma parte polar e outra apolar, alguns são mais solúveis em água, e por possuírem uma porção hidrofóbica e outra hidrofílica, são denominados anfipáticos.
Os lipídeos mais importantes que estão presentes no organismo animal são:
A seguir, vamos conhecer um pouco melhor cada um deles.
Ácidos graxos
Os ácidos graxos (ou gordurosos) são moléculas relativamente pequenas (monômeros), importantes por servir de fonte de energia para a célula. Além disso, também formam outros lipídeos mais complexos, como os:
• Fosfolipídeos – que compõem a membrana celular;
• Triglicerídeos – que são armazenados no tecido adiposo.
Esses ácidos são constituídos de longascadeias de Carbono (de 4 a 36) associado a um radical ácido na ponta. Eles podem ser:
• Saturados – aqueles que só possuem ligações simples entre os Carbonos;
• Insaturados – aqueles que possuem uma ou mais ligações duplas entre os Carbonos.
Vejamos alguns exemplos:
· ÁCIDO GRAXO SATURADO: Entre os Carbonos deste tipo de ácido graxo, só existem ligações simples (representadas por um traço único). Ele é encontrado nas gorduras de origem animal.
· ÁCIDO GRAXO INSATURADO: Neste tipo de ácido graxo, existe uma dupla ligação entre dois Carbonos. Por isso, ele é chamado de monoinsaturado. Geralmente, é encontrado nas gorduras de origem vegetal (óleos).
· ÁCIDO GRAXO POLI-INSATURADO: Este tipo de ácido graxo apresenta mais de uma ligação dupla entre os Carbonos e é produzido por plantas e algas. Peixes que vivem em águas marinhas profundas também apresentam muito esse ácido, porque se alimentam das algas que os originam.
Entre todos os ácidos graxos que existem, dois são muito importantes: o linoleico (ômega-6) e o linolênico (ômega-3).
Esses ácidos são poli-insaturados e, embora sejam muito relevantes para o organismo, não são produzidos por animais, mas apenas por plantas e algas. Sendo assim, nós precisamos obtê-los através da alimentação.
Eles são chamados de ácidos graxos essenciais, pois seu consumo está associado a uma boa saúde por trazer diversos benefícios ao ser humano.
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Para saber mais sobre esses tipos de ácidos, leia o artigo Ácidos graxos poli-insaturados ômega-3 e ômega-6: importância e ocorrência em alimentos.
Triglicerídeos
Os triglicerídeos são lipídeos mais complexos, formados pela ligação de 3 ácidos graxos a 1 molécula de glicerol (1 álcool) através de uma relação de síntese – chamada de esterificação.
A imagem a seguir os representa:
Aqui, observamos a formação de uma molécula de triglicerídeo a partir da união de 3 ácidos graxos ao glicerol.
Esses lipídeos são uma reserva, já que são produzidos para fins de armazenamento no organismo, como um depósito de ácidos graxos que podem ser utilizados a qualquer momento para a geração de energia.
Nos animais, eles ficam armazenados no tecido adiposo, dando origem às gorduras localizadas!
Fosfolipídeos
Os fosfolipídeos também são lipídeos mais complexos, formados por 2 ácidos graxos mais 1 radical fosfato ligados ao glicerol – de onde vem sua nomenclatura. Eles são lipídeos anfipáticos, pois apresentam uma parte polar e outra apolar.
A imagem a seguir os representa:
Aqui, verificamos a estrutura de um fosfolipídeo, que contém a:
• Cabeça (parte polar) – formada pelo glicerol ligado ao fosfato;
• Cauda (parte apolar) – formada pelos 2 ácidos graxos.
Os fosfolipídeos são importantes porque formam a estrutura básica das membranas celulares, uma vez que se organizam para constituir uma dupla camada, em que as cabeças (polares) ficam voltadas para fora, e as caudas (apolares), para dentro.
Observe a imagem a seguir:
Aqui, podemos ver as duas camadas de fosfolipídeos (parte vermelha + amarela), que formam a estrutura básica da membrana celular, além de outro lipídeo presente na membrana (o colesterol) e outras biomoléculas que ainda vamos estudar (as proteínas e os carboidratos).
Colesterol
O colesterol é outro lipídeo importante que possui uma estrutura peculiar bem diferente daquela que pertence aos lipídeos que já estudamos. Observe-a na imagem a seguir:
Esse lipídeo está presente na membrana celular em menor quantidade do que os fosfolipídeos e interfere em sua fluidez, deixando-a mais rígida.
Além disso, o colesterol é relevante por ser precursor dos hormônios chamados de esteroides (hormônios sexuais) e dos hormônios produzidos pela glândula ad-renal.
Ele não pode ser associado diretamente aos problemas de saúde, porque é produzido por nosso organismo. Só quando está em excesso e associado a uma lipoproteína chamada LDL, o colesterol torna-se prejudicial, causando doenças cardiovasculares.
https://www.mdsaude.com/cardiologia/colesterol/colesterol-hdl-ldl-triglicerideos/
Carboidratos
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na Terra. O mais importante deles é a glicose por ser a principal fonte de energia das células.
A glicose é gerada por meio da reação de fotossíntese, realizada pelas plantas e pelas algas. Esses organismos utilizam o gás carbônico da atmosfera (CO2), a água (H2O) e a energia luminosa para produzir moléculas de glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2), conforme demonstra a imagem a seguir:
Aqui, observamos a reação geral da fotossíntese em uma organela chamada de cloroplasto.
A glicose é, portanto, o carboidrato que as células utilizam, preferencialmente, para a produção de energia por meio do processo de respiração celular.
Nesse processo, as moléculas de glicose são degradadas – com a participação do Oxigênio –, e a energia liberada é armazenada na forma de uma molécula (ATP), como mostra o esquema a seguir:
Este é o processo de respiração celular, que consiste na quebra da molécula de glicose, que leva à formação de gás carbônico, de água e à liberação de energia.
Os carboidratos são divididos, ainda, em três categorias, de acordo com sua estrutura molecular. Sendo assim, eles podem ser:
· Monossacarídeos – aqueles formados por uma única unidade molecular (base para a formação dos demais).
· Polissacarídeos – aqueles formados pela ligação de muitos monossacarídeos.
· Oligossacarídeos – aqueles formados pela ligação de poucos monossacarídeos (os mais comuns possuem 2 e são chamados de dissacarídeos).
Vamos estudar cada um deles?
Monossacarídeos
Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que são essencialmente energéticos e utilizados pelo organismo animal.
No entanto, existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que compõem a estrutura do RNA e do DNA, respectivamente.
Esses tipos de carboidratos estão representados nas imagens a seguir:
Oligossacarídeos
Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes, formados pela ligação covalente (glicosídica) entre dois monossacarídeos. Eles são fontes de glicose encontrada nos alimentos.
Veja, a seguir, suas características:
Os oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das membranas celulares, constituindo o glicocálice, que é importante para a sinalização celular e para a adesão entre as células. Eles estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos.
Vamos estudar esse tema mais adiante na aula sobre a membrana celular.
Polissacarídeos
Os polissacarídeos são longas cadeias (polímeros), lineares ou ramificadas, que podem ser formadas por um único tipo de monossacarídeo (homopolissacarídeo) ou por vários tipos (heteropolissacarídeos).
A tabela a seguir apresenta essa formação:
Polissacarídeos
Os polissacarídeos também têm importância de reserva energética e estrutural, dependendo da molécula formada. Os mais comuns são:
· GLICOGÊNIO: Forma de o organismo animal armazenar glicose. Essa é uma reserva energética acumulada, principalmente, no fígado e no músculo estriado. Quando ficamos em jejum, a reserva do fígado é prontamente utilizada, liberando glicose para a corrente sanguínea.
· AMIDO: Forma de as plantas armazenarem glicose, que serve de base para a alimentação animal. Produtos à base de amido (massas, raízes, grãos) são o alicerce da pirâmide alimentar.
· CELULOSE: Componente que forma a parede celular das células vegetais, deixando-a rígida.
· QUITINA: Componente que está presente no exoesqueleto dos artrópodes – como os insetos, por exemplo – e, também, na parece celular de fungos
O quadro a seguir apresenta um resumo das características dos polissacarídeos. Veja:
Proteínas
As proteínas – também consideradas polímeros – são formadas pela ligação peptídica entre vários aminoácidos[footnoteRef:5], conforme demonstra a imagem a seguir: [5: Pequenas moléculas com características próprias que desempenham diferentes funções, além de formar proteínas.] 
Aqui, cinco aminoácidos são unidos atravésdesse tipo de ligação (destacada de cinza).
As proteínas desempenham diferentes funções no organismo, além de estarem presentes na membrana celular – como veremos em outro momento.
Algumas são hormônios (como a insulina, por exemplo), outras correspondem a várias enzimas. Elas fazem transporte de substâncias, participam dos mecanismos de cicatrização e coagulação sanguínea, e são importantes nutrientes – fontes de aminoácidos.
Existem 20 diferentes aminoácidos que compõem as proteínas e são ligados em uma sequência específica, determinada pelo código genético presente no DNA.
Desse grupo, o organismo humano não é capaz de produzir 8 aminoácidos essenciais. Mas, como estes são importantes, precisam ser adquiridos por meio da alimentação com proteínas. São eles:
• Valina;
• Leucina;
• Isoleucina;
• Fenilalanina;
• Triptofano;
• Metionina;
• Lisina;
• Treonina.
Os outros 12 produzidos pelo organismo são chamados de aminoácidos não essenciais.
Além de formarem as proteínas, os aminoácidos são relevantes, porque:
• Controlam o pH dentro da célula;
• Atuam como neurotransmissores – como o GABA (ácido gama-aminobutírico);
• Originam neurotransmissores – como a serotonina a partir do triptofano;
• São usados como fonte de energia.
Ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos são moléculas que se encontram, principalmente, no núcleo, formadas por muitas unidades de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Logo, também são polímeros.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos:
· Ácido Desoxirribonucleico (DNA)
O DNA é a molécula responsável por guardar a informação genética da célula, que é passada para as células-filhas a cada divisão celular. A hereditariedade das características dos seres vivos se deve à transmissão de cópias do DNA para as demais células.
O DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos unidas entre si por meio de ligações de Hidrogênio em forma de espiral. Essas ligações ocorrem entre as bases nitrogenadas que compõem os nucleotídeos.
A imagem a seguir apresenta uma molécula de DNA:
Aqui, as duas cadeias de nucleotídeos constituem uma dupla hélice.
· Ácido Ribonucleico (RNA)
O RNA é uma molécula importante para que a informação genética presente no DNA possa ser utilizada. Essa molécula é formada por uma única cadeia de nucleotídeos, conforme mostra a imagem a seguir:
Estudaremos mais o RNA na aula sobre o núcleo celular. Até lá!
Atividades
1. As moléculas que constituem os seres vivos se dividem em orgânicas e inorgânicas. Entre as listadas a seguir, NÃO é uma molécula orgânica:
Água
Lipídeo
Proteína
Aminoácido
Carboidrato
2. O carboidrato é uma biomolécula muito importante para os seres vivos, assim como o glicogênio, que corresponde:
À reserva energética animal
À reserva energética vegetal
A um carboidrato estrutural animal
A um carboidrato estrutural vegetal
A um carboidrato de reserva animal e vegetal
3. A sacarose é um importante dissacarídeo encontrado, principalmente, em frutas. O açúcar que consumimos na alimentação é formado por esse elemento. Em sua composição, há a combinação dos seguintes monossacarídeos:
Glicose e glicose
Glicose e lactose
Glicose e frutose
Glicose e maltose
Glicose e galactose
Teste de Conhecimento – Aula 02
	1 - Reserva de carboidratos nos músculos ficam na forma de:
	
	lactose
	 
	glicogênio
	
	sacarose
	
	glicose
	
	amido
	2 - A água é um líquido único, e talvez o fator mais decisivo a explicar porque a vida é tão onipresente na terra. À pressão de 1 atmosfera, encontra-se na forma líquida entre 0oC (273K) e 100oC (373K), condições encontradas apenas em nosso planeta. É a substância química mais abundante em nossas células e possui várias características e funções, exceto:
		
	
	Para os seres vivos, porém, não só a solubilidade é importante: também o que a água não dissolve é decisivo. Aqui valem as propriedades tão particulares da água líquida que não dissolvem moléculas apolares, permitindo a estabilidade da membrana plasmática.
	
	A desidratação é a perda de água do plasma e em casos mais graves há descompensação do volume hídrico intra celular. Como grande parte da água perdida é proveniente do fluido extracelular que inclui o plasma sanguíneo, ocorre diminuição deste volume e da capacidade de trabalho das células
	
	Devido a uma estrutura simples, as moléculas de água interagem fortemente entre si, ainda que de forma rápida: as chamadas pontes de hidrogênio.Isto, porém, é suficiente para conferir uma elevada coesão interna ao que apresenta o alto ponto de ebulição, o alto calor específico e a grande capacidade de retenção térmica.
	
	Na verdade a água é considerada o melhor solvente que existe para sais, ácidos e bases, ou seja, todas aquelas substâncias que são polares. .
	 
	Ao dissolver substâncias oleosas, a água possibilita melhor estruturação do sangue que é rico em colesterol e fosfolipídeos.
	
	
	3 - Durante muito tempo acreditou-se que os carboidratos tinham funções apenas energéticas para os organismos. O avanço do estudo desses compostos, porém, permitiu descobrir outros eventos biológicos relacionados aos carboidratos. Ciência hoje. V.39., 206. (adapt.). Baseado no texto e em seus conhecimentos é incorreto afirmar que:
		
	
	os carboidratos são fundamentais no processo de transcrição e replicação, pois participam da estrutura dos ácidos nucléicos.
	 
	os triglicérides, carboidratos importantes como reserva energética, são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.
	 
	tanto quitina, que forma a carapaça dos artrópodes, quanto a celulose, que participa da formação da parede celular, são tipos de carboidratos.
	
	o amido, encontrado nas plantas, e o glicogênio, encontrado nos fungos e animais, são exemplos de carboidratos e têm como função a reserva de energia.
	
	os carboidratos são importantes no reconhecimento celular, pois estão presentes externamente na membrana plasmática, onde eles formam o glicocálix.
	
	
	4 - Durante muito tempo acreditou-se que os carboidratos tinham funções apenas energéticas para os organismos, mas o avanço do estudo desses compostos permitiu descobrir outros eventos biológicos relacionados aos carboidratos. Em relação aos carboidratos, assinale a alternativa incorreta.
		
	 
	Os triglicérides, são carboidratos importantes como reserva energética, são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.
	
	Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na Terra, sendo a glicose o carboidrato mais importante.
	
	Tanto quitina, que forma a carapaça dos artrópodes, quanto a celulose, que participa da formação da parede celular, são tipos de carboidratos.
	
	Os carboidratos são fundamentais no processo de transcrição e replicação, pois participam da estrutura dos ácidos nucléicos.
	
	Os carboidratos são importantes no reconhecimento celular, pois estão presentes externamente na membrana plasmática, onde eles formam o glicocálice.
	
	
	
	
	5 - As proteínas são os grupos de biopolímeros mais abundantes nos seres vivos ocorrendo em todas as células e em todas as partes das células. Sobre as proteínas, assinale a alternativa INCORRETA:
		
	
	São compostos formados essencialmente por C, H, O, N, S.
	 
	São as maiores macromoléculas presentes nas células e formadas por unidades denominadas de nucleotídeos
	
	Através das proteínas a informação genética contida no DNA no núcleo da célula é expressa na forma de reações e produtos bioquímicos no citoplasma e organelas celulares.
	 
	São macromoléculas compostas de aminoácidos, que desempenham diversas funções no organismo, tais como a função de defesa, a estrutural e a catalisadora.
	
	São compostos orgânicos que ocorrem em todas as células.
	6 - Para estudar o metabolismo de organismos vivos isótopos radioativos de alguns elementos, como o 14C, foram utilizados como marcadores de moléculas orgânicas. Podemos demonstrar, experimentalmente, utilizando a glicose marcada com o 14C, o acúmulo de produtos diferentes da glicólise na célula muscular, na presença ou na ausência de um inibidor da cadeia respiratóriamitocondrial.
Em presença desse inibidor, o metabólico radioativo que deve se acumular no músculo é o ácido denominado: 
		
	
	cítrico.
	 
	glicérico.
	
	pirúvico.
	
	acético.
	 
	lático.
	7 - Durante muito tempo acreditou-se que os carboidratos tinham funções apenas energéticas para os organismos. O avanço do estudo desses compostos, porém, permitiu descobrir outros eventos biológicos relacionados aos carboidratos. Baseado no texto e em seus conhecimentos é incorreto afirmar que:
		
	
	o amido, encontrado nas plantas, e o glicogênio, encontrado nos fungos e animais, são exemplos de carboidratos e têm como função a reserva de energia.
	 
	os triglicerídeos, carboidratos importantes como reserva energética, apresentam ácidos graxos na sua estrutura.
	
	os carboidratos são importantes no reconhecimento celular, pois estão presentes externamente na membrana plasmática, onde eles formam o glicocálice.
	
	os carboidratos são fundamentais no processo de replicação do DNA, pois participam da estrutura dos ácidos nucléicos
	
	tanto a quitina, que forma a carapaça dos artrópodes, quanto a celulose, que participa da formação da parede celular, são tipos de carboidratos.
	
	Explicação:
Os triglicerídeos são lipídeos importantes como reserva energética e apresentam ácidos graxos na sua estrutura.
	8 - Reserva de carboidratos nos músculos ficam na fórmula
		
	
	amido.
	 
	glicogênio.
	
	lactose.
	 
	glicose.
	
	sacarose.
Aula 3 - Membranas celulares: estrutura, funções e especializações
Introdução
Não temos mais dúvidas quanto ao importante papel estrutural e funcional das células no nosso organismo. Agora precisamos entender como é a estrutura de uma célula e de que forma isso está relacionado com o seu funcionamento e com a atividade de todo o organismo.
Nesta abordagem estrutural, vamos começar por um estudo detalhado das membranas celulares, passando pela sua composição química, pela sua organização e importância para que as células desempenhem as suas funções corretamente.
Veremos, por fim, que as funções da membrana e, ainda, as estruturas especiais que podemos encontrar nela estão intimamente relacionadas a isso.
Objetivos
· Analisar a composição e a estrutura das membranas celulares;
· Enumerar e compreender as funções da membrana plasmática;
· Identificar as especializações da membrana plasmática e as suas funções.
As membranas celulares
Nós vimos que uma das características das células eucariontes é a grande quantidade de membranas:
· Uma membrana que delimita o seu espaço, chamada de membrana plasmática;
· Uma membrana que delimita o espaço do núcleo, chamada de cariomembrana ou carioteca;
· Diversas membranas que delimitam os espaços das organelas, como o retículo endoplasmático, complexo de Goldi e muitas outras. 
Todas essas membranas possuem uma estrutura muito parecida e composta, basicamente, por lipídeos e proteínas.
A partir de agora, vamos nos dedicar ao estudo da membrana plasmática, que, como foi dito, delimita a célula e separa o conteúdo do meio intracelular do meio extracelular. Contudo, veremos, que sua função vai muito além disso.
Estrutura da membrana plasmática
A membrana plasmática é formada pela combinação de três tipos de biomoléculas:
· Lipídeos;
· Proteínas; e
· Carboidratos.
Essas biomoléculas estão presentes em diferentes quantidades, em diferentes proporções.
Veremos a seguir esses detalhes.
Lipídeos da membrana plasmática
Os lipídeos são as biomoléculas mais abundantes na membrana plasmática e um grupo deles forma a estrutura básica da membrana.
Esses lipídeos são os:
· Glicerofosfolipídeos (fosfolipídeos)[footnoteRef:6]; [6: Os glicerofosfolipídeos são os mais comuns, encontrados na grande maioria das células. Por isso, serão os mais considerados aqui. Para simplificar, serão chamados apenas de fosfolipídeos.] 
· Esfingofosfolipídeos; e
· Glicolipídeos.
Atenção!
Todos os lipídeos encontrados na membrana plasmática possuem uma coisa em comum: são anfipáticos.
Isso quer dizer que eles possuem:
· Uma parte que é polar, e, por isso, hidrofílica (que se relaciona com a água); e
· Uma parte apolar e hidrofóbica (que não se relaciona com a água).
Os fosfolipídeos
Tomaremos os fosfolipídeos, já estudados na aula anterior, como exemplo.
Vimos que os fosfolipídeos são formados por dois ácidos graxos ligados ao glicerol e que um radical fostato se liga, ainda, ao glicerol, como na imagem abaixo:
Na imagem, vemos a estrutura de um fosfolipídeo. A parte azul, chamada de cabeça, é a parte polar, formada pelo glicerol ligado ao fosfato. A parte amarela, denominada cauda, é a parte apolar, formada pelos dois ácidos graxos.
Por causa dessa característica, quando esses lipídeos estão em contato com a água (lembrando que nosso corpo é formado por muita água), eles se organizam na forma de micelas, de lipossomos ou ainda de uma bicamada lipídica.
Nos três casos, as caudas apolares ficam voltadas para dentro e as cabeças polares ficam voltadas para fora.
Veja essas três estruturas.
Observamos as três formas de organização que os fosfolipídeos podem fazer, sempre mantendo as partes polares das moléculas expostas (cabeças) e protegendo as partes apolares (caudas).
No caso da membrana plasmática, é exatamente isso que acontece: os fosfolipídeos se organizam formando uma dupla camada em que as cabeças (polares) ficam voltadas para fora e as caudas (apolares) ficam voltadas para dentro.
Veja a imagem abaixo.
No esquema, vemos as duas camadas de fosfolipídeos (parte vermelha com amarelo) formando a estrutura básica da membrana celular.
Atenção!
Na membrana plasmática, existe ainda um outro lipídeo, do grupo dos lipídeos esteroides.
Nas células animais, o lipídeo esteroide encontrado é o colesterol. Na imagem acima, podemos observá-lo também em amarelo e entre os fosfolipídeos.
O colesterol também é anfipático e se dispõe na membrana da mesma forma que os fosfolipídeos. A sua presença restringe o movimento dos fosfolipídeos e, por isso, faz com que a membrana plasmática fique menos fluida e, portanto, mais rígida.
Proteínas da membrana plasmática
As proteínas estão presentes na membrana em menor proporção, mas a sua quantidade pode variar entre as células.
Elas podem ser:
PROTEÍNAS INTEGRAIS São assim chamadas porque se inserem na dupla camada de fosfolipídeos, podendo atravessar de um lado a outro ou não. Quando elas atravessam de um lado a outro são chamadas de proteínas transmembrana.
PROTEÍNAS PERIFÉRICAS: Estão apenas aderidas à superfície externa ou interna da membrana. Nessa mesma imagem, que já vimos tantas vezes, podemos observá-las: 
Na imagem, vemos as proteínas da membrana, desenhadas de azul. Observamos que algumas são integrais, atravessando de um lado a outro da membrana e outras não. Podemos observar também as proteínas periféricas, apenas aderidas à superfície da membrana.
Funções das proteínas da membrana
Essas proteínas da membrana exercem diferentes funções:
· Algumas são receptores para moléculas sinalizadoras, como hormônios e neurotransmissores;
· Algumas são canais ou transportadores, que permitem a passagem de substâncias como íons e outras moléculas maiores;
· Outras atuam como enzimas, acelerando reações químicas;
· Outras, ainda, são proteínas envolvidas na adesão a outras células ou a moléculas do material que existe entre as células, chamado de matriz extracelular.
Na imagem abaixo, podemos observar as proteínas desempenhando estas funções:
Na imagem, observamos as proteínas da membrana atuando de diferentes formas: como transportadoras, como proteínas de adesão, como receptoras e como enzimas.
Os carboidratos da membrana plasmática são oligossacarídeos encontrados na superfície externa das membranas celulares, constituindo o glicocálice.
Eles estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos, como vemos na imagem:
Na imagem, observamos os oligossacarídeos ligados às proteínas da membrana, formando glicoproteínas.
Atenção!
Esses carboidratos variam em tipo e quantidadede acordo com:
· O tipo celular;
· A atividade funcional da célula; e
· A localização da membrana na célula.
O glicocálice está envolvido em mecanismos de adesão celular e também de reconhecimento e sinalização celular.
Os grupos sanguíneos humanos, por exemplo, são caracterizados pela combinação de carboidratos formando o glicocálice das hemácias ― as células sanguíneas que transportam oxigênio.
Portadores de sangue tipo A apresentam uma determinada combinação que é diferente da combinação presente nas hemácias de portadores de sangue tipo B, AB e O.
A imagem abaixo ilustra esse mecanismo de reconhecimento e sinalização celular.
Na imagem, observamos as hemácias dos diferentes tipos sanguíneos (A, B, AB e O) e as combinações de carboidratos que são encontradas nas duas membranas, que determinam o tipo sanguíneo a que pertencem.
O Modelo do mosaico fluido
A membrana plasmática é descrita como um mosaico fluido, devido a sua organização molecular que lembra um mosaico (várias moléculas diferentes encaixadas umas nas outras) e a sua fluidez, que é determinada pela constante movimentação das moléculas que a compõe.
As moléculas que mais se movimentam são os fosfolipídeos, podendo apresentar quatro tipos de movimento:
· Difusão lateral;
· Rotação;
· Flexão;
· Flip-flop.
A imagem ilustra esses movimentos.
Os fosfolipídeos se movimentam constantemente, o que podemos observar nessa imagem. Eles se difundem lateralmente (difusão lateral), giram em torno do seu próprio eixo (rotação), estão constantemente trocando a posição dos ácidos graxos de sua cauda (flexão) e, mais raramente, mudam de um lado para o outro da membrana (flip-flop).
Atenção!
No entanto, vimos que a quantidade de colesterol na membrana pode limitar esses movimentos, deixando a membrana menos fluida e mais rígida.
A temperatura também pode interferir na fluidez da membrana, assim como o fato dos ácidos graxos que formam os fosfolipídeos serem saturados ou insaturados.
Nesse último caso, quando os ácidos graxos são saturados, os fosfolipídeos ficam mais encaixados uns nos outros e isso limita a sua movimentação, como vemos na imagem abaixo.
Na imagem, vemos uma membrana formada apenas por fosfolipídeos que têm ácidos graxos saturados e outra formada por uma mistura de saturados e insaturados. No primeiro caso, os fosfolipídeos ficam mais próximos e encaixados, o que limita a sua movimentação.
Funções da membrana plasmática
Precisamos entender que a membrana plasmática não é só algo que delimita a célula e que, com isso, separa o meio intracelular do extracelular. Claro, esta é uma função da membrana. Mas ela tem outras.
Controle da entrada e saída de substâncias
A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias nas células, uma vez que ela tem permeabilidade seletiva, ou seja, deixa passar algumas moléculas, mas, ao mesmo tempo, impede o intercâmbio indiscriminado de substâncias.
Na imagem abaixo, observamos a permeabilidade seletiva da membrana. Podemos ver que gases, moléculas hidrofóbicas e moléculas hidrofílicas pequenas conseguem atravessá-la livremente. No entanto, moléculas polares grandes e íons não conseguem passar através dela.
Suporte físico para enzimas
Outra função da membrana plasmática é atuar como suporte físico para muitas enzimas que ficam fixadas nela.
Por exemplo, a Adenil ciclase, uma enzima importante para o mecanismo de sinalização celular, como ilustra a imagem abaixo.
Na imagem, vemos a enzima Adenil ciclase, que fica fixada na membrana plasmática, desempenhando seu papel no mecanismo de sinalização celular feito pelos hormônios esteroides.
Formação de vesículas para transporte
A membrana plasmática também tem como função formar vesículas que participam do transporte de substâncias dentro da célula e também de substâncias de dentro para fora da célula (exocitose) e de fora pra dentro da célula (endocitose).
Esses processos serão melhor estudados na próxima aula, mas na imagem podemos observá-los.
Na imagem, é ilustrada a participação da membrana na formação de vesículas, que servem para o transporte de substâncias e partículas, tanto dentro da célula como também no transporte de fora para dentro da célula (endocitose) e de dentro para fora da célula (exocitose).
Sinalização celular
A membrana plasmática participa também dos mecanismos de interação química celular.
Essa interação ocorre por meio de receptores proteicos específicos presentes na membrana, que interagem com moléculas, como neurotransmissores, hormônios e fatores de crescimento.
Veja na imagem abaixo como essa interação pode acontecer.
Na imagem, verificamos como a membrana plasmática participa dos processos de sinalização celular. Muitas vezes, células liberam moléculas sinalizadoras, que se ligam a receptores presentes na membrana de outra célula. Outras vezes, as células apresentam as moléculas sinalizadoras aderidas à sua membrana e o contato com a outra célula, que possui o receptor, é necessário.
Especializações da membrana plasmática
Além das funções que falamos anteriormente, a membrana pode desempenhar funções especiais que estão relacionadas com as especializações que ela pode apresentar.
Essas especializações podem estar presentes em uma das regiões da célula[footnoteRef:7]: [7: Cada região pode apresentar especializações características.] 
· Apical;
· Lateral; e
· Basal.
Na imagem, vemos as três regiões que a célula apresenta.
Especializações da região apical
Na região apical das células, podemos encontrar especializações como as microvilosidades e estereocílios, que estão relacionadas com o aumento da superfície da membrana.
Outras especializações, como os flagelos e cílios, estão relacionadas com o movimento celular.
Veja:
Microvilosidades
As microvilosidades são prolongamentos do citoplasma recobertos por membrana. Elas aumentam a superfície de absorção das células e, por isso, são encontradas em células do intestino e tubos contorcidos proximais dos rins, que precisam absorver muitas substâncias.
Estereocílios
Os estereocílios são semelhantes às microvilosidades, porém possuem maior comprimento e se ramificam frequentemente. Eles também aumentam a superfície de absorção facilitando o transporte de água e outras moléculas para dentro das células. São encontrados nos epidídimos e no pavilhão auditivo.
Cílios
Os cílios são projeções móveis semelhantes a pelos. São finos, curtos e móveis, presentes em grande quantidade em células do revestimento do sistema respiratório e de tubas uterinas. Eles movimentam substâncias e partículas que estão sobre as células. Alguns protozoários utilizam cílios para a sua locomoção.
Flagelos
Os flagelos são projeções móveis longas, presentes em menor quantidade. São utilizados para movimentação das células, como em espermatozoides, protozoários, algas unicelulares e bactérias.
Especializações da região lateral
As células também podem apresentar outras especializações da membrana na superfície lateral delas.
Essas especializações estão relacionadas com:
· Adesão entre as células
· Adesão entre as células e a matriz extracelular
· Oclusão entre as células
· Comunicação entre as células
Algumas dessas especializações podem ser vistas na imagem abaixo.
A imagem mostra as especializações da região lateral das células.
Especialização 1 - Junções Oclusivas, que servem para vedar os espaços entre as células de forma a impedir a passagem de moléculas;
	
	
Especialização 2 - Desmossomos, que servem para unir fortemente as células umas às outras;
	
	
	
Especialização 3 - Junções Comunicantes, que servem para permitir a comunicação entre as células.
Exercícios
1. Quanto à estrutura da membrana plasmática, é correto afirmar que:
As proteínas estão sempre inseridas na dupla camada de fosfolipídeos.
As cabeças polares dos fosfolipídeos ficam voltadas para a face interna da membrana.
As caudas apolares dos fosfolipídeos ficam voltadas para a face externa da membrana.
O colesterol está presente apenas nas células animais e interfere na sua fluidez.
Apenas o colesterol se movimentana membrana plasmática.
2. A membrana plasmática desempenha várias funções, exceto:
Controlar a entrada e saída de substâncias da célula.
Participar dos mecanismos de adesão celular.
Permitir o reconhecimento e sinalização celular.
Servir de suporte físico para enzimas.
Produzir proteínas nas células.
3. Na superfície das células epiteliais, podemos encontrar algumas especializações da membrana, como, por exemplo, algumas que têm como finalidade aumentar a superfície de absorção das células, como no intestino delgado. Essa especialização é:
Cílios
Queratina
Microvilosidades
Flagelo
Desmossomos
Teste de Conhecimento – Aula 03
		1 - Nossas células podem ser imaginadas como pequenos seres vivos quese agruparam e se diferenciaram para formar um indivíduo. Assim sendo, elas deverãoabsorver e digerir alimentos para assimilar seus nutrientes. Deverão também sintetizarproteínas, respirar e excretar. Associe corretamente a segunda coluna de acordo com aprimeira, e assinale a alternativa que possui a seqüência correspondente: I. pinocitose II. retículo endoplasmático rugoso III. lisossomos IV. mitocôndrias V. exocitose ( ) síntese proteíca ( ) excreção ( ) respiração ( ) absorção ( ) digestão
	
	
	
	II, V, IV, I, III
	
	
	III, II, IV, I, V
	
	
	I, V, II, IV, III
	
	
	III, II, I, V, IV
	
	
	II, V, IV, III, I
		2 - USU RJ) Na mucosa intestinal, as células apresentam grande capacidade de absorção devido à presença de:
	
	
	
	Microvilosidades
	
	
	Flagelos
	
	
	Desmossomos
	
	
	Cílios
	
	
	Vesículas fagocitárias
	Explicação: Gabarito C, a única adaptação de membrana que consiste em aumento de superfície para absorção dentre as opções são as microvilosidades.
		As (X) da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana, encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
3 - A incógnita (X) no enunciado da questão pode ser substituída adequadamente pela alternativa:
	
	
	
	vitaminas
	
	
	enzimas
	
	
	vilosidades
	
	
	microvilosidades
	
	
	proteínas
	Explicação:
As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções características das membranas e incluem as enzimas, os transportadores, as bombas, os canais iônicos, os receptores, os transdutores de energia e os elementos estruturais.
		4 - A membrana plasmática ou membrana celular, é a estrutura que delimita todas as células vivas, tanto as procarióticas como as eucarióticas estabelecendo uma fronteira entre o meio intra e o ambiente extracelular. Acerca dessa afirmativa assinale qual das alternativas abaixo apresenta funções da membrana plasmática numa célula.
	
	
	
	Controlar as substâncias que entram e saem da célula.
	
	
	Respiração celular.
	
	
	N.D.A.
	
	
	Homeostase proteica.
	
	
	Síntese de proteínas dentro da célula.
	
		5 - Membranas Biológicas são estruturas formadas basicamente por uma bicamada de lipídeos, cuja função é de atuar como barreira física semipermeável, garantindo que as organelas de células eucariontes possam ter características específicas em seus ambientes internos. A Membrana Plasmática é aquela que separa os ambientes extracelulares e intracelulares e tem importantes funções para o funcionamento celular. Acerca do padrão de organização das Membranas Plasmáticas; o Modelo Mosaico Fluido. Escolha a alternativa INCORRETA
	
	
	
	As estruturas das membranas estão estabilizadas por ligações covalentes.
	
	
	Os fosfolipídeos são os principais componentes das membranas plasmáticas.
	
	
	Receptores hormonais são encontrados inseridos na Membrana Plasmática.
	
	
	O colesterol encontrado na Membrana e contribui para a sua fluidez.
	
	
	As proteínas de membrana podem atuar como canais iônicos.
	
		6 - (UFAM) A organização molecular da membrana plasmática é essencialmente baseada na presença de uma bicamada lipídica. Identifique, nas alternativas abaixo, as moléculas que fazem parte da organização da membrana.
	
	
	
	Fosfolipídios, glicolipídios e colesterol.
	
	
	Ptialina, glicolipídios e colesterol.
	
	
	Citosina, colesterol e glicolipídios.
	
	
	Adenina, fosfolipídios e aminoácidos.
	
	
	Ácidos nucleicos, fosfolipídios e insulina.
	Explicação:
As membranas plasmáticas são compostas por fosfolipídios, glicolipídios que formam o glicocálix e colesterol imerso no meio da camada lipídica.
	
		7 - Apesar de apresentarem estruturas quimicamente complexas, as membranas celulares são constituídas principalmente por:
	
	
	
	carboidratos e ácidos nucleicos.
	
	
	celulose e ácidos graxos.
	
	
	proteínas e ácidos graxos.
	
	
	proteínas e lipídios.
	
	
	cetoses e aldoses.
		8 - As caderinas são glicoproteínas dependentes de íons cálcio, sendo responsáveis pela adesão entre células adjacentes, como na epiderme. Portanto, podemos destacar que essas moléculas fazem parte do:
	
	
	
	ribossomo
	
	
	núcleo
	
	
	glicocálice
	
	
	microtúbulo
	
	
	lisossomo
	
Aula 4 - Membranas Plasmática –Transporte e sinalização
Introdução
Embora já tenhamos discutido as funções da membrana plasmática e a sua participação no transporte de substâncias na célula e nos processos de sinalização, nesta aula vamos abordar esses dois assuntos novamente, mas de forma aprofundada.
Inicialmente veremos que o transporte através da membrana pode acontecer de diferentes maneiras, e isso depende das características das substâncias e de estruturas especiais presentes na membrana. Muitos desses conceitos podem ser vistos no nosso dia a dia, como estudaremos.
Além disso, vamos reconhecer o importante papel dos mecanismos de sinalização celular e de que forma a membrana plasmática faz parte deles.
Objetivos
· Identificar os tipos de transporte através da membrana plasmática;
· Reconhecer a participação da membrana nos processos de sinalização celular.
Transporte através da membrana plasmática
Como estudamos na aula anterior, o papel da membrana vai muito além de separar o meio intracelular do extracelular. A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias, que poderão passar através dela de diferentes maneiras. Chamamos isso de transporte através da membrana.
As substâncias que passam através da membrana são consideradas:
Açúcar (exemplo de soluto)
Água (exemplo de solvente)
Além disso, o fluxo de substâncias se dá de diferentes maneiras, de acordo com as características do meio intra e extracelular:
· ISOTÔNICO: O meio é isotônico quando sua concentração de soluto é fisiológico, isto é, proporcional às condições celulares.
· HIPERTÔNICO: O meio é hipertônico quando a concentração de soluto é superior ao ideal, em relação ao solvente. O meio está mais concentrado.
· HIPOTÔNICO: O meio é hipotônico quando a concentração de soluto é menor do que a ideal, em relação ao solvente. O meio está menos concentrado.
A imagem abaixo ilustra essas três situações:
Isotônico
Hipotônico / Hipertônico
Nessas imagens, vemos a proporção de solutos (bolinhas) nas três situações citadas, considerando que se tratam de recipientes separados por uma membrana semelhante à membrana plasmática. Nos meios isotônicos vemos que existe um equilíbrio na quantidade de soluto nos dois lados da membrana. Já quando comparamos os meios hipertônico e hipotônico vemos que essas quantidades não estão em equilíbrio. No meio hipotônico há pouco soluto e no hipertônico há muito soluto. A quantidade de água (solvente) será o contrário: tem mais no meio hipotônico e menos no meio hipertônico.
Transporte ativo e passivo
A passagem de solutos através das membranas celulares pode ser do tipo passiva ou ativa.
· O transporte passivo ocorre por meio dos componentes da dupla camada lipídica e sem que haja gasto de energia pela célulae a favor do gradiente de concentração que “determina” que as moléculas tendem a passar de onde temais para onde tem menos. 
· Já o transporte ativo ocorre com o gasto de energia pela célula, contra o gradiente de concentração, ou seja, de onde tem menos para onde tem mais. 
Veja a imagem baixo:
Na ilustração, vemos como se dá o transporte ativo e passivo. No passivo, as substâncias passam através da membrana de onde tem mais para onde tem menos, como indica a seta. No transporte ativo ocorre o contrário, de onde tem menos para onde tem mais e, por isso, existe a necessidade de uma estrutura na membrana, frequentemente chamada de bomba, que consome energia (ATP) da célula.
Transportes passivos
O transporte passivo ocorre de três formas:
· DIFUSÃO SIMPLES
Na difusão simples, o soluto penetra na célula passando através da membrana, desde que sua concentração seja menor no interior da célula do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário.
O soluto precisa ser pequeno, ser uma molécula hidrofóbica (apolar) ou mesmo uma molécula polar, desde que seja pequena.
Quando respiramos, é dessa forma que o gás oxigênio do ar atravessa as membranas que existem no pulmão e passam para o nosso sangue.
Veja na imagem abaixo:
Podemos ver aqui como ocorre a difusão simples. O soluto atravessa a membrana de onde ele está em maior quantidade (meio hipertônico - B) para o lado em que existe menos (meio hipotônico – A). Ao final, os dois lados estão em isotonia. Nesse caso, como podemos ver pelas setas vermelhas nos dois sentidos, ocorre a passagem de água também. Mas isso veremos no próximo tipo de transporte.
· OSMOSE
Na osmose ocorre a passagem de solvente (água) de um meio hipotônico (em que tem muita água) para o hipertônico (onde tem pouca água), com o intuito de estabelecer a isotonia entre os meios.
Veja a ilustração abaixo.
Na ilustração, podemos entender como ocorre a osmose. O frasco é dividido ao meio por uma membrana semipermeável que só permite a passagem de água, e não de soluto. Podemos ver que a água passa através da membrana do lado em que há pouco soluto e muita água (hipotônico) para o lado em que há muito soluto e pouca água (hipertônico). Ao final, notamos que o volume aumentou de um lado e diminuiu do outro, mostrando que a água foi para o lado em que aumentou, ficando os dois lados com o meio isotônico.
Em nosso dia a dia, podemos encontrar situações em que ocorre osmose. Sabemos, por exemplo, que o consumo de muito sal nos alimentos aumenta a pressão arterial. Isso ocorre porque vai haver um aumento da concentração de sal no sangue, ficando o sangue mais hipertônico em relação ao líquido intersticial (que existe entre as células dos nossos tecidos). Isso faz com que a água passe para dentro dos vasos sanguíneos, aumentado o volume de sangue nos vasos e aumentando a pressão.
A ocorrência de osmose pode promover intensas mudanças na fisiologia celular de acordo com o meio onde a célula se encontra.
O comportamento celular diante do processo de osmose também varia se a célula é animal ou vegetal.
Antes de continuar seus estudos, clique aqui para saber mais.
· DIFUSÃO FACILITADA
A difusão facilitada ocorre quando a passagem de íons e macromoléculas se dá através de proteínas carreadoras, chamadas de permeases ou canais iônicos.
As permeases mudam sua conformação para permitir a passagem do soluto, sem gastar energia para isso.
Veja na imagem abaixo:
Podemos ver aqui exemplos de difusão facilitada, que é possível devido à presença de proteínas na membrana. Através de canais iônicos, que podem estar abertos em um momento e fechado em outro, ocorre a passagem de íons, e, através de proteínas permeases, ocorre a passagem de moléculas maiores. A proteína muda a sua conformação de forma que em um momento se encontra aberta para fora (quando a molécula entra nela) e em outro momento se encontra aberta para dentro da célula (quando a molécula sai dela).
O transporte de glicose para dentro das células é um exemplo de difusão facilitada. É feito por permeases que formam uma família de transportadores chamada de GLUT, que podem ou não depender do hormônio insulina para funcionar.
Transporte ativo
Um exemplo clássico de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio. É feito por uma proteína que, gastando energia, consegue transportar esses dois íons ao mesmo tempo.
O sódio, que está em maior quantidade no meio extracelular, é bombeado para fora da célula, enquanto que o potássio, que está em maior quantidade no meio intracelular, é colocado para dentro. 
Para cada molécula de ATP utilizada, a bomba consegue movimentar dois íons de potássio (K+) para o interior e três íons de sódio (Na+) para o exterior.
Esse transporte de sódio e potássio é fundamental para manter as concentrações diferentes sempre constantes, deixando a membrana polarizada — condição importante para o funcionamento celular.
Transporte através de vesículas
Existem também modalidades de transporte em que a membrana participa através da formação de vesículas. São elas:
· ENDOCITOSE
A endocitose envolve o englobamento de solutos, moléculas, partículas, células e pedaços de tecidos do meio extra para o intracelular. Dependendo do tipo de elemento englobado pode ser chamado de fagocitose ou pinocitose.
A fagocitose envolve o englobamento de partículas, células mortas ou cancerígenas, pedaços de tecidos ou micro-organismos. São partículas sólidas que, por suas dimensões, são visíveis ao microscópio óptico.
A célula forma pseudópodos (falsos pés) para “capturar” o que será englobado e no seu interior passa a existir um fagossomo, uma vesícula contando o material fagocitado.
A pinocitose envolve o englobamento de líquido e solutos dispersos em solução aquosa. As células não formam pseudópodos, mas a membrana se invagina em um ponto e as partículas entram neste espaço, formando pequenas vesículas que são puxadas pelo citoesqueleto e penetram no citoplasma. No interior da célula se forma um pinossomo.
Veja nas imagens abaixo:
Na imagem podemos ver os dois processos de endocitose: fagocitose pinocitose.
Antes de continuar com seus estudos, clique aqui e assista ao vídeo que mostra uma ameba realizando fagocitose de protozoários menores do que ela.
· EXOCITOSE
A exocitose é o mecanismo por meio do qual são transportadas grandes quantidades de material do meio intracelular para o extracelular. Ele permite que a célula excrete produtos do seu metabolismo, como da digestão intracelular. Nesse caso, chamamos de clasmocitose.
Porém, a exocitose também é importante em outras ocasiões. Quando neurônios liberam neurotransmissores, para estimular outros neurônios ou outras células, como as musculares, ele faz exocitose.
· TRANSCITOSE
A transcitose envolve mecanismos de transporte de substâncias de um polo ao outro da célula. Substâncias são englobadas na superfície da célula e a vesícula formada transita até o outro polo da célula, liberando seu conteúdo para o meio extracelular.
Veja na imagem:
Na ilustração, vemos uma célula epitelial realizando transcitose. Anticorpos são englobados em um polo da célula e através de vesículas são transportados até o polo oposto.
Sinalização celular
Em organismos pluricelulares, é fundamental que as células se comuniquem, para divisão de tarefas, ativar determinadas funções, desativar outras etc. E a membrana plasmática também participa de alguns processos de comunicação intercelular, por meio da sinalização celular.
As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as atividades celulares, respostas a estímulos do meio ambiente e outras.
A sinalização celular pode ocorrer de diferentes formas. Frequentemente, as células liberam uma substância sinalizadora, que podem ser um hormônio ou um neurotransmissor, e esta vai se ligar a um receptor que está presente em outra célula, chamada de célula-alvo.
Quando a sinalização é feita dessa forma, ela pode ocorrer de forma:
Vamos entender melhor isso vendo a imagem abaixo.
As moléculas sinalizadoras que as células liberam são classificadasem duas categorias:
O tipo de molécula sinalizadora vai interferir na forma como elas agem na célula-alvo e vai determinar a participação da membrana.
Essas moléculas sinalizadoras, ao chegarem as suas células-alvo, precisarão se ligar aos receptores que estas células possuem. É aí que os seus mecanismos de ação vão se diferenciar, uma vez que esses receptores podem estar na membra na da célula ou no seu interior.
Vamos ver a imagem abaixo:
Podemos ver aqui como ocorre a interação entre as moléculas sinalizadoras e os seus receptores nas células. Quando são moléculas lipossolúveis, elas atravessam a membrana e se ligam a receptores intracelulares. Quando não são moléculas lipossolúveis elas se ligam a receptores presentes na membrana plasmática.
As moléculas sinalizadoras hidrossolúveis se ligam nos receptores de membrana. Essas moléculas não conseguem atravessar a membrana e, por isso, seus receptores precisam estar localizados nela.
Nesse caso, há necessidade da formação de um segundo mensageiro dentro da célula, como o AMP cíclico, que será o responsável direto pelas alterações metabólicas que a célula vai sofrer.
As moléculas sinalizadoras lipossolúveis conseguem atravessar a membrana e se ligam aos receptores que estão no seu interior, no citoplasma ou dentro do núcleo. Ao se ligar ao receptor, ocorre uma mudança metabólica na célula por meio da alteração da expressão dos seus genes.
Nesse caso, não é necessária a formação de segundos mensageiros intracelulares e o próprio hormônio é o responsável pela mudança metabólica da célula.
Veja o exemplo abaixo:
Podemos ver aqui o mecanismo de ação dos hormônios esteroides (lipossolúveis). Eles atravessam a membrana plasmática e se ligam a receptores presentes no citoplasma, que se liga ao DNA e determina a expressão de um gene, ocorrendo a transcrição e a tradução (produção de proteínas).
No entanto, nem toda sinalização celular depende da liberação de substâncias sinalizadoras. No caso da sinalização dependente de contato são proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula que podem interagir com receptores de uma outra célula adjacente.
Também não existe substância sinalizadora na sinalização por Gap Junctions. Nesse caso, os sinais são elétricos e são transmitidos para células imediatamente ao lado através de componentes das membranas que permitem a comunicação entre as duas células.
1 - Algumas células do sistema imunológico, como os macrófagos, têm como função eliminar agentes estranhos, como, por exemplo, as leveduras de fungos. Eles englobam essas partículas e fazem a sua digestão. Desta forma, eles englobam realizando:
a) Pinocitose
b) Fagocitose
c) Exocitose
d) Clasmocitose
e) Citocitose
2 - O transporte através da membrana plasmática pode ser feito com gasto ou sem gasto de energia. É um exemplo de transporte ativo, com gasto de energia:
a) Citocitose
b) Osmose
c) Bomba de sódio e potássio
d) Difusão simples
e) Difusão facilitada
3 - O processo de sinalização celular pode ocorrer através da liberação de moléculas sinalizadoras. Em alguns casos, essa molécula é um hormônio que é lançado na corrente sanguínea e, através dela, viaja até a sua célula-alvo. Esse tipo de sinalização é chamado de:
a) Parácrina
b) Autócrina
c) Dependente de contato
d) Gap Junction
e) Endócrina
Teste de Conhecimento – Aula 04
		1 - Na membrana das células, a bomba de sódio e potássio é uma proteína transportadora de solutos do tipo _________________ que transporta o sódio para fora da célula e o potássio para dentro da célula. Em ambos os casos, estes transportes são feitos contra o gradiente de concentração. Esta proteína realiza _______________________.
	
	
	
	canal; transporte ativo
	
	
	carreadora; transporte passivo
	
	
	carreadora; transporte ativo
	
	
	carreadora; difusão facilitada
	
	
	canal; difusão simples
		2 – A osmose e a difusão simples são grandes exemplos de transporte através da membrana celular. Em relação a esses tipos de transporte, é correto afirmar que:
	
	
	
	na difusão simples o solvente passa do meio hipotônico para o hipertônico.
	
	
	na osmose o solvente passa do meio hipotônico para o hipertônico.
	
	
	a osmose é um transporte passivo e a difusão simples é um transporte ativo.
	
	
	são exemplos de contra-transporte através da membrana celular.
	
	
	na difusão simples o soluto passa do meio hipotônico para o hipertônico, por meio de uma proteínas integral da membrana celular.
		3 - uso de vinagre e sal de cozinha em uma salada de alface, além de conferir mais sabor, serve também para eliminar microorganismos causadores de doenças, como as amebas, por exemplo. O inconveniente do uso desse tempero é que, depois de algum tempo, as folhas murcham e perdem parte de sua textura. Esses fenômenos ocorrem porque:
	
	
	
	tanto as amebas quanto as células da alface não possuem barreiras para a perda de água por difusão simples. Ocorre que, no caso da alface, trata-se de um tecido e não de um único organismo e, portanto, a desidratação é notada mais tardiamente.
	
	
	as amebas morrem ao perderem água por osmose, um processo mais rápido. Em contrapartida, as células da alface perdem água por difusão facilitada, um processo mais lento e, por isso, percebido mais tardiamente.
	
	
	nas amebas, a bomba de sódio atua fortemente capturando esse íon presente no sal, provocando a entrada excessiva de água e causando a morte desses organismos. As células da alface não possuem tal bomba e murcham por perda de água por osmose.
	
	
	o vinagre, por ser ácido, destrói a membrana plasmática das amebas, provocando sua morte. No caso da alface, o envoltório das células não é afetado pelo vinagre, mas perde água por difusão simples, provocada pela presença do sal.
	
	
	as amebas morrem ao perderem água rapidamente por osmose. Já as células da alface possuem um envoltório que mantém sua forma mesmo quando perdem água por osmose e, por isso, murcham mais lentamente.
		4 - O processo de fagocitose é:
	
	
	
	Um mecanismo de morte celular.
	
	
	Englobamento de partículas sólidas pela célula.
	
	
	Uma forma de armazenamento de energia.
	
	
	Um processo enzimático.
	
	
	Englobamento de partículas líquidas.
		5 - Complete: Além do transporte passivo e do transporte ativo, certas substâncias entram e saem das células pela formação de bolsas na membrana plasmática. Quando essas bolsas se formam por invaginações da membrana e englobam materiais externos fala-se em ---------------------. Quando bolsas presentes no interior da célula fundem-se á membrana e eliminam seu conteúdo para o meio externo fala-se em ---------------------.
	
	
	
	Exocitose e endocitose
	
	
	Pinocitose e fagocitose
	
	
	Endocitose e exocitose
	
	
	Fagocitose e endocitose
	
	
	Fagocitose e pinocitose
		6 - A organização molecular da membrana plasmática lhe confere sua principal função que é a de permeabilidade seletiva. Dessa forma, pode-se afirmar que as proteínas transmembranas:
	
	
	
	As proteínas integrais transmembranas são proteínas periféricas importantes no transporte de moléculas hidrofóbicas.
	
	
	As proteínas integrais transmembranas são moléculas presentes nas membranas funcionando como moléculas receptoras, mas não participam do transporte através da membrana.
	
	
	As proteínas integrais transmembranas são moléculas que somente participam no transporte de moléculas de água.
	
	
	As proteínas integrais transmembranas são proteínas integrais importantes no transporte de moléculas hidrofóbicas.
	
	
	As proteínas integrais transmembranas são proteínas integrais importantes no transporte de moléculas hidrofílicas.
	Explicação:
 Proteínas transmembrana (integrais transmembrana):atravessam a bicamada lipídica e são anfipáticas. Elas podem atravessar a membrana uma única vez (proteína transmembrana de passagem única) ou então atravessando várias vezes a membrana (proteína transmembrana multipassagem.
	
		7 - As hemácias e outras células do corpo podem ser danificadas ou destruídas se forem expostasa soluções hipertônicas ou hipotônicas. Por essa razão, muitas soluções administradas por via intravenosa, são soluções isotônicas. Conhecendo essas soluções e o efeito que podem causar nas células, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	A célula sofrerá turgência (hemólise em hemácias) quando o meio for hipertônico.
	
	
	A célula animal sofrerá plasmólise (crenação) quando for colocada em um meio hipotônico.
	
	
	Meio hipotônico, a concentração de soluto é menor que o ideal, em relação ao solvente. O meio está menos concentrado.
	
	
	Meio hipertônico, a concentração de soluto é menor que o ideal, em relação ao solvente. O meio está menos concentrado.
	
	
	Meio isotônico, a concentração de soluto é menor que o ideal, em relação ao solvente. O meio está concentrado.
		8 - O gás oxigênio é de extrema importância para a sobrevivência dos organismos, pois participa do processo de respiração celular. Por ser um gás, o oxigênio se difunde facilmente através da membrana plasmática. O tipo de transporte que ocorre nesse caso é:
	
	
	
	difusão simples
	
	
	osmose
	
	
	fagocitose
	
	
	transporte ativo
	
	
	cotransporte
AULA 5 - O NÚCLEO CELULAR
Introdução
As células eucariontes apresentam no seu interior uma organela exclusiva: o núcleo. Essa organela não só armazena o material genético da célula, como também é responsável pelo controle de todo o funcionamento celular. É fundamental entendermos como isso ocorre.
Veremos que os processos de divisão celular, tão importantes para a manutenção do organismo em vários aspectos, contam com a participação ativa do núcleo.
Impossível falar do núcleo sem abordarmos as duas moléculas mais importantes que encontramos no seu interior: o DNA e o RNA. Aliás, veremos que a função de controlar o funcionamento celular se deve à presença dessas moléculas.
Objetivos
· Analisar a estrutura e composição do núcleo celular;
· Reconhecer a participação do núcleo nos processos de divisão celular;
· Reconhecer o papel das moléculas de DNA e RNA no funcionamento nuclear.
Estrutura, composição e funções do núcleo celular
Devemos iniciar o estudo do núcleo celular entendendo que ele é uma organela, exclusiva das células eucariontes. É um espaço delimitado por uma membrana e que tem no seu interior determinadas substâncias, que veremos a seguir.
As células geralmente apresentam um único núcleo e este fica localizado em seu centro. No entanto, existem células que apresentam mais de um núcleo ou que núcleo fica localizado perifericamente.
Outra coisa bem variável é o formato dos núcleos: existem alguns que são esféricos, alongados, divididos em lóbulos etc.
Nas fotos a seguir podemos ver isso.
As fotos mostram diferentes células, que nos permitem ver diferentes aspectos sobre os núcleos. Em A, temos uma lâmina de sangue de ave, em que as hemácias são elípticas e apresentam um núcleo centralizado e com o formato da célula. Em B, podemos ver os tecidos da pele, mostrando núcleo com formatos diferentes (esféricos, alongados, achatados). Em C, podemos ver uma lâmina de glândula salivar, em que os núcleos são esféricos. Em D, vemos o revestimento externo dos intestinos, com células de núcleo achatado.
Estrutura nuclear
O núcleo, como vimos, é um espaço delimitado por membrana. Essa membrana pode ser chamada de carioteca, cariomembrana ou, simplesmente, membrana nuclear.
No seu interior, encontramos algumas estruturas que merecem destaque: o nucléolo, o nucleoplasma e a cromatina, como podemos ver na imagem abaixo.
Na imagem, vemos a constituição do núcleo: a carioteca que delimita o seu espaço, o núcleo como uma região mais corada no seu interior e o que o preenche ― uma mistura de nucleoplasma e cromatina.
Vamos entender melhor, estudando detalhadamente cada estrutura que compõe o núcleo.
A carioteca
A carioteca é uma membrana dupla, separada por um espaço, e que continua com a membrana de uma organela chamada Retículo Endoplasmático Rugoso.
Veja na imagem abaixo:
Podemos ver na imagem a continuidade da membrana externa da carioteca com o Retículo Endoplasmático Rugoso.
Essa membrana apresenta poros, por onde moléculas grandes, como proteínas e RNAs, podem passar.
Na sua superfície externa, encontramos alguns ribossomos aderidos.
Veja na imagem abaixo.
Na imagem fica clara a existência de duas membranas formando a carioteca e a presença de poros por onde passam macromoléculas.
Nucleoplasma
O nucleoplasma é uma solução aquosa contendo proteínas (maioria enzimas) e outras moléculas como RNAs, nucleosídeos, nucleotídeos e íons.
No nucleoplasma, estão mergulhados o nucléolo e a cromatina.
Nucléolo
O nucléolo é uma estrutura fortemente corada, formado por DNA, que possui genes que estão envolvidos na síntese de RNA ribossomal, que vai originar os ribossomos — estruturas celulares que fabricam as proteínas das células.
Cromatina
A cromatina é a parte mais importante do núcleo, pois é formada pelo DNA e proteínas que participam do empacotamento do DNA. As proteínas mais importantes são as histonas.
As moléculas de DNA se enrolam nas histonas, em um conjunto formado por oito histonas, e formam estruturas que chamamos de nucleossomos.
Para entender melhor isso, veja a imagem abaixo.
Essa imagem mostra a estrutura do nucleossomo. A fita vermelha representa o DNA. As bolas azuis representam as oito moléculas de histonas, em que o DNA se enrola. Em verde está representada uma proteína chamada H1, que fixa a molécula de DNA nas oito histonas e mantém a estrutura do nucleossomo.
	
Sendo assim, a cromatina é uma cadeia de nucleossomos, como se fosse um colar de pérolas, como na imagem baixo.
Nós só conseguimos identificar a cromatina quando a célula não está no período de divisão celular, que chamamos de interfase.
Isso ocorre porque, quando a célula vai se dividir, a cromatina se transforma em cromossomos, como veremos a seguir.
A imagem já nos mostra isso. Reparou?
Sendo assim, nesse período de interfase, a cromatina apresenta dois estados funcionais e por isso a dividimos em:
eucromatina
Na parte chamada de eucromatina, os genes presentes na molécula de DNA estão ativos, produzindo proteínas e, além disso, a cromatina está descondensada, não compactada.
Ela só vai se condensar na hora da divisão celular, momento que ela se transforma em cromossomo
heterocromatina
Já na parte de heterocromatina, os genes não são ativos e a cromatina está sempre condensada. No entanto, essa heterocromatina ainda se subdivide em heterocromatina constitutiva[footnoteRef:8] e heterocromatina facultativa[footnoteRef:9]. [8: A heterocromatina constitutiva é a heterocromatina padrão, característica, como descremos anteriormente. E ela permanece sempre assim] [9: Já a heterocromatina facultativa é aquela que em um determinado momento da vida da célula pode se tornar eucromatina. Um exemplo clássico é o cromossomo X na mulher.] 
Os cromossomos
Como já adiantamos, e vamos entender melhor agora, quando a célula vai se dividir, a cromatina se condensa completamente (nesse caso não teremos mais aquela diferença entre eucromatina e heterocromatina) e se transformará em cromossomos.
Então, cada um dos 46 cromossomos que encontramos em nossas células é resultado da compactação de um pedaço de cromatina.
Veja novamente aquela imagem:
Vemos na imagem o processo final de compactação da cromatina, que resulta na formação de um cromossomo típico.
Podemos dizer que cromatina e cromossomo são feitos da mesma coisa (DNA + Proteínas) e que se diferenciam apenas pelo seu estado funcional: descompactada na cromatina e completamente compactado no cromossomo.
Como o cromossomo é feito de DNA, e o DNA contém as nossas informações genéticas, eles são os veículos dessa informação e são eles que, durante os processos de divisão celular, serão divididos entre as células-filhas formadas, garantindo que as informações genéticas sejam passadas para elas.
Os cromossomos típicos apresentam uma estrutura característica, como podemos ver na imagem abaixo.
Os cromossomos são formados porduas moléculas de DNA compactadas, sendo uma cópia da outra, gerada durante a replicação do DNA, que será vista a seguir. Cada uma destas moléculas compactadas formam uma cromátide. As cromátides são unidas por uma região chamada centrômero. O centrômero divide as cromátides em braços, que podem ter o mesmo tamanho ou não. A extremidade de cada cromátide é chamada de telômero.
Mas todos os cromossomos não têm a mesma forma e, por isso, são classificados em três tipos diferentes nas células humanas:
· Metacêntricos;
· Submetacêntricos;
· Acrocêntricos.
Veja na imagem abaixo.
A posição do centrômero na cromátide determina o tamanho dos braços e assim o tipo de cromossomo. No cromossomo metacêntrico (M), o centrômero está no meio da cromátide e por isso os dois braços possuem o mesmo tamanho. No cromossomo submetacêntrico, o centrômero está um pouco deslocado do centro e por isso um braço é um pouco menor do que o outro. Já no acrocêntrico, o centrômero está muito deslocado do centro e por isso um dos braços é muito menor do que o outro.
Os cromossomos também são divididos em dois grupos, mas de acordo com a função que eles exercem.
Existem dois que formam um par chamado de alossômicos ou sexuais, formado pelos cromossomos X e Y. Nesse caso, as mulheres possuem dois iguais, sendo XX, e os homens possuem um de cada, sendo XY. Os outros cromossomos, 22 pares, são chamados de autossômicos.
No entanto, é importante destacarmos que não são todas as células humanas que possuem 23 pares de cromossomos.
Por causa disso, as células são divididas em dois grupos, de acordo com a quantidade de cromossomos que possuem:
· células diploides: As células diploides (que indicamos como 2n) são as células que possuem os 23 pares, ou 46 cromossomos. Essas são as células somáticas, ou seja, células que formam o nosso corpo.
· células haploides: Já as células haploides (n) são as células que possuem apenas um cromossomo de cada par, portanto 23 cromossomos. Esses são os gametas, espermatozoides no homem ou ovócitos na mulher.
Lembrando que esses números se referem às células humanas. Outros organismos possuem números diploides de cromossomos diferentes.
Veja na tabela abaixo.
Nessa tabela, vemos o número diploide de cromossomos de diferentes organismos.
É possível que você esteja se perguntando...por que é importante saber isso tudo?
Porque muitas vezes alterações no número ou na forma dos cromossomos podem causar alguns problemas, conhecidos como síndromes cromossômicas.
A presença de um cromossomo identificado como cromossomo 21 a mais, por exemplo, causa a síndrome conhecida como Síndrome de Down. Outras síndromes são conhecidas e o diagnóstico delas é feito através da realização de um cariótipo[footnoteRef:10]. [10: O cariótipo é um tipo de exame que se faz para avaliar os cromossomos, quanto ao número de forma] 
Abaixo podemos ver cariótipos de pessoas normais e de pessoas afetadas pela Síndrome de Down.
Essa foto é de um cariótipo humano normal. Podemos ver a presença de 23 pares de cromossomos. Os dois últimos cromossomos são o par sexual e, como existe um cromossomo X e um cromossomo Y, trata-se do cariótipo de um homem.
Essa foto é de um cariótipo de uma pessoa portadora da Síndrome de Down. Podemos ver que existem três cromossomos 21, caracterizando uma trissomia do cromossomo 21. Podemos ver também que se trata de uma pessoa do sexo feminino, pois possui dois cromossomos X.
Núcleo e Divisão celular
O núcleo participa ativamente dos processos de divisão celular, uma vez que, nos dois processos existentes, os cromossomos, veículos da informação genética, são divididos entre as células-filhas formadas, garantindo que as informações genéticas sejam passadas para as gerações celulares futuras.
As células precisam estar se dividindo constantemente, por diferentes razões. Células se dividem para repor células mortas, para garantir o crescimento e desenvolvimento do organismo e para regeneração dos tecidos. Células também se dividem com a finalidade de formar os gametas, as células reprodutivas.
Existem dois tipos de divisão celular. Eles são marcados pelos eventos que envolvem os cromossomos, e são divididos em fases.
· A mitose
Ocorre em todos os tipos de células, com a finalidade de repor as células mortas, permitir o crescimento do organismo e aumentar a quantidade de células.
As nossas células somáticas, que formam o nosso corpo, e também as células que vão formar os gametas (no início do processo de formação) fazem esse tipo de divisão celular, que se caracteriza pelo fato de que todas as células formadas têm a mesma quantidade de cromossomos da célula inicial. Ou seja, células diploides originam células que são diploides também.
A mitose possui quatro fases bem definidas: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Veja na imagem abaixo o que caracteriza cada uma das fases da mitose.
Podemos ver aqui o que caracteriza cada fase da mitose. Na prófase, a carioteca se desfaz e os centríolos originam o fuso acromático, formado por filamentos que puxam os cromossomos na hora da divisão. Na metáfase, os cromossomos formam uma fileira no centro da célula, e ficam com seus centrômeros ligados ao fuso acromático. Na Anáfase, os filamentos do fuso acromático puxam os cromossomos, os seus centrômeros se partem e as cromátides são separadas. Na telófase, os cromossomos são envolvidos pelas carioteca, que se refazem, formam-se núcleos diferentes e o citoplasma se divide, resultando em duas células.
· Meiose
A meiose é um tipo de divisão que só ocorre com as células que vão formar os gametas. Nesse processo de divisão, as células diploides dão origem a células que tem a metade do número de cromossomos, ou seja, células haploides, que serão os espermatozoides ou os ovócitos.
A meiose é um processo mais complicado, que acontece em dois momentos:
· Meiose I - é o momento em que a célula reduz a quantidade de cromossomos a metade e, por isso, é chamada de reducional;
· Meiose II - as células que já têm metade do número de cromossomos se divide novamente, dando origem a novas células que também têm metade do número de cromossomos da célula inicial. Essa fase é chamada de equacional.
Nas duas etapas existem as fases de prófase, metáfase, anáfase e telófase, que recebem o número I ou II, de acordo com a etapa.
Veja na imagem abaixo.
Na imagem, podemos ver algumas fases da meiose. Na prófase I, ocorre um evento chamado crossing-over, em que cromossomos do mesmo par, após parearem, trocam segmentos, misturando o material genético dos cromossomos e aumentando a variabilidade genética. Na anáfase I, esses cromossomos homólogos se separam e cada célula-filha herda um cromossomo inteiro, com duas cromátides. Na meiose II, esses cromossomos seguem um processo semelhante ao que ocorre na mitose, as cromátides se separam na anáfase II e cada célula formada, um gameta, fica com uma das cromátides e serão células haploides, os gametas.
As moléculas de DNA e RNA e o funcionamento do núcleo
Como já falamos, a função do núcleo é controlar o metabolismo celular, e ele faz isso através de mecanismos que envolvem as moléculas de DNA e RNA que estão no seu interior.
Esses mecanismos fazem parte do que chamamos de Dogma Central da Biologia Molecular.
O Dogma Central da Biologia Molecular está representado na imagem abaixo.
Na imagem, vemos os diferentes eventos que fazem parte do Dogma Central da Biologia Molecular. Ele mostra que as moléculas de DNA, através do processo de Replicação, originam cópias delas mesmas. Quando a informação genética que está na molécula de DNA vai ser utilizada, tem-se os processos de Transcrição e Tradução. Na Transcrição, as informações genéticas são transferidas para uma molécula de RNA que é sintetizada. Já na tradução, essa informação é utilizada para determinar a sequência de aminoácidos de uma proteína. Essa proteína será o produto final de um gene. Portanto, a concretização dessa informação genética, determinando características físicas e funcionais do organismo.
A molécula de DNA
As moléculas de DNA(ácido desoxirribonucleico) são encontradas no núcleo das células, mas também dentro de organelas, como as mitocôndrias e os cloroplastos. Elas contêm todas as informações genéticas que possuímos, pois nelas encontramos os genes. Elas são formadas por duas cadeias de nucleotídeos ligadas entre si e dispostas em espiral, como vimos na imagem anterior.
Os nucleotídeos do DNA são formados por três partes básicas:
· Um carboidrato de cinco carbonos (pentose), chamado de desoxirribose;
· Um radical fosfato;
· Uma base nitrogenada[footnoteRef:11]. [11: A base nitrogenada é a parte variável do nucleotídeo, podendo existir 4:
Timina;
Adenina;
Guanina; e
Citosina.] 
Veja a estrutura de um deles abaixo.
Estrutura de um nucleotídeo.
Na molécula de DNA, esses nucleotídeos são ligados entre si formando uma cadeia polinucleotídica. A ligação que une os nucleotídeos é chamada de ligação fosfodiéster.
Na formação final da molécula, formada pelas duas cadeias dispostas em hélice, as bases nitrogenadas dos nucleotídeos se ligam entre si, través de ligações de hidrogênio.
Essa ligação não ocorre ao acaso, uma vez que sempre a base adenina se liga à base timina, com duas ligações de hidrogênio, e a base guanina se liga à base citosina através de três ligações de hidrogênio.
Por essa razão, dizemos que as duas cadeias do DNA são complementares e a quantidade de timina e adenina são sempre as mesmas, assim como as quantidades de guanina e citosina.
Se um determinado gene tem 35% de adenina, ele terá também 35% de timina e, consequentemente, 15% de citosina e 15% de guanina, totalizando 100% de bases nitrogenadas.
Na imagem, vemos a estrutura da molécula de DNA, com duas cadeias polinucleotídicas complementares. Podemos observar as bases nitrogenadas voltadas para o interior e fazendo ligações de hidrogênio, enquanto que o esqueleto formado pela desoxirribose e o fosfato ficam voltados para fora.
A molécula de RNA
O RNA (ácido ribonucleico) também é formado por nucleotídeos. No entanto, por uma única cadeia.
Os nucleotídeos do RNA possuem a pentose ribose e as bases nitrogenadas presentes não são exatamente as mesmas. Ela apresenta adenina, a citosina e guanina da mesma forma que o DNA. No entanto, a base uracila entra no lugar da timina, que é exclusiva do DNA.
Veja a imagem abaixo:
Podemos ver aqui a estrutura da molécula de RNA, sendo formada por uma única cadeia polinucleotídica e possuindo a base nitrogenada uracila.
Existem três tipos principais de RNA, que são:
· Mensageiro: O RNA mensageiro contém a informação genética, que foi transferida do DNA a partir da transcrição.
· Ribossomal: O RNA ribossomal forma os ribossomos, a estrutura responsável por ler a informação do RNA mensageiro e traduzi-la em uma proteína.	
· Transportador: Já o RNA transportador é responsável por transportar os aminoácidos que serão utilizados na produção da proteína, trazendo-os para o local onde a síntese da proteína está ocorrendo (nos ribossomos).
Atenção
Os três estão envolvidos na expressão dos genes presentes no DNA, ou seja, na utilização da informação genética que o DNA possui.
Veja as principais diferenças entre o DNA e o RNA na tabela abaixo:
Replicação do DNA
A replicação do DNA é parte do Dogma Central da Biologia Molecular. Através desse mecanismo, é feita uma cópia das moléculas de DNA que a célula possui. No entanto, essas cópias ficam ligadas à molécula original através da estrutura que será o centrômero do cromossomo.
A célula replica o DNA toda vez que ela vai se dividir, para que no processo de divisão cada cópia migre para os extremos da célula que serão os núcleos das novas células. Assim, todas as células do organismo possuem a mesma informação genética.
Nesse momento, as duas fitas do DNA se separam através de uma enzima chamada helicase, e cada uma das fitas serve de molde para que a enzima DNA polimerase produza uma nova fita.
Ao final do processo, a molécula de DNA formada terá sempre uma cadeia de nucleotídeos da molécula original e uma cadeia de nucleotídeo nova. Por isso, dizemos que a replicação é semiconservativa.
Podemos observar na imagem a replicação do DNA. As duas fitas foram separadas e cada uma serve de molde para a produção de uma nova.
Transcrição
No processo de transcrição, é produzida uma molécula de RNA. Uma enzima chamada DNA polimerase lê uma das fitas do DNA e produz essa nova molécula, complementar a ela.
Assim, a informação genética é passada para essa molécula de RNA, que poderá sair do núcleo para conduzir a produção de uma proteína no citoplasma.
Tradução
No processo final, a molécula de RNA mensageiro se liga ao ribossomo e esta faz a leitura da informação genética que ela possui.
Essa informação está expressa em códons, que é formado pela combinação de três bases nitrogenadas.
Cada códon é interpretado pelo ribossomo como um aminoácido que a proteína vai possuir. Por exemplo, se o primeiro códon do RNA é AUG, o aminoácido metionina será o primeiro aminoácido da proteína e assim por diante.
Existe uma tabela, chamada de Tabela do Código Genético, em que podemos ver todos os possíveis códons e os aminoácidos que eles significam.
Veja a tabela a seguir.
Essa é a tabela do código genético, em que os 64 códons estão presentes e são indicados os aminoácidos que esses códons representam. Podemos ainda ver que os códons UAA, UAG e UGA não são códons de finalização e por isso não possuem um aminoácido correspondente.
Depois que todos os códons são lidos e os aminoácidos ligados, o ribossomo faz a leitura do códon final, que determina o fim da produção daquela proteína. Sendo assim, em um gene que possui 1000 códons, como o último códon é sempre o sinal para parar a produção da proteína, esta proteína terá 999 aminoácidos.
Veja a imagem que representa a tradução.
Podemos ver aqui o processo de tradução, com a participação dos três tipos de RNA. O ribossomo faz a leitura do RNA mensageiro e faz a ligação entre os aminoácidos, que são trazidos pelo RNA transportador.
Atividades
1 - A membrana que delimita o núcleo celular é denominada:
Carioteca
Cromossomo
Cromatina
Nucleoplasma
Nucléolo
2 - O núcleo participa ativamente da divisão celular. Na mitose observamos que:
Uma célula dá origem a duas células com a mesma quantidade de cromossomos e duas células com metade da quantidade de cromossomos.
Uma célula dá origem a duas com a mesma quantidade de cromossomos.
Uma célula dá origem a duas células com quantidade de cromossomos diferentes.
Uma célula dá origem a quatro células com metade da quantidade de cromossomos.
Uma célula dá origem a quatro células com a mesma quantidade de cromossomos.
3 - Os ácidos nucleicos são moléculas muito importantes para o funcionamento celular. O DNA, que contém a informação genética para todo o controle celular, e o RNA, envolvido na expressão gênica através da síntese de proteínas, têm algumas diferenças estruturais, como, por exemplo:
A presença de duas fitas dispostas em hélice no RNA.
A presença das bases timina, uracila, guanina e citosina no DNA.
A presença do carboidrato ribose no DNA.
A presença de duas fitas dispostas em hélice no DNA.
A presença das bases timina, adenina, guanina e citosina no RNA.
Teste de Conhecimento – Aula 05
		1 - Mutações podem ser consideradas como eventos que causam uma alteração na sequência de bases de um ácido nucleico. No caso de um DNA, cuja sequência é CCGTTAG, que sofra uma mutação no segundo par de base nitrogenada, de C para G, sua sequência complementar de RNA mensageiro será:
	
	
	
	AATGGCT,
	
	
	GCCAAUC,
	
	
	GGCAATC.
	
	
	AAUGGCU,
	
	
	GGCAAUC,
	Explicação:
Uma mutação no segundo par de base nitrogenada, de C para G, faz com que na sequência complementar de RNA mensageiro a base nitrogenada seja C.
		2 - Com relação ao papel desempenhado pela água nas estruturas celulares dos seres vivos, qual das afirmações não é correta?
	
	
	
	age como catalisador enzimático de numerosas reações intracelulares.
	
	
	participa das reações de hidrólise.
	
	
	oferece grandes condições deestabilidade aos colóides protoplasmáticos.
	
	
	é o veículo de eliminação dos excretas provenientes do metabolismo celular.
	
	
	tem participação direta nos fenômenos osmóticos entre a célula e o meio extracelutar.
		3 - Os carboidratos que entram na composição dos ácidos nucleicos são:
	
	
	
	glicose e sacarose
	
	
	ribose e desoxirribose
	
	
	desoxirribose e sacarose
	
	
	sacarose e desoxirribose
	
	
	glicose e ribose
		4 - Sobre a mitose e meiose.
I- A mitose ocorre com a finalidade específica de produzir as células sexuais ou gametas (espermatozóide e óvulo).
II- A meiose é um tipo de divisão celular que ocorre desde o surgimento da primeira célula do bebê (célula-ovo ou zigoto) até a nossa morte.
III- Na mitose depois da interfáse, existem quatro fases para completar a divisão celular e são elas: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase (nesta mesma sequência).
IV- Na prófase da mitose ocorre a condensação máxima e os cromossomos encontram-se no centro da célula (plano equatorial), presos às fibras do fuso.
V- Na meiose acontece "crossing-over", fator importante para variabilidade genética.
VI- Na anáfase da mitose as cromátides-irmãs migram para os pólos opostos das células devido ao encurtamento das fibras do fuso.
Estão corretas as afirmativas:
	
	
	
	b) I, II e III.
	
	
	e) III, IV, V e VI.
	
	
	a) I e II.
	
	
	d) III, V e VI
	
	
	c) II e III.
	
	
	Explicação:
 I- A meiose ocorre com a finalidade específica de produzir as células sexuais ou gametas (espermatozóide e óvulo).
II- A mitose é um tipo de divisão celular que ocorre desde o surgimento da primeira célula do bebê (célula-ovo ou zigoto) até a nossa morte.
III- Na mitose depois da interfáse, existem quatro fases para completar a divisão celular e são elas: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase (nesta mesma sequência).
IV- Na metáse da mitose ocorre a condensação máxima e os cromossomos encontram-se no centro da célula (plano equatorial), presos às fibras do fuso.
V- Na meiose acontece "crossing-over", fator importante para variabilidade genética.
VI- Na anáfase da mitose as cromátides-irmãs migram para os pólos opostos das células devido ao encurtamento das fibras do fuso.
 
		5 - Na síntese de uma proteína os primeiros códigos do DNA utilizados foram: TTT CAC AAA GAA. Qual a sequencia de codon?
	
	
	
	AAA GTG TTT CTT
	
	
	AAA GUG UUU CUU
	
	
	UUU GUG UUU CUU
	
	
	AAA GAG UUU CTT
	
	
	AAA GCG TTT CAU
	
Explicação:
Códons são sequências de três nucleotídeos adjacentes, no DNA ou no RNAm, que, com exceção de três deles (UAA, UAG e UGA, no código-padrão), codifica um aminoácido específico. São apenas quatro o número de bases do DNA (A, G, C e T) e do RNA (A, G, C e U).
	
		6 - O material genético das células é:
	
	
	
	a glicose
	
	
	o colesterol
	
	
	uma proteína
	
	
	o ácido desoxirribonucléico
	
	
	um aminoácido
		7 - Em relação aos processos de endocitose e exocitose, é incorreto afirmar que:
	
	
	
	Na endocitose mediada por receptor, como ocorre com a captação do LDL, o pH levemente ácido do endossomo permite que os receptores sejam separados do LDL e reciclados para a membrana.
	
	
	A exocitose é um processo restrito à eliminação de restos de digestão intracelular.
	
	
	O endossomo é um importante compartimento celular, responsável por fazer a seleção e o direcionamento do material que entra na célula pela rota endocítica.
	
	
	A fluidez da bicamada lipídica é essencial para que ocorra a formação de vesículas citoplasmáticas, tanto por brotamento de compartimentos membranosos quanto por invaginação da membrana plasmática.
	
	
	Após fagocitose, forma-se um fagossomo e posteriormente um fagolisossomo cuja função é degradar as moléculas e partículas que foram internalizadas.
		8 - O códon corresponde à seqüência de três bases do:
	
	
	
	RNA-solúvel
	
	
	RNA-mensageiro
	
	
	RNA-ribossômico
	
	
	RNA-transportador
	
	
	ribossomo
AULA 6 - CITOPLASMA E CITOESQUELETO
Introdução
Quando estudamos as células eucariontes, devemos pensar na existência de diversos compartimentos delimitados por membranas.
O maior deles é, sem dúvida, aquele estabelecido pela membrana plasmática: o citoplasma (a própria célula).
Nesta aula, veremos que esse compartimento tem uma composição muito diversificada, além de ser preenchido por diversas estruturas com funções específicas e fundamentais para a fisiologia celular e do próprio organismo.
Vamos nos aprofundar no assunto?
Objetivos
· Reconhecer a composição do citoplasma;
· Explicar a organização do citoesqueleto;
· Identificar o papel do citoesqueleto em diferentes células.
Citoplasma
Observe o citoplasma nas células procarionte e eucarionte reproduzidas a seguir:
Célula procarionte
Célula eucarionte
Como você percebeu, o citoplasma abrange todo o conteúdo das células procariontes, que não apresentam carioteca, mas apenas a membrana plasmática, que as delimita.
Já nas células eucariontes, o citoplasma compreende o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca. Trata-se de um grande compartimento que abriga uma variedade de estruturas – como as organelas citoplasmáticas.
Nesse espaço, existe uma solução aquosa que contém uma grande quantidade de moléculas orgânicas e inorgânicas.
Chamamos essa solução de hialoplasma ou citoplasma fundamental.
O hialoplasma é considerado um coloide, pois se assemelha a uma substância gelatinosa. Mergulhados nele, encontramos o citoesqueleto e as diferentes organelas citoplasmáticas que estão presentes nas células eucariontes.
Vamos estudar o citoesqueleto?
Citoesqueleto
Conforme já vimos, como está imerso no hialoplasma, o citoesqueleto faz parte do citoplasma. Ele é composto de um conjunto de filamentos formados por proteínas que desempenham diferentes papéis na fisiologia celular.
Nosso corpo possui um esqueleto, cujos ossos o sustentam, certo?
Mas será que esse mesmo princípio também vale para o citoesqueleto?
Como seu próprio nome já indica, trata-se de uma espécie de esqueleto da célula. Logo, podemos pensar que sua função principal é sustentá-la. Mas logo veremos que sua importância vai muito além disso.
Afinal, o citoesqueleto é responsável por:
· Estabelecer a forma da célula e permitir que esta se modifique;	
· Manter o posicionamento das organelas citoplasmáticas;	
· Possibilitar os movimentos celulares;	
· Participar da divisão celular.
Como já mencionamos, ele é composto, basicamente, de proteínas. A maioria delas se organiza para gerar filamentos, que variam bastante em relação a tamanho, à espessura e à composição.
As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de filamentos proteicos formados nele, como mostra a figura a seguir:
· Microfilamentos: Espessura em torno de 6 nanômetros (nm)
· Filamentos intermediários: Espessura em torno de 8 a 12 nanômetros (nm)
· Microtúbulos: Espessura em torno de 25 nanômetros (nm)
Saiba mais
Algumas proteínas não formam filamentos, mas são tão importantes para a fisiologia do citoesqueleto quanto aquelas que os originam. Estamos nos referindo às proteínas motoras (não filamentosas).
Exemplos: Dineína e cinesina.
Tais proteínas atuam em conjunto com os microtúbulos e outros filamentos, fazendo o deslocamento intracelular das organelas, estruturas, vesículas etc.
Além disso, também compõem os cílios e os flagelos, unindo os feixes de microtúbulos que formam essas duas estruturas – as quais vamos estudar mais adiante.
Para saber mais sobre o deslocamento de vesículas em uma célula, que contam com a participação das proteínas motoras, assista ao vídeo Fantastic vesicle traffic (Fantástico tráfego da vesícula).
A partir de agora, vamos entender melhor a participação do citoesqueleto na fisiologia celular com base no estudo dos elementos que compõem sua estrutura.
Vamos a eles...
Microfilamentos
Os microfilamentos são os filamentos mais finos do citoesqueleto. Eles são formados por uma proteína chamada de actina G, como podemos ver na imagem a seguir:
Os microfilamentos de actina têm um papelfundamental na organização dos sarcômeros[footnoteRef:12], cuja estrutura apresentamos na figura a seguir, associada à sua relação com a contração e o relaxamento muscular: [12: Estruturas subcelulares das células musculares estriadas, responsáveis pelo mecanismo de contração e relaxamento muscular: um dos movimentos celulares no qual o citoesqueleto está envolvido.] 
Os filamentos azuis são os microfilamentos de actina, e os vermelhos, de uma outra proteína filamentosa, denominada miosina.
A contração muscular, que também vemos na figura, está relacionada a uma contração do sarcômero, que o faz diminuir de tamanho. Já a situação em que o músculo se encontra relaxado está vinculada ao relaxamento dessa estrutura.
Os microfilamentos de actina também estão associados a outros tipos de movimentos celulares – principalmente aqueles que envolvem a superfície celular –, já que é nessa região da célula que mais encontramos tais microfilamentos.
Filamentos intermediários
Estes filamentos são formados por uma família de proteínas fibrosas, tais como vimentina, queratina, desmina etc.
Eles são mais abundantes em células que sofrem estresses mecânicos, pois as tornam resistentes a esse estado, como no axônio de neurônios, em células musculares e epiteliais.
A queratina, por exemplo, está presente no epitélio de revestimento da pele e nos anexos dela – unhas, pelos e cabelos.
Além disso, os filamentos intermediários se ancoram na membrana plasmática, especificamente em estruturas de adesão celular (desmossomos), como mostra a imagem a seguir:
Atenção
Os filamentos de actina se sustentam nos desmossomos e contribuem para a adesão entre as membranas das duas células. Outras proteínas também participam desse mecanismo – como a caderina, por exemplo.
Microtúbulos
Como seu próprio nome já indica, os microtúbulos são pequenos tubos ocos e longos, muito finos, compostos de uma proteína chamada de tubulina.
Para criá-los, inicialmente, duas tubulinas se ligam – alfa (α) e beta (β) –, construindo dímeros que vão se associando em forma de hélice até originarem os microtúbulos.
Ao final de sua formação, a proteína alfa-tubulina fica exposta em uma extremidade, e a beta-tubulina na outra, como podemos ver na imagem a seguir:
As bolas brancas representam a alfa-tubulina, e as pretas, a beta-tubulina. Após o desenvolvimento dos dímeros, essas proteínas se organizam e constituem os microtúbulos.
Quando isoladas, tais estruturas são muito instáveis, pois ficam constantemente aumentando e diminuindo de tamanho – por adição e retirada de dímeros de tubulina, respectivamente.
Essa instabilidade dos microtúbulos está diretamente relacionada a seu papel no mecanismo de divisão celular. Afinal, eles formam o fuso acromático: estrutura a partir da qual os cromossomos se ligam nesse momento de divisão.
Os microtúbulos também são responsáveis por puxar os cromossomos para as extremidades da célula no instante em que são distribuídos entre as células-filhas – processo que veremos mais adiante.
Além disso, eles são importantes para a manutenção da forma da célula e, ainda, pelo transporte de partículas dentro dela.
No entanto, os microtúbulos também originam estruturas celulares estáveis, ou seja, aquelas em que eles não ficam aumentando e diminuindo de tamanho o tempo todo.
É o caso dos centríolos, dos cílios e dos flagelos. Vamos aprender um pouco sobre eles?
Centríolos
Os centríolos são cilindros de 150nm de diâmetro e 500nm de comprimento. A célula possui 2 centríolos que formam um ângulo reto um com o outro.
Em um centríolo, encontramos 27 microtúbulos dispostos em 9 feixes, cada um com 3 microtúbulos paralelos e presos entre si, conforme mostra a imagem a seguir:
Uma das principais funções dos centríolos é orientar a divisão celular, pois deles partem os microtúbulos que formam o fuso acromático, onde os cromossomos se prendem para, depois, serem puxados em direção às extremidades da célula que está se dividindo.
Observe a figura a seguir:
Esta é uma fotografia de uma célula em divisão celular, em que uma técnica de coloração que evidencia os microtúbulos foi empregada.
Os microtúbulos aparecem em verde, e os cromossomos, no meio da célula, em azul. Dessa forma, revelamos o fuso acromático.
Cílios e flagelos
Consideradas especializações da membrana plasmática, estas duas estruturas também são formadas por microtúbulos estáveis.
Ambas são responsáveis pela movimentação seja da própria célula, seja de substâncias depositadas sobre ela.
Os cílios e os flagelos são compostos de um arranjo específico de microtúbulos, mas recobertos por uma projeção da membrana plasmática. Eles se diferem pelo tamanho e pelo tipo de movimento que realizam.
A imagem a seguir os representa. Veja:
Conceito
Corpúsculo basal
Estrutura estável – semelhante aos centríolos – formada por microtúbulos, na qual os cílios e flagelos se ancoram.
Os flagelos são maiores e fazem um movimento de ondulação, que serve para impulsionar a célula durante sua locomoção.
Já os cílios são mais curtos, e seus movimentos de batimento – para frente e para trás – servem para mobilizar algo que esteja sobre a superfície da célula ou mesmo a própria célula.
Sua estrutura é chamada de axonema e é composta de 20 microtúbulos: 2 no centro + 9 feixes de 2 microtúbulos ao redor (= 18).
Observe, na imagem a seguir, a estrutura completa de um cílio ou de um flagelo:
1 = axonema
2 = membrana plasmática que recobre o axonema
3 = transporte de substâncias que ocorre neste estreito espaço entre a membrana e o axonema
4, 6 e 8 = corpúsculo basal
5 e 7 = axonema cortado transversalmente
(É possível ver um par central de microtúbulos e outros 9 pares ao redor.)
Atividade
1 - Com base na composição do citoplasma, o coloide formado por uma solução aquosa de moléculas orgânicas e inorgânicas é chamado de:
Carioteca
Citoesqueleto
Membrana plasmática
Organela citoplasmática
Hialoplasma ou citoplasma fundamental
2 - O citoesqueleto é formado por um conjunto de proteínas filamentosas e não filamentosas. NÃO fazem parte desse esqueleto da célula:
Microtúbulos
Fibras colágenas
Proteínas motoras
Microflamentos de actina
Filamentos intermediários
3 - Algumas funções do citoesqueleto estão mais vinculadas a um tipo de filamento que o compõe. Os microtúbulos, por exemplo, NÃO estão relacionados com:
A formação dos cílios.
A formação dos flagelos.
O movimento das microvilosidades.
A formação do fuso acromático.
A formação dos centríolos.
Teste de Conhecimento – Aula 06
		1 - O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual NÃO está correta?
	
	
	
	Atua como solvente universal.
	
	
	Participa no transporte de moléculas.
	
	
	Catalisa reações químicas.
	
	
	Participa no equilíbrio osmótico.
	
	
	Participa de reações de hidrólise.
		2 - As células eucarióticas, também chamadas de eucélulas, são mais complexas que as células procarióticas (protocélulas). Estas, por sua vez, possuem o núcleo protegido por uma membrana lipoproteica porosa denominada carioteca ou envelope nuclear. Dentro do núcleo encontra-se o material genético da célula (DNA). Sobre esta molécula é INCORRETO afirmar:
	
	
	
	É um polímero encontrado exclusivamente no núcleo.
	
	
	É um polímero que se apresenta em fita dupla.
	
	
	É um polímero que se apresenta em fita simples.
	
	
	É um polímero formado por nucleotídeos.
	
	
	É um polímero responsável pela codificação da informação genética.
	
		3 - Sabemos que as organelas são responsáveis pelo metabolismo celular e que o seu tipo mais a quantidade variam de acordo com dois aspectos. Identifique estes aspectos nas questões abaixo.
	
	
	
	Depende da atividade metabólica.
	
	
	Depende da morfologia e Tamanho celular.
	
	
	De acordo com a programação genética.
	
	
	Com a função da célula e o seu tamanho.
	
	
	De acordo com função da célula e de sua atividade metabólica.
		4 - A identificaçãodo fator que origina indivíduos com síndrome de Down tornou-se possível pela utilização da técnica de:
	
	
	
	Mapeamento do genoma humano.
	
	
	Cultura de células e tecidos.
	
	
	Imunocitoquímica
	
	
	Produção de DNA recombinante
	
	
	Contagem e identificação dos cromossomos.
		5 - Sabendo que os animais são diferentes das plantas em vários aspectos. Em nossa disciplina o que interessa são as células, então escolha a alternativa que indica o que as células animais e vegetais têm em comum:
	
	
	
	Retículo, complexo golgiense, mitocôndria,ribossomo, membrana plasmática, carioteca e cromatina.
	
	
	Retículo, complexo golgiense, mitocôndria,ribossomo, membrana plasmática, carioteca, lissomos e cromatina.
	
	
	Retículo, complexo golgiense, cloroplastos, mitocôndria,ribossomo, membrana plasmática, carioteca e cromatina.
	
	
	Retículo, complexo golgiense,centríolos, mitocôndria,ribossomo, membrana plasmática, carioteca e cromatina.
	
	
	Retículo, complexo golgiense, mitocôndria,ribossomo, membrana plasmática, carioteca, cromatina parede de celulose.
		6 - Células em processo de divisão celular tem corpúsculos em forma de bastão, ocupando quase toda a área central do citoplasma. São filamentos de cromatina dobrados várias vezes sobre si mesmos, devido à intensa espiralização do DNA. Nessa fase, eles aparecem individualmente e são denominados de :
	
	
	
	Nucléolo.
	
	
	Lisossomos.
	
	
	Cromossomos.
	
	
	centríolos
	
	
	Peroxissomos.
		7 - Os cromossomos apresentam uma região estrangulada definida como constrição primária ou centrômero. Observe a figura do cromossomo abaixo e assinale a alternativa que corresponde à sua classificação correta.
	
	
	
	Acrocêntrico
	
	
	Apocêntrico.
	
	
	submetacêntrico.
	
	
	Telocêntrico.
	
	
	Metacêntrico.
		8 - Diversas espécies de peixes modificam a cor da pele quando submetidas a algumas variações do meio ambiente. As células responsáveis por essa alteração contêm grânulos de pigmentos que se espalham por toda a célula ou se agregam numa posição mais central da mesma, em resposta a estimulações hormonais ou nervosas. Assinale a opção que indica, corretamente, as estruturas celulares responsáveis pela movimentação dos grânulos de pigmentos no citoplasma.
	
	
	
	glioxissomos
	
	
	ribossomos
	
	
	dictiossomos
	
	
	microtúbulos
	
	
	desmossomos
AULA 7 - ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS – PARTE I
Introdução
Como vimos, na aula anterior, encontramos no citoplasma diferentes estruturas chamadas de organelas celulares. A partir de agora, vamos iniciar o estudo destas organelas, entendendo sua estrutura e de que forma, através da função que exercem, elas estão envolvidas na fisiologia celular.
Começaremos a partir de duas organelas muito importantes e relacionadas com o metabolismo energético das células: as mitocôndrias e os cloroplastos. Veremos que existe uma estreita relação entre estas duas organelas.
Concluiremos a aula falando sobre os ribossomos, uma organela que, ao contrário das demais, não é um compartimento delimitado por membrana, mas fundamental ao funcionamento celular.
Objetivos
· Reconhecer a existência das organelas citoplasmáticas;
· Reconhecer a estrutura e a função das organelas envolvidas no metabolismo energético das células: mitocôndrias e cloroplastos;
· Reconhecer a estrutura e a função dos ribossomos.
Organelas Citoplasmáticas
Na aula anterior, vimos que faz parte do citoplasma das células eucariontes diversas organelas citoplasmáticas, lembra?
Estas organelas são, na maioria das vezes, compartimentos delimitados por membrana. Elas são chamadas de organelas membranosas e são exemplos o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomos e outros. Dentro delas, ocorrem determinados processos e reações químicas específicas.
Na imagem, podemos observar estas organelas.
Podemos observar a presença de diferentes organelas citoplasmáticas no citoplasma de uma célula eucarionte.
No entanto, existem também organelas que não são compartimentos delimitados por membrana, como os ribossomos que vamos estudar nesta aula. Eles são então chamadas, por alguns, de organelas não membranosas.
Organelas envolvidas com o metabolismo energético
Sabia que as organelas citoplasmáticas exercem diferentes funções?
Existem aquelas envolvidas com a síntese e a quebra de moléculas, com armazenamento de sustâncias, com metabolização e com a produção e o consumo de energia. Neste momento, vamos aprender sobre as organelas que estão envolvidas no metabolismo energético, ou seja, na produção e no consumo de energia pela célula.
São as mitocôndrias e os cloroplastos.
As mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas presentes em quase todos os tipos de células eucariontes. A quantidade de mitocôndrias, em uma célula, varia de acordo com a atividade metabólica da célula, uma vez que relacionada com a produção de energia, células que necessitam de mais energia terão maior quantidade de mitocôndrias.
As mitocôndrias podem ter formatos diferentes, dependendo do tipo de célula.
Exemplo
Em células musculares, por exemplo, são bastante alongadas. Em outras, têm o formato semelhante a um grão de feijão.
Estrutura das mitocôndrias
As mitocôndrias têm uma estrutura característica.
São dotadas por duas membranas separadas por um espaço, o espaço intermembrana.
A membrana externa é lisa e a interna é pregueada, formando as cristas mitocondriais. O seu interior é preenchido por uma matriz mitocondrial, onde encontramos mergulhados, ribossomos e moléculas de DNA. Veja na imagem abaixo:
Podemos ver a estrutura de uma mitocôndria, assim como foi descrita anteriormente. Os detalhes estão destacados pelos nomes.
Funções da mitocôndria
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais.
Para isso, é utilizada a energia proveniente da quebra de nutrientes, como a glicose, os ácidos graxos e os aminoácidos, para ligar mais um radical fosfato (fosfato inorgânico) ao ADP.
Atenção
Quando necessário, o ATP é utilizado como fonte direta de energia pela célula, pois a retirada de um fosfato leva a energia que estava armazenada nesta ligação química a ser liberada.
Podemos observar, nestas reações químicas, a produção e a quebra de ATP:
	
	
	
A respiração celular aeróbica consiste em uma sequência de reações químicas de oxidação e redução, com participação do oxigênio, e que ocorre em etapas em diferentes regiões da célula e mesmo da mitocôndria. A glicose, proveniente dos alimentos, é a principal fonte de energia para este processo.
A reação química geral da respiração celular pode ser vista a seguir:
Podemos ver que, nesta reação, as moléculas de glicose reagem com o oxigênio e ocorre a formação de gás carbônico, água e energia livre, que é utilizada para fosforilar o ADP.
Das etapas da respiração celular, a primeira delas, chamada de glicólise, ocorre no citoplasma. Os produtos da glicólise (duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato) entram nas mitocôndrias e lá dentro passam pelas outras duas etapas, o Ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa[footnoteRef:13]. [13: O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Já a fosforilação oxidativa acontece nas cristas mitocondriais, pois é onde estão fixadas as enzimas que fosforilam o ADP, chamadas de ATP sintase.] 
Comentário
Em células que não têm mitocôndrias, como as hemácias, ocorre apenas a etapa citoplasmática da respiração celular. Como não tem participação do oxigênio, neste caso, é denominada Respiração celular anaeróbica.
As mitocôndrias têm uma característica curiosa: possuem DNA próprio. Encontramos, em seu interior, várias cópias de pequenas moléculas circulares codificando algumas proteínas que participam da fosforilação oxidativa. A maior parte das proteínas mitocondriais é codificada por genes localizados no núcleo da célula.
Esta e outras características das mitocôndrias fizeram com que fosse criada a Teoria da Endossimbiose[footnoteRef:14]. [14: A Teoria da Endossimbioseconsiste em supor que mitocôndrias (e cloroplastos), em um passado distante, eram bactérias aeróbias (utilizavam oxigênio) que foram incorporadas pelas células eucariontes anaeróbias (não utilizavam o oxigênio) e passaram a viver dentro delas.
As células eucariontes passaram a utilizar o oxigênio para produção de energia, de forma muito mais eficiente, e forneceram proteção relativa ao meio externo às “células invasoras”.] 
Algumas evidências suportam a Teoria da Endossimbiose, como, por exemplo:
· A presença de DNA próprio;
· O DNA é circular como nas bactérias e segue o mesmo código genético;
· Os ribossomos mitocondriais se assemelham aos ribossomos bacterianos;
· A membrana interna da mitocôndria se assemelha à membrana das bactérias;
· A membrana externa da mitocôndria se assemelha à membrana das células eucariontes.
· A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por fissão, da mesma forma que as bactérias se multiplicam.
Os cloroplastos
Os cloroplastos fazem parte de um grupo de organelas chamadas plastídeos. Eles estão presentes em células vegetais e de algas. São estas organelas que conferem coloração às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de clorofila, um pigmento verde.
Veja na imagem:
Estrutura dos cloroplastos
Eles possuem duas membranas formando o envelope do cloroplasto. Entre as duas membranas há um espaço intermembranas. No seu interior, existem os tilacoides, que são como sacos achatados e empilhados, formando o grana. Nos tilacoides ocorre a captação da energia luminosa pelas moléculas de clorofila. A estrutura do cloroplasto pode ser vista na imagem a seguir:
Função dos cloroplastos
Os cloroplastos são responsáveis pelo processo de fotossíntese, que consiste na utilização de energia luminosa para fixação do carbono, do gás carbônico da atmosfera, produzindo glicose. Veja a equação:
A fotossíntese é a fonte de carboidratos (glicose) utilizados por todos os seres vivos para produção de energia. É também, por meio da fotossíntese, que é produzido o oxigênio que os seres vivos respiram e ainda a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfera.
Relação entre mitocôndrias e cloroplastos
Como pudemos ver estas duas organelas estão envolvidas no metabolismo energético das células. Os cloroplastos são as organelas que conseguem utilizar a energia luminosa do Sol para produzir moléculas de glicose. Esta energia fica armazenada nas ligações químicas presentes na molécula. As mitocôndrias, por sua vez, quebram a molécula de glicose e liberam esta energia, que é utilizada para produzir ATP.
Além disso, na fotossíntese, ocorre a produção de oxigênio e o consumo de gás carbônico. Na respiração celular, o oxigênio é consumido e o gás carbônico é liberado para a atmosfera.
É o que nos mostra a figura abaixo:
Os cloroplastos produzem os açúcares (glicose no caso) e as mitocôndrias consomem estes metabólitos. Podemos perceber também o que ocorre em relação aos gases de oxigênio e ao gás carbônico.
Os ribossomos
Os ribossomos são pequenas estruturas encontradas em todas as células, formados por RNA ribossomal e proteínas ribossomais. O RNA é sintetizado no nucléolo da célula e no núcleo se associa às proteínas para formar as subunidades ribossomais. Cada ribossomo possui uma subunidade maior e uma subunidade menor.
Os ribossomos fazem a tradução do RNA mensageiro para síntese de proteínas, formando o complexo de tradução. Logo, podemos dizer que eles sintetizam as proteínas na célula.
Os ribossomos são encontrados nas células sob duas formas:
LIVRES
Os ribossomos livres são encontrados soltos no citoplasma. Podem ocorrer como um único ribossomo ou em grupos conhecidos como polirribossomos, que são formados quando vários estão associados ao mRNA ao mesmo tempo, conforme podemos ver na imagem:
Podemos ver na imagem um polirribossomo sendo uma molécula de RNA mensageiro com vários ribossomos ligados ao mesmo tempo. Também temos um ribossomo único ligado ao RNA mensageiro.
Os ribossomos livres ocorrem em maior número que os ribossomos associados ao retículo em células que retém a maioria das proteínas fabricadas. Eles são responsáveis pela síntese das proteínas em solução no citoplasma ou formam elementos móveis ou estruturas citoplasmáticas importantes.
ASSOCIADOS AO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR
Os ribossomos associados ao retículo endoplasmático granular ocorrem em maior número que os ribossomos livres em células que secretam suas proteínas fabricadas (células pancreáticas produtoras de enzimas digestivas, por exemplo).
Neste caso, as proteínas são produzidas e lançadas para dentro do retículo endoplasmático, que vai empacotá-las em vesículas e enviá-las ao local da célula onde serão utilizadas ou mesmo para serem jogadas para fora da célula.
Atividades
1 - Nós aprendemos que as organelas são, na maioria das vezes, espaços delimitados por membrana. NÃO se encaixam nesta definição:
Ribossomos
Mitocôndrias
Cloroplastos
Retículo endoplasmático
Complexo de Golgi
2 - As mitocôndrias são consideradas as “casas de força” das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias:
Estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão de alimentos.
Produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas.
Consumirem moléculas de ATP, na síntese de glicogênio, ou de amido a partir de glicose.
Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP.
Produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio.
3 - Os cloroplastos são organelas presentes em células vegetais e de algas. Podemos dizer que:
Dentro deles ocorre a quebra das moléculas de glicose.
Neles ocorre a respiração celular aeróbia.
Neles ocorre o processo de fotossíntese.
Eles consomem oxigênio durante seu funcionamento.
Eles liberam gás carbônico para a atmosfera.
Teste de conhecimento – Aula 07 
		1 - As mitocôndrias são consideradas as casas de força das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias:
	
	
	
	Produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio.
	
	
	Estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão de alimentos.
	
	
	Produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas.
	
	
	Consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir de glicose.
	
	
	Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP.
	Explicação: Alternativa ¿b¿. As mitocôndrias realizam respiração celular, processo no qual o oxigênio atua oxidando moléculas orgânicas e produzindo ATP.
		2 - Sobre o ciclo do ácido cítrico, marque a alternativa verdadeira.
	
	
	
	Ocorre no núcleo.
	
	
	É a etapa de maior rendimento energético.
	
	
	Ocorre no citoplasma.
	
	
	Nessa fase temos a formação de grupamentos de ácido oxalacético.
	
	
	Os produtos resultantes dessa fase serão levados para a etapa da cadeia transportadora de elétrons.
	
Explicação:
O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular); organismos anaeróbicos utilizam outro mecanismo, como a fermentação lática, onde o piruvato é o receptor final de elétrons na via glicolítica, gerando lactato.[1]
		3 - Uma proteína formada por 40 aminoácidos é codificada por um RNA ___________ de no mínimo ______________ nucleotídeos. Os espaços em branco correspondem respectivamente a:
	
	
	
	mensageiro, 120
	
	
	mensageiro, 40
	
	
	mensageiro, 60
	
	
	transportador, 120
	
	
	transportador, 40
		4 - Das características gerais desenvolvidas pela mitocôndria qual das citadas abaixo não pertence a esta organela?
	
	
	
	É responsável pelo processo de respiração celular.
	
	
	Possui enzimas de DNA, RNA e ribossomos próprios.
	
	
	É incapaz de se autoduplicar e atua produzindo lisossomos.
	
	
	A sua quantidade depende necessidade de energia (ATP).
	
	
	Apresenta membrana externa lisa e membrana internacom dobras.
		5 - 0 códon que corresponde ao aminoácido alanina é dado pela seguinte sequência de bases: guanina, citosina, adenina. Isso permite dizer que o anticódon da alanina no RNAt é:
	
	
	
	UGC
	
	
	CGU
	
	
	GTC
	
	
	CTG
	
	
	GCA
	
		6 - Identifique as estruturas da figura abaixo:
	
	
	
	Matriz mitocondrial, membrana externa, espaço intermembranoso e RNA mitrocondrial.
	
	
	Matriz mitocondrial, membrana externa, espaço intermembranoso e DNA mitocondrial.
	
	
	Matiz mitocôndria, membrana interna, espaço intermembranoso e DNA mitocondrial
	
	
	Citoplasma mitocondrial, membrana interna, espaço intermembranoso e RNA mitocondrial.
	
	
	Citoplasma mitocondrial, membrana externa, espaço intermembrnoso e DNA mitocondrial.
	
Explicação: As estruturas são: matriz mitocondrial, membrana externa, espaço intermembranoso e DNA mitocondrial.
		7 - Observe a sequência de DNA da fita molde gerada pela replicação do DNA. Considerando a sequência, assinale a opção correta. Sequência: AAAGATCCCGAATCGGTC
	
	
	
	Na sequência estão representados 18 códons
	
	
	Caso seja uma fita molde, a sequência de RNAm é UUUCUAGGGCUUAGCCAG
	
	
	A sequência não pode ser uma fita molde de DNA
	
	
	Na sequência estão representados 6 nucleotídeos.
	
	
	A sequência pode ser uma fita de DNA ou de RNA, dependendo de como for lida
		8 - As mitocôndrias são consideradas as casas de força das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias:
	
	
	
	Produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas.
	
	
	Estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão de alimentos.
	
	
	Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP.
	
	
	Consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir de glicose.
	
	
	Produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio.
AULA 8 - ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS – PARTE II
Introdução
Nesta aula, vamos continuar estudando as organelas citoplasmáticas, pois como já vimos antes, elas são muitas.
Vamos abordar um conjunto de organelas, todas membranosas, envolvidas com outros processos metabólicos celulares, como produção de proteínas, de lipídeos, de carboidratos e na transformação e no armazenamento destas substâncias. Estamos falando do retículo endoplasmático e do complexo de Golgi.
Mas, também abordaremos, nesta aula, organelas bem simples, que são pequenas vesículas, mas que não deixam de ser muito importantes, com diferentes funções. São os lisossomos, peroxissomos e endossomos.
Objetivos
· Reconhecer a estrutura e as funções do retículo endoplasmático;
· Compreender a estrutura e as funções do complexo de Golgi;
· Identificar as funções dos endossomos, lisossomos e peroxissomos.
O retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático é formado por um conjunto de túbulos e sacos achatados e interconectados, como um labirinto, que se localiza entre o complexo de Golgi e a carioteca.
Quando é visto através de um microscópio eletrônico podemos identificar dois tipos de retículo endoplasmático:
	
	
	
Eles possuem funções diferentes, como veremos a seguir.
Na imagem, podemos ver estas duas organelas:
Podemos ver aqui as várias organelas citoplasmáticas. Destacamos agora o retículo endoplasmático, localizado entre a carioteca e o complexo de Golgi. É possível diferenciar o retículo endoplasmático granular do agranular. O primeiro apresenta grânulos aderidos a sua superfície e são como bolsas achatadas e conectadas. Já o segundo não apresenta grânulos e são pequenos tubos conectados.
	
Na célula, existe quantidade variável de um ou de outro tipo de retículo endoplasmático, dependendo da função celular. Por exemplo:
	
	
	
	
	
Nos dois casos, ocorre a formação de vesículas levando as substâncias que eles produzem para outros locais da célula.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR
Este retículo endoplasmático é chamado desta forma por apresentar grânulos aderidos à sua superfície. Tais grânulos, na verdade, são ribossomos, que como vimos, é a estrutura que produz as proteínas nas células.
Por esta razão, a função do retículo endoplasmático granular é participar da síntese de proteínas. As proteínas produzidas pelos ribossomos, que estão na sua superfície, são armazenadas no interior do retículo endoplasmático, até serem transportadas ao local onde serão utilizadas através de vesículas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR
Este tipo de retículo endoplasmático não possui os ribossomos aderidos à sua superfície e por isso é chamado de agranular. Devido a isso, ele pode se dedicar a realizar outras funções, sem relação com a síntese de proteínas.
O REA armazena substâncias diversas e assim regula a concentração destas sustâncias na célula. Por exemplo, grande quantidade de cálcio fica armazenada no seu interior, e quando existe a necessidade de cálcio livre no citoplasma, para promover uma contração muscular, por exemplo, este cálcio é liberado para o citoplasma.
A liberação de cálcio do retículo endoplasmático agranular ao citoplasma também é fundamental para que a célula realize exocitose. Na imagem, podemos ver o retículo endoplasmático de células musculares.
O REA também é responsável por sintetizar lipídeos. Em especial, os lipídeos esteroides, como o colesterol, e todos os hormônios que são derivados do colesterol, como os sexuais. Por esta razão, em células produtoras destes hormônios, existe uma grande quantidade de retículo endoplasmático agranular.
Saiba mais!
Outra função exercida pelo retículo endoplasmático agranular é, em células do fígado, eliminar substâncias tóxicas, promovendo a desintoxicação do organismo. Foi observado, por exemplo, que nas células do fígado de pessoas intoxicadas com barbitúricos, um tipo de anestésico já muito utilizado em cirurgias, existia uma maior quantidade de REA do que em células de pessoas não intoxicadas.
O Complexo de Golgi
Esta organela também é chamada de complexo golgiense ou aparelho de Golgi. São formadas por um conjunto de sacos achatados e empilhados que se localizam entre a membrana plasmática e o retículo endoplasmático.
Além das bolsas achatadas, vemos uma grande quantidade de vesículas ao seu redor. Algumas estão saindo, levando as substâncias que foram produzidas no seu interior, e outras estão chegando, trazendo substâncias para serem armazenadas ou transformadas no seu interior. Veja na imagem:
Nesta imagem, podemos conferir a morfologia do aparelho de Golgi. Nota-se que ele é formado por bolsas achatadas e empilhadas e que existem vesículas saindo dele e outras chegando.
Atenção!
O Complexo de Golgi é como se fosse uma central de distribuição da célula. Ele recebe proteínas e lipídios do retículo endoplasmático através de vesículas transportadoras e fazem o seu empacotamento e sua remessa para outros locais da célula e até para fora dela.
Algumas vezes, estas moléculas sofrem algum tipo de transformação antes de serem enviadas ao seu local de destino. Como por exemplo:
· Glicosilação: Adição de um carboidrato, formando uma glicoproteína.
· Fosforilação: Adição de um radical fosfato.
· Sulfatação: Adição de enxofre.
· Proteólise: Clivagem ou quebra por ação enzimática.
Por causa da sua função, células que têm uma intensa atividade secretória, uma célula do pâncreas produtora de enzimas digestivas, por exemplo, apresenta um complexo de Golgi bastante desenvolvido, para conseguir realizar melhor esta função.
Células produtoras de muco, como das glândulas salivares ou do revestimento do estômago, também possuem complexos de Golgi bem desenvolvidos, pois o muco é formado por uma glicoproteína chamada mucina.
Saiba mais!
Para entender melhor a participação destas organelas na síntese e secreção de substâncias, assista ao vídeo Protein secretion from cell, disponível em: ‹https://www.youtube.com/watch?v=KWQyURdNlDk›, acessado em 16/12/2016.
O complexo de Golgi também é importante por originar as organelas chamadas lisossomos, um tipo de vesícula específicaque estudaremos mais adiante, como podemos ver na imagem a seguir.
Podemos ver, nesta imagem, o complexo de Golgi originando os lisossomos, um tipo de vesícula especial que tem como função fazer a digestão intracelular.
Além disso, o complexo de Golgi também origina, nos espermatozoides, o acrossoma, uma vesícula presente em sua cabeça, que armazena enzimas importantes para o processo de fecundação. Podemos observá-la na imagem a seguir.
Podemos ver aqui a estrutura de um espermatozoide. Na cabeça, encontramos o acrossoma, uma vesícula contendo diversas enzimas que serão liberadas no momento da fecundação, para que os espermatozoides consigam atravessar as barreias que protegem o ovócito.
Endossomos, lisossomos e peroxissomos: vesículas citoplasmáticas
Encontramos, no citoplasma, diversas vesículas transportando substâncias no seu interior. Algumas destas vesículas, devido a sua especificidade e seu conteúdo, são consideradas organelas, como os endossomos, os lisossomos e os peroxissomos. Vamos estudá-las separadamente.
ENDOSSOMOS
Os endossomos são vesículas pequenas que transportam, no seu interior, os produtos de um processo de englobamento da célula, como a fagocitose. O conteúdo dos endossomos pode ser direcionado para reciclagem pela célula, para os lisossomos a fim de que sejam digeridos, ou para outro domínio da membrana através de transcitose.
• Se for algo que a célula possa reaproveitar, vai ocorrer a reciclagem destas substâncias, que são liberadas novamente por exocitose (processo 1).
• Se for algo que precisa ser degradado, o material será direcionado aos lisossomos (processo 2).
• Se os endossomos se formaram com um material que tem como destino ser liberado em outra superfície da célula, outro domínio, estas vesículas farão a transcitose (processo 3).
LISOSSOMOS
Os lisossomos são vesículas especiais que derivam do complexo de Golgi. No seu interior, existem enzimas digestivas, como as hidrolases ácidas. Por esta razão, os lisossomos estão envolvidos nos processos de digestão intracelular de partículas englobadas pela célula, por fagocitose ou pinocitose, e do processo de autofagia. Nos lisossomos, também acontece a reciclagem das macromoléculas que não são mais úteis à célula.
Quando os lisossomos vão participar da digestão intracelular, eles se fundem com os endossomos formados por fagocitose ou pinocitose, e despejam as suas enzimas no seu interior, para que elas quebrem estas moléculas.
No processo de autofagia, quando algum elemento celular, como organelas, por exemplo, deixa de funcionar adequadamente, ele é englobado por membrana formando um autofagossomo. Os lisossomos se fundem ao autofagossomo e despejam suas enzimas no seu interior, que farão a degradação e a reciclagem dos nutrientes.
PEROXISSOMOS
Os peroxisomos também são vesículas contendo enzimas especiais no seu interior: a catalase. Eles derivam do retículo endoplasmático granular. Eles aparecem na imagem a seguir:
A enzima catalase tem como função decompor o H2O2 (peróxido de hidrogênio) em água e oxigênio, prevenindo lesões oxidativas da célula. O peróxido de hidrogênio é formado a partir de espécies reativas de oxigênio provenientes das reações de oxidação que ocorrem nas mitocôndrias, retículo endoplasmático e citoplasma. A equação química a seguir explica o que acontece no interior dos peroxissomos, por intermédio da enzima catalase.
Atenção!
Outra função dos peroxissomos é fazer a oxidação dos ácidos graxos, de aminoácidos e outras moléculas, para que possam ser utilizadas na produção de energia.
Questão 1
O retículo endoplasmático agranular desempenha várias funções. A sua quantidade na célula está relacionada com a função que esta célula exerce. Uma célula terá bastante retículo endoplasmático agranular se for especializada na produção de:
a) Lipídeos esteroides
b) Proteínas
c) Muco
d) Catalase
e) Enzimas digestivas
Questão 2
O complexo de Golgi é uma organela que está bastante desenvolvida em células que têm como função produzir e secretar glicoproteínas. O seu papel, neste processo, é:
a) Produzir a proteína que será secretada.
b) Adicionar um carboidrato à proteína, que foi produzida pelo retículo endoplasmático granular.
c) Sintetizar os lipídeos esteroides que se ligarão à proteína.
d) Adicionar um fosfato à proteína, que foi produzida pelo retículo endoplasmático agranular.
e) Adicionar um lipídeo à proteína, que foi produzida pelo retículo endoplasmático agranular.
Teste de Conhecimento – Aula 08
		1 - O citoesqueleto é formado por proteínas filamentosas ou tubulares que são os filamentos intermediários, filamentos de actina e os microtubulos e pelas proteínas motoras: dineína, miosina e cinesina. É composto por proteínas bastante estáveis que são responsáveis por:
	
	
	
	manter a forma da célula e as junções celulares que auxiliam nos movimentos celulares.
	
	
	manter o núcleo e os retículos endoplasmáticos em suas posições adequadas.
	
	
	manter o volume da célula e a polarização da membrana.
	
	
	manter apenas a interação da célula com a matriz extracelular.
	
	
	manter a célula em estados de mitose e meiose constantes.
		2 - O RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO É FORMADO POR MEMBRANAS QUE FORMAM CANALÍCULOS, CISTERNAS E VESÍCULAS E QUE NO LADO EM CONTATO COM O CITOPLASMA NÃO SÃO ENCONTRADOS RIBOSSOMOS. O RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO REALIZA AS SEGUINTES FUNÇÕES COM EXCEÇÃO DE:
	
	
	
	REALIZA A SÍNTESE DE PROTEÍNA DE EXPORTAÇÃO
	
	
	REALIZA A SÍNTESE DE LIPÍDIOS
	
	
	FAZ A DESINTOXICAÇÃO CELULAR
	
	
	REALIZA O METABOLISMO DO CÁLCIO.
	
	
	REALIZA A SÍNTESE DE GLICÍDIOS
		3 - Os grânulos que, ao microscópio eletrônico, são vistos aderidos ao retículo endoplasmático são os:
	
	
	
	vacúolos
	
	
	mitocôndrios
	
	
	ribossomos
	
	
	corpúsculos de Golgi
	
	
	citocromos
	
		4 - As funções de secreção e armazenamento celular, formação do acrossomo dos espermatozoides e síntese de carboidratos são desempenhadas pelo(s):
	
	
	
	lisossomos.
	
	
	microfilamentos.
	
	
	peroxissomos.
	
	
	retículo endoplasmático liso.
	
	
	complexo de Golgi.
		5 - Cerca de 66% dos pacientes com artrite reumatoide (AR) apresentam significativa perda de massa celular, denominada caquexia reumatoide, predominantemente de músculo esquelético (sarcopenia reumatoide). As diversas condições que levam à perda de massa muscular envolvem distintas cascatas de sinalização intracelular, que podem levar: (i) à morte celular programada (apoptose); (ii) ao aumento da degradação proteica, por meio de autofagia, de proteases dependentes de cálcio (calpaínas e caspases) e do sistema proteossomo; e (iii) à diminuição da ativação das células-satélite responsáveis pela regeneração muscular. (http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0482-50042012000200009)
A organela celular responsável pela degradação de células, como em casos de autofagia e apoptose, é a(o):
	
	
	
	Retículo endoplasmático liso.
	
	
	Peroxissoma.
	
	
	Mitocôndria.
	
	
	Centríolo.
	
	
	Lisossoma.
		6 - Um emaranhado de filamentos em forma de rede de proteínas, composto por tubulinas, presente no interior das células eucariontes, e corresponde:
	
	
	
	Citoesqueleto de dá forma e movimento á célula.
	
	
	Mitocôndrias que fornecem energia a célula.
	
	
	Ao retículo endoplasmático rugoso, pelo transporte de substância no interior da célula.
	
	
	Ao citoesqueleto, responsável pela síntese de substâncias.
	
	
	Ao retículo endoplasmático liso, responsável pela síntese de proteínas.
		7 - O aspecto comum do Complexo de Golgi, em células animais, deduzindo através de observações ao microscópio eletrônico, é de:
	
	
	
	vesículas formadas por dupla membrana, sendo a interna sem granulações e com dobras voltadas para o interior;
	
	
	sacos e vesículas achatadas, formadas por membrana dupla em que a interna, cheia de grânulos, emite para o interior prolongamentos em forma de dobras;
	
	
	membranas lisas delimitando vesículas e sacos achatados, que se dispõem paralelamente.membranas granulosas delimitando vesículas e sacos achatados, que dispõem paralelamente;
	
	
	um complexo de membranas formando tubos anastomosados, com dilatações em forma de disco;
		8 - O RNA mensageiro (RNAm) é produzido dentro do núcleo das células eucarióticas. A molécula de RNAm é transferida para outra organela onde acontece a segunda etapa da síntese de proteínas. A glicosilação e a fosforilação são modificações que acontecem nas proteínas antes das mesmas serem direcionadas para fora da célula. A organela onde ocorrem essas modificações e que são responsáveis pelo direcionamento das proteínas para o meio extracelular é:
	
	
	
	Complexo de Golgi
	
	
	Lisossomo
	
	
	Retículo endoplasmático agranular
	
	
	Cloroplasto
	
	
	Retículo endoplasmático granular
	
Explicação:
Ao serem sintetizadas no retículo endoplasmático granular, as proteínas são encaminhadas em vesículas para o Complexo de Golgi, onde sofrem modificações estruturais (glicosilação, fosforilação, sulfatação e proteólise). A partir desta organela, vesículas são emitidas para direcionar a proteína para compor a membrana citoplasmática ou para ser liberada no meio extracelular.
AULA 9 - DIFERENCIAÇÃO CELULAR E MORTE CELULAR
Introdução
Nas aulas anteriores, fizemos uma viagem pela estrutura e pelo funcionamento das células. Agora que já conhecemos bem tudo isso, vamos estudar alguns processos celulares especiais, muito importantes à manutenção do organismo.
Para começar, vamos estudar a diferenciação celular. Aprenderemos sobre o mecanismo de diferenciação celular e a importância deste evento para a complexidade celular dos organismos pluricelulares.
Nesta aula, abordaremos também a morte celular: necrose e apoptose. Entenderemos que a apoptose é um importante engenho para o equilíbrio do organismo.
Objetivos
· Definir diferenciação celular;
· Compreender o mecanismo de diferenciação celular;
· Reconhecer a norte celular como evento importante para a manutenção do organismo;
· Distinguir necrose e apoptose.
A diferenciação celular
Em seres pluricelulares existe uma divisão do trabalho entre as células, e a distribuição de funções entre as células é consequência da diferenciação celular.
A diferenciação celular leva ao surgimento de células especializadas para realizar determinadas funções com grande eficiência.
Conceito de diferenciação celular
A diferenciação celular é um conjunto de processos que transforma uma célula indiferenciada em uma célula especializada. Portanto, a diferenciação de uma célula é seu grau de especialização e quanto maior a diferenciação, maior é sua especialização.
Veja as imagens a seguir:
À esquerda podemos ver células indiferenciadas, com uma forma indefinida e comum a muitos tipos celulares.
À direita podemos ver células diferenciadas, os neurônios. Sua forma é característica e reflete a sua alta especialização.	
A diferenciação celular, em animais, começa a ocorrer logo após a sua formação, quando um espermatozoide fecunda um ovócito e ocorre a formação de um zigoto. Durante o desenvolvimento embrionário, é um mecanismo muito comum e importante para que tenhamos todos os tipos celulares que formam o nosso organismo.
No entanto, a diferenciação celular também ocorre após o desenvolvimento embrionário. Muitos órgãos e tecidos abrigam células com capacidade de se diferenciar em outras, mesmo após o término de sua formação.
Potencialidade das células
Quando se fala de diferenciação celular é muito importante que saibamos o conceito de potencialidade celular.
De acordo com a potencialidade da célula ela pode ser classificada em quatro tipos. As células podem ser:
· UNIPOTENTES: Estas células têm capacidade limitada de diferenciação. Diferenciam-se em apenas um tipo de célula. Geralmente, estão nos tecidos apenas para repor células daquele mesmo tecido.
· OLIGOPOTENTES: Estas células têm baixa potencialidade e por isso são capazes de se diferenciar em poucos tipos de células diferentes. As células que originam o sangue, presente no interior de alguns ossos, se enquadram nesta categoria.
· PLURIPOTENTES: Estas células são pouco diferenciadas e por isso têm alta potencialidade. Elas podem originar uma grande quantidade de tipos celulares diferentes. Em embriões, que estão em estágio de desenvolvimento mais avançado, encontramos estas células.
· TOTIPOTENTES: Estas células são as mais indiferenciadas e têm maior potencialidade. Elas podem originar qualquer tipo de célula que forma o nosso organismo. São as células de um embrião que acabou de se formar, após a fecundação.
O mecanismo de diferenciação celular
A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes na célula, já que, em uma célula diferenciada, não encontramos todos os genes funcionando ao mesmo tempo, embora todos os genes estejam lá.
Como aprendemos antes, quando um gene se expressa temos a formação de um RNA mensageiro através do mecanismo de transcrição. Em seguida, por meio da tradução este RNA mensageiro vai ser utilizado para produzir uma proteína. Esta proteína vai ser responsável pela característica diferencial que a célula tem, seja na sua forma ou na sua função.
É importante nos lembrarmos sempre deste fluxo da informação gênica, que vimos quando estudamos o Dogma da Biologia Molecular e agora mais uma vez:
Sendo assim, o controle da expressão dos genes, neste caso, é transcricional, pois interfere na transcrição dos genes da célula e isso se reflete na sua diferenciação, variando entre o silenciamento total de um gene na célula até sutis diferenças na atividade transcricional.
Resumindo, o que faz uma célula ser diferente da outra são os genes que funcionam naquele determinado momento, enquanto que, em outras células, existe outro conjunto de genes atuando e fazendo com que ela tenha as suas determinadas características.
Em um eritroblasto, por exemplo, são mantidas as funções dos genes envolvidos na produção de hemoglobina, enquanto muitos outros são inativados. Esta célula origina as hemácias, as células do sangue que transportam oxigênio.
Já em um neurônio, célula do sistema nervoso, embora existam os genes que produzem a hemoglobina, não há produção desta proteína, mas de outras que são importantes para exercer a sua função. E elas se diferem das musculares também por expressarem genes diferentes.
No entanto, as células também fazem um controle pós-transcricional dos genes, ou seja, entre a transcrição do RNAm e a tradução da proteína. Este controle pode se dar por interferência no processamento do RNA após a sua transcrição; no transporte do RNA para o citoplasma e na tradução do RNAm em proteínas.
O que faz uma célula se diferenciar?
Esta é uma pergunta importante de ser respondida. Elas se diferenciam quando são induzidas a isso, através de fatores que estimulam a sua diferenciação.
Os fatores que interferem, na diferenciação celular, podem ser:
Nestes casos, o processo de sinalização celular, que já vimos antes quando falamos sobre a membrana plasmática, é fundamental. A sinalização entre as células ocorre por meio de substâncias secretadas por uma célula que vai se ligar a um receptor na célula-alvo e induzir a sua diferenciação.
A diferenciação celular não é um processo irreversível. É possível promover uma desprogramação nuclear, em que todos os genes são ativados novamente, fazendo a célula voltar a ser uma célula embrionária e altamente indiferenciada.
Foi assim que cientistas conseguiram criar os clones, quando uma célula adulta de um indivíduo é utilizada para gerar outro organismo que é uma cópia idêntica dele. A ovelha Dolly, vista na imagem a seguir, é um exemplo de sucesso desta técnica.
No entanto, isso também acontece naturalmente. No processo de regeneração, como no fígado, por exemplo, também ocorre a desprogramação nuclear das células e são formadas células indiferenciadas.
A morte celular
Morte celular acidental
A morte celular acidental é chamada de necrose. A necrose pode ocorrer devido a:
· afecções vasculares(como o entupimento de um vaso sanguíneo que leva à falta de sangue e oxigênio no local),
· traumatismo (que causa uma lesão na célula),
· substâncias toxicas e outras causas.
Morte celular programada
As células podem morrer de forma fisiológica e programada, sob o comando de genes presentes em seu núcleo. Este tipo de morte celular, em que a própria célula se destrói sob o comando nuclear, é chamada de apoptose.
É comum ocorrer apoptose durante o desenvolvimento embrionário. Alguns tecidos ou estruturas que se formam, neste momento, são provisórios, desempenham o seu papel estimulando outras células, e depois desaparecem. Veja o exemplo:
Durante a formação dos dedos no embrião existe uma membrana que os une. Esta membrana deve desaparecer por apoptose, para que os dedos fiquem separados. Quando não ocorre a apoptose tem-se esta anomalia, em que os dedos permanecem colados, chamada de sindactilia.
Outro exemplo de apoptose é o que acontece na metamorfose dos anfíbios. Enquanto são larvas, os sapos são chamados de girinos. Eles se assemelham a peixes e possuem uma cauda. À medida que vão se desenvolvendo e se tornando adultos a cauda vai desaparecendo, por apoptose de suas células.
A apoptose também ocorre em células de tecidos adultos, como os neutrófilos que saem do sangue para fazer a defesa do organismo nos tecidos e não têm como voltar e as células cancerosas. Aliás, quando a apoptose de células cancerosas não acontece é que ocorre a formação dos tumores, que veremos na próxima aula.
Atividades
1. A diferenciação celular é responsável pela existência de diferentes tipos de células de um organismo. As células se diferenciam de acordo com a sua potencialidade. As células que têm a maior capacidade de diferenciação são as:
Totipotentes
Unipotentes
Oligopotentes
Pluripotentes
Multipotentes
2. Em um organismo que possui células altamente diferenciadas, as células musculares e as células nervosas diferem umas das outras, principalmente por:
Possuírem genes diferentes.
Possuírem ribossomos diferentes.
Possuírem cromossomos diferentes.
Expressarem genes diferentes.
Utilizarem código genético diferente.
3. As moléculas que constituem os seres vivos se dividem em orgânicas e inorgânicas. Entre as listadas a seguir, NÃO é uma molécula orgânica:
Água
Lipídeo
Proteína
Aminoácido
Carboidrato
Teste de Conhecimento – Aula 09
		1 - A mitocôndria apresenta-se muito desenvolvido em células neurais, principalmente em neurônios piramidais do hipocampo cerebral, responsável pela memorização. Qual processo celular que esta organela está envolvida?
	
	
	
	Armazenamento energético
	
	
	Síntese de proteína
	
	
	Respiração oxidativa (aeróbia)
	
	
	Respiração carbônica
	
	
	Fotossíntese
		2 - No citoplasma das células encontram-se diversas organelas, desempenhando funções diversas. Em relação à função desempenhada pelas mitocôndrias podemos afirmar que:
	
	
	
	é a estrutura que participa da síntese de lipídeos.
	
	
	não participa das atividades metabólicas celulares.
	
	
	é responsável pela respiração celular.
	
	
	é a organela envolvida na síntese de proteínas.
	
	
	é responsável pela produção de energia a partir do gás carbônico e da glicose.
		3 - A mitocôndria apresenta-se muito desenvolvido em células neurais, principalmente em neurônios piramidais do hipocampo cerebral, responsável pela memorização. Qual processo de síntese de ATP que ocorre no seu interior?
	
	
	
	Ciclo de Lymen
	
	
	Glicólise
	
	
	Ciclo de Krebs
	
	
	Fosforilação oxidativa
	
	
	Sulfatação mitocondrial
		4 - Graças ao desenvolvimento da Biologia Molecular, sabe-se que, no interior das mitocôndrias, existem moléculas de ácido desoxirribonucléico (DNA), com alguns genes relacionados à síntese de proteínas envolvidas nas etapas da respiração celular. Mutações ocorridas nos genes mitocondriais estão associadas ao aparecimento de doenças humanas, como o mal de Alzheimer, diabetes melito e muitas outras enfermidades. Nesses casos, essas doenças são transmitidas apenas pelas mães aos seus descendentes porque:
	
	
	
	Essas enfermidades só ocorrem no sexo feminino.
	
	
	A quantidade de mitocôndrias é maior nos óvulos do que nos espermatozóides.
	
	
	As mitocôndrias são responsáveis pela produção de energia nas células.
	
	
	As mitocôndrias dos espermatozóides desintegram-se no citoplasma dos óvulos após a fecundação.
	
	
	As mitocôndrias nos indivíduos do sexo masculino não possuem DNA.
	
	5 - Durante o processo evolutivo, algumas organelas de células eucariotas se formaram por endossimbiose com procariotos. Tais organelas mantiveram o mesmo mecanismo de síntese proteica encontrado nesses procariotos. Nas células das plantas, as organelas que apresentam o mecanismo de síntese proteica igual ao dos procariotos correspondem às:
	
	
	
	lisossomas e peroxissomas
	
	
	mitocôndrias e cloroplastos
	
	
	N.D.R.
	
	
	cloroplastos e vesículas secretoras
	
	
	aparelho golgiense e lisossomas
	
		6 - Qual a sequência correta de eventos do catabolismo da glicose e qual o saldo final de energia produzida na forma de ATP?
	
	
	
	Glicólise, Ciclo de Krebs, Oxidação Fosforilativa, 32 ATPs.
	
	
	Ciclo de Krebs, Glicólise, Oxidação Fosforilativa, 32 ATPs.
	
	
	Glicólise, Ciclo de Krebs, Oxidação Fosforilativa, 40 ATPs.
	
	
	Ciclo de Krebs, Oxidação Fosforilativa, Glicólise, 32 ATPs.
	
	
	Ciclo de Krebs, Glicólise, Oxidação Fosforilativa, 40 ATPs.
	
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		7 - Considere as situações: I) espermatozoide deslocando ao longo da tuba uterina em direção ao óvulo; II) célula muscular de atleta durante prova de ciclismo; III) músculo de uma ave em pleno voô; IV) metabolismo de uma célula vegetal na ausência de luz. Assinale a última alternativa que cita a organela indispensável na geração de energia durante os eventos I, II, III e IV descritos acima.
	
	
	
	Retículos endoplasmático
	
	
	Lisossomos
	
	
	Peroxissomos
	
	
	Mitocôndrias
	
	
	Cloroplastos
		8 - A apoptose é uma morte celular que tem como característica principal a ativação de enzimas caspases. Uma das formas que essas enzimas são ativadas ocorre através do extravasamento mitocondrial. Portanto, podemos afirmar que as mitocôndrias fisiologicmentesão importantes porque:
	
	
	
	são responsáveis pela endocitose
	
	
	são responsáveis pela síntese proteica
	
	
	são geradoras de ATP
	
	
	são responsáveis pela digestão intracelular
	
	
	são responsáveis pela produção de lipídeos
AULA 10 - BIOLOGIA DAS CÉLULAS-TRONCO E BIOLOGIA CELULAR DO CÂNCER
	
Introdução
Chegou a hora de conhecermos duas outras aplicações dos conceitos que aprendemos durantes as aulas.
Uma das mais importantes aplicações dos conceitos de Biologia Celular, mais especificamente de diferenciação celular, é a possibilidade de utilizar células para o tratamento de doenças. São as células-tronco, que a cada dia se tornam alternativas terapêuticas mais promissoras.
Ainda veremos, nesta aula, os mecanismos celulares que levam ao desenvolvimento do câncer. Sendo uma das doenças mais graves que existem, o câncer sempre começa com um dano ao DNA da célula, e identificar este dano antes da manifestação da doença é a melhor forma de evitar as suas complicações.
Objetivos
· Definir células-tronco e reconhecer a sua utilização na área médica;
· Compreender os mecanismos celulares no desenvolvimento do câncer.
Biologia das células-tronco
A Medicina vive em uma busca incessante por formas de tratar as doenças, seja para aliviar ou eliminar o sofrimento das pessoas. Em doenças nas quais ocorre a perda de células de um tecido e estas não se regeneram naturalmente, isso parecia ser impossível. Até que os conhecimentos da Biologia Celular puderam ser empregados e novas formas de tratamento foram desenvolvidas.
Hoje, nestes casos, células-tronco podem ser utilizadas para repor as células perdidas de um tecido, e com isso reestabelecer a função do órgão afetado. Existe um interesse muito grande sobre essas células, devido à possibilidadede serem utilizadas na Medicina regenerativa.
Células-tronco são aquelas que ainda não se diferenciaram, com capacidade de autorreplicação e que, quando estimuladas, podem se diferenciar em outros tipos celulares.
Muitos tecidos possuem células-tronco, que se multiplicam para manter a sua própria população e originar células mais especializadas. Isso é possível graças ao processo de diferenciação celular.
Como vimos, na aula anterior, a diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e da repressão de outros genes.
Durante a diferenciação celular, dois fatores indicam quais fenótipos celulares, ou tipos celulares, vão surgir:
· POTENCIALIDADE DA CÉLULA-TRONCO: Quanto maior for sua potencialidade maior o número de tipos celulares vai originar;
· AMBIENTE EM QUE A CÉLULA SE ENCONTRA: Cada ambiente fornece uma composição de fatores que direciona a diferenciação para tipos celulares distintos.
Vimos, na aula passada, que a potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar outros tipos celulares. Quanto a isso, as células-tronco podem ser:
· Pluripotentes
· Oligopotentes
· Multipotentes
· Totipotentes
As células-tronco totipotentes são as que possuem mais potencialidade, enquanto que as oligopotentes possuem capacidade limitada de diferenciação.
Células-tronco totipotentes
As células-tronco totipotentes podem gerar qualquer tipo de célula. O zigoto (célula formada pela fusão dos gametas) é bom exemplo. Os blastômeros, células produto das divisões que o zigoto faz, também são células-tronco totipotentes.
Nesta imagem, podemos ver o desenvolvimento inicial de um embrião, em que um zigoto se divide diversas vezes e origina células chamadas de blastômeros. Até o dia 4 estas células são completamente indiferenciadas e por isso são consideradas totipotentes.
Células-tronco pluripotentes
A partir de um determinamos momento (no dia 5 da imagem vista anteriormente), as células do embrião sofrem a primeira diferenciação, e o embrião se torna um blastocisto.
As células do embrioblasto do blastocisto são células-tronco pluripotentes, pois podem originar qualquer tipo celular do corpo do indivíduo.
O blastocisto, embrião com aproximadamente 5 dias, possui células pluripotentes, que são encontradas no embrioblasto.
Células-tronco multipotentes
Na terceira semana do desenvolvimento embrionário, o embrião é formado por três camadas de células, sendo chamado de gástrula. Estas três camadas são formadas por células multipotentes. São elas:
· Ectoderma;
· Mesoderma;
· Endoderma.
Essas células são multipotentes porque já possuem um grau de diferenciação que só lhes permite se diferenciar em determinados tecidos, como podemos ver no quadro:
Células-tronco mesenquimais e tecido específicas
As células-tronco mesenquimais mantém algumas características embrionárias. Elas são encontradas no tecido sanguíneo. Estas células podem originar outras do tecido conjuntivo, cartilaginoso, ósseo, endoteliais (que revestem internamente os vasos sanguíneos e formam os capilares sanguíneos) e musculares lisas.
Os tecidos adultos possuem células-tronco, para sua renovação e regeneração, chamadas de células-tronco tecido específicas. As células hematopoiéticas da medula óssea são tecidos específicos, pois originam diversas células do sangue. Recentemente, foi demonstrada a presença de células-tronco em tecidos adultos como o cérebro, o coração, o pâncreas e o fígado.
Terapia com células-tronco
Células-tronco com diferentes potencialidades têm sido isoladas e mantidas em cultura por pesquisadores.
Atualmente, já são conhecidos diferentes protocolos de uso de células-tronco para repor células perdidas em decorrência de uma doença ou lesão, em humanos; e várias fontes de células-tronco têm sido utilizadas.
Células-tronco embrionárias
Células-tronco embrionárias pluripotentes têm sido obtidas de blastocistos e utilizadas em terapia celular, para reparar diferentes órgãos que sofreram perdas celulares, como o coração, a medula espinhal etc.
Estas células são retiradas do embrioblasto, cultivadas em laboratório e implantadas no órgão afetado. Determinadas substâncias quando são adicionadas ao meio de cultura induzem estas células a se diferenciar em vários tipos celulares, como podemos ver na imagem a seguir.
Nesta imagem, podemos ver que células extraídas do embrioblasto são cultivadas em laboratório e induzidas a se diferenciar em vários tipos celulares de acordo com a substância que é adicionada ao meio de cultura.
No Brasil, a lei 11.105/05 regulamenta o uso de células-tronco embrionárias em terapia celular
Art. 5º É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições:
I – sejam embriões inviáveis; ou
II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento.
§ 1º Em qualquer caso, é necessário o consentimento dos genitores.
§ 2º Instituições de pesquisa e serviços de saúde que realizem pesquisa ou terapia com células-tronco embrionárias humanas deverão submeter seus projetos à apreciação e aprovação dos respectivos comitês de ética em pesquisa.
Ou seja, podemos utilizar estas células, mas os embriões não podem ser produzidos para este fim, mas devem ser embriões que tenham sido produzidos durante tratamentos para engravidar realizados por um casal e que tenham sido doados por eles. Além disso, estes embriões devem ter ficado congelados por no mínimo três anos, porque depois deste tempo eles se tornam inviáveis para reprodução.
Células-tronco de medula óssea
Células-tronco tecido específicas multipotentes também estão sendo testadas na terapia celular de diferentes órgãos e tecidos.
O transplante de medula óssea, há muito tempo utilizado no tratamento de leucemias, é um exemplo de sua aplicação.
Células-tronco obtidas da medula óssea também estão sendo testadas em terapia celular, em órgãos como o coração e a medula espinhal.
Células-tronco de dente
Células-tronco adultas têm sido obtidas de diferentes locais e tecidos. Estudos demonstraram que a polpa de dentes de leite são boas fontes dessas células.
Células-tronco de cordão umbilical
O cordão umbilical também tem sido utilizado como fonte de células-tronco, porque tais células são consideradas pluripotentes e com várias aplicações na Medicina regenerativa.
As células obtidas desta forma foram chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS).
Clonagem terapêutica
A clonagem terapêutica consiste em uma técnica na qual clones de um indivíduo são produzidos para que, dos embriões, sejam retiradas células-tronco com seu mesmo material genético.
A obtenção de células-tronco, desta forma, enfrenta grande resistência legal.
Biologia Celular do Câncer
O câncer é um dos maiores problemas de saúde pública do mundo, afetando milhares de pessoas e com alta gravidade, na maioria das vezes, sendo uma causa importante de morte.
Câncer é o nome dado a um conjunto de doenças em que as células se multiplicam de forma desordenada, comprometendo a harmonia do tecido e até mesmo invadindo tecidos vizinhos.
As células de um tecido normal crescem, se multiplicam e morrem. No câncer, estes mecanismos estão anormais. As células se multiplicam de forma descontrolada ou mesmo não fazem apoptose quando deveriam fazer.
Desenvolvimento do câncer
Os processos de divisão e morte celular são regulados por vários genes e quando estes genes sofrem mutações e deixam de funcionar ou funcionam incorretamente ocorre o desenvolvimento do câncer.
Sendo assim, podemos dizer que o câncer é sempre uma doença genética, pois sempre se inicia com danos ao DNA. Veja na imagem a seguir.
No entanto, ele pode ser hereditário ou não. Se o indivíduo herdar dos seus genitores um gene que já possui a mutação, dizemos que se trata deum câncer hereditário.
Mas, se a mutação ocorrer nas células do indivíduo, o câncer é esporádico. Estas mutações são causadas por agentes ambientais considerados carcinogênicos, como radiação (ultravioleta e raios X), agentes químicos, vírus etc.
Nesta imagem, podemos ver o desenvolvimento de um câncer. Quando ocorre uma alteração nos genes de uma célula, causada por agentes carcinogênicos, ela se torna uma célula mutada, que pode se multiplicar de forma desordenada, levando ao surgimento de um tumor.
Genética do câncer
As mutações genéticas que desencadeiam o câncer ocorrem, basicamente, em dois tipos de genes:
· Proto-oncogenes;
· Genes supressores tumorais.
Proto-oncogenes
São genes normais que, quando sofrem mutações, originam os oncogenes. Estes genes estimulam a proliferação celular e quando sofrem as mutações, passam a estimular de forma descontrolada, levando ao câncer.
Nesta imagem, podemos ver como um proto-oncogene se transforma em um oncogene, alterando a célula.
Genes supressores tumorais
Controlam a divisão celular, inibindo a divisão ou induzindo à apoptose, por exemplo. Quando estes genes sofrem as mutações, deixam de funcionar e as células se multiplicam de forma descontrolada, levando ao câncer.
Podemos ver, nesta imagem, o funcionamento normal dos genes supressores tumorais, que inibem a divisão celular, e também o que acontece quando estes genes sofrem mutações. A proteína formada não é capaz de inibir a divisão celular e com isso se forma um tumor.
Nos dois casos, o crescimento descontrolado das células faz com que ocorra um acúmulo anormal de células no tecido e esta proliferação não cessa mesmo quando o estímulo é retirado.
O estímulo que faz estas células proliferarem de forma descontrolada é proveniente das mutações que ocorreram nos seus genes. Neste caso, formam-se os tumores ou as neoplasias.
As neoplasias, ou tumores, são decorrentes do acúmulo de células anormais no tecido. Eles podem ser considerados benignos ou malignos:
· As neoplasias benignas são de crescimento lento e organizado. Apresentam limites visíveis e não invadem os tecidos vizinhos;
· As neoplasias malignas são de crescimento rápido e desordenado, invadindo tecidos vizinhos (metástase) e até levando à morte.
Podemos ver, nesta imagem, a diferença na apresentação de uma neoplasia benigna e maligna. Os limites bem definidos é uma característica de benignidade.
Questões
Questão 1
Células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Para que ocorra tal diferenciação, as células-tronco terão necessariamente que alterar:
O número de cromossomos.
A quantidade de genes nucleares.
A quantidade de genes mitocondriais.
O padrão de atividade dos genes.
A estrutura de genes específicos por mutações.
Questão 2
De acordo com as leis brasileiras, não podemos utilizar, na terapia com células-tronco, aquelas obtidas:
De tecidos adultos como a medula óssea.
De embriões congelados por mais de três anos.
Da polpa de dentes de leite.
De cordão umbilical.
De clones produtos da clonagem terapêutica.
Questão 3
A neoplasia é um acúmulo anormal de células que ocorre devido a um desequilíbrio entre a proliferação celular e a morte celular. Além disso:
I - O câncer esporádico pode acontecer devido à mutações nos genes causadas por fatores ambientais, como radiação e produtos químicos.
II - A formação das neoplasias se dá pelo desequilíbrio entre o ciclo celular e a morte celular programada.
III - O desenvolvimento do câncer (oncogênese) resulta de mutações em um ou mais genes que regulam o crescimento celular e a morte celular programada
A análise das afirmativas acima permite dizer que:
As afirmativas I e II estão corretas.
As afirmativas I e III estão corretas.
As afirmativas I, II e III estão corretas.
As afirmativas II e III estão corretas.
Apenas a afirmativa I está correta.
	Teste de Conhecimento – Aula 10
	1 - A célula é a unidade fundamental de um ser vivo. Possui maquinaria necessária às funções biológicas específicas que desempenha e à manutenção de sua integridade.
Dentre as várias funções desempenhadas pela célula estão a respiração celular e a síntese de proteínas. As organelas onde esses processos ocorrem são, respectivamente:
	
	
	
	complexo golgiense e mitocôndria;
	
	
	centríolo e lisossomo;
	
	
	mitocôndria e ribossomo.
	
	
	Mitocôndria e retículo endoplasmático liso;
	
	
	ribossomo e peroxissomo;
		2 - O fígado é um órgão importante no metabolismo de drogas e desintoxicação de outras substâncias. A organela presente nas células hepáticas importante para as reações é:
	
	
	
	Retículo Endoplasmático Rugoso
	
	
	Retículo Endoplasmático Liso
	
	
	Mitocôndria
	
	
	Lisossomo
	
	
	Complexo de Golgi
	
		3 - As células epiteliais geralmente têm um tempo de vida relativamente curto. Por esse motivo, esse tecido está em constante renovação possuindo uma atividade mitótica contínua. A velocidade com que o tecido epitelial se renova é diversificada, podendo ser muito rápida ou mais lenta conforme o caso. Por exemplo, o epitélio que reveste os intestinos se renova a cada 02-03 dias, Já o tecido que forma as glândulas salivares e as glândulas do pâncreas levam cerca de dois meses para se renovarem. Nos tecidos epiteliais estratificados, como presentes na pele, e pseudo-estratificados, como o presente na traqueia, são constantemente renovados através de uma camada interna de células-tronco situadas junto à lâmina basal. Identifique o tipo de mecanismo que corre nessas células nos diferentes tecidos.
	
	
	
	regeneração
	
	
	reparo
	
	
	fibrose
	
	
	cicatrização
	
	
	degeneração
		4 - Uma célula eucarionte animal em intensa atividade de síntese proteica para secreção deverá apresentar qual tipo de organela bem desenvolvida (hipertrofiada) em seu citoplasma?
	
	
	
	retículo endoplasmático granular.
	
	
	mitocôndria.
	
	
	cloroplasto.
	
	
	retículo endoplasmático agranular.
	
	
	lisossomo.
	
Explicação: O REG bem desenvolvido no citoplasma indica que a célula está produzindo intensamente proteínas para exocitose.
	
		5 - Assinale a alternativa correta sobre o retículo endoplasmático.
	
	
	
	Não existe relação entre o nível de atividade proteica da célula e o número de retículo endoplasmático rugoso.
	
	
	O retículo endoplasmático liso possui ribossomos aderidos à sua superfície.
	
	
	O retículo endoplasmático liso participa da desintoxicação do álcool no organismo.
	
	
	O retículo endoplasmático não possui ligação com o complexo de Golgi.
		6 - Uma célula desprovida de ribossomos, retículo endoplasmático rugosos e retículo endoplasmático liso provavelmente estaria impossibilitada de realizar quais funções?
	
	
	
	Produção de enzimas e DNA
	
	
	Produção de ATP e nucleotídeos
	
	
	Produção de proteínas e lipideos
	
	
	Tradução e transcrição
	
	
	Produção de carboidratos e enzimas
	
		7 - Complete a frase: " As enzimas são produzidas no ......................, capturadas pelo ............................. para formarem os......................................... que serão responsáveis pela digestão celular. A sequência é, respectivamente:
	
	
	
	Retículo endoplasmático liso, Complexo de Golgi e Lisossomos
	
	
	Retículo endoplasmático rugoso, Complexo de Golgi e Lisossomos
	
	
	Retículo endoplasmático rugoso, mitocôndrias e endossomos
	
	
	Retículo endoplasmático liso, endossomo e Lisossomos
	
	
	Retículo endoplasmático rugoso, retículo endoplasmático liso e Lisossomos
		8 - São células-tronco que estão presentes na mórula, que é uma massa de células com cerca de 16 unidades, presentes cerca de 3 dias após a fecundação do oócito (óvulo) pelo espermatozoide, que podem se transformar em células do embrião e extra-embrionária.
	
	
	
	Oligopotente
	
	
	Totipotente
	
	
	Unipotente
	
	
	Pluripotente
	
	
	Multipotente
	
Simulado – AV2
1aQuestão - Qual o padrão de organização celular dos vírus?
Procariontes
Eucariontes
Unicelular
Pluricelular
Acelular
2ª -Os esteroides constituem um grupo especial de __________, incluindo o colesterol, produzido por animais. O colesterol é precursor da (o) __________ e do (a) __________, respectivamente hormônio masculino e feminino.
proteínas, insulina, glucagon.
carboidratos, amilase, estrógeno.
proteínas, testosterona, progesterona.
lipídios, testosterona, estrógeno.
lipídios, progesterona, tiroxina.
3ª - (UFRGS/2012) A membrana plasmática é uma estrutura que atua como limite externo da célula, permitindo que esta realize suas funções.
Com relação à membrana plasmática, considere as afirmações abaixo.
I. Sua estrutura molecular tem como componentes básicos lipídeos e proteínas.
II. Os fosfolipídeos apresentam uma região hidrofílica que fica voltada para o ambiente não aquoso.
III. O esteroide colesterol é um lipídio presente na membrana plasmática de células animais e vegetais.
Quais estão corretas?
Apenas II
Apenas II e III
Apenas I e III
I, II e III
Apenas I
Explicação: I. Verdadeiro. II. Falsa. A porção que fica voltada para o ambiente não aquosa é a hidrofóbica da molécula de fosfolipídio. III. Falsa. Não ocorre colesterol em células vegetais.
4ª - Grande parte da absorção de nutrientes, água, sais e outras moléculas é realizada pelas células do intestino delgado, os enterócitos. Qual o nome da especialização da porção apical dos enterócitos que aumenta a taxa de absorção das substâncias?
Flagelos.
Citoesqueleto.
Pseudópodes.
Microvilosidades.
Vacúolos.
5ª - Cada compartimento celular é apresenta sua função e responsabilidade. Na célula animal, existe um desses compartimentos que tem a função de transmitir a informação genética na reprodução das células, conservar sua estrutura, além de ajudar na regulação das funções celulares. Essas funções são realizadas pelos:
Complexo de Golg
Núcleo Celular
Ribossomos
 Nenhuma alternativa
Lisossomos
Explicação: As funções mencionadas são de responsabilidade do núcleo.
6ª - O citoesqueleto é formado por diferentes tipos de filamentos. Não faz parte destes filamentos:
Microtúbulos
Microfilamentos
Fibras de colágeno
Filamentos de actina
Filamentos intermediários
Explicação: Fibras colágenas não fazem parte docitoesqueleto
7ª - O material genético é encontrado no núcleo celular. Assinale a alternativa que NÃO corresponde ao núcleo da célula eucariótica.
Possui DNA e RNA.
A membrana nuclear interna serve de local de ligação para a cromatina.
O DNA é encontrado no núcleo e o RNA está presente apenas no citoplasma.
Geralmente é esférico e localizado no centro da célula.
A membrana nuclear externa é contínua ao retículo endoplasmático.
8ª - Nas células, a função de secreção está reservada:
ao retículo endoplasmático.
as mitocôndrias.
ao complexo de Golgi.
aos ribossomos.
aos lisossomos.
9ª - A mitocôndria apresenta-se muito desenvolvido em células neurais, principalmente em neurônios piramidais do hipocampo cerebral, responsável pela memorização. Qual processo de síntese de ATP que ocorre no seu interior?
 Ciclo de Krebs
Ciclo de Lymen
Sulfatação mitocondrial
Glicólise
Fosforilação oxidativa
10ª - A organela citoplasmática que se origina a partir do nucléolo e que sintetiza proteínas é o:
lisossomo.
ribossomo.
cloroplasto
centríolo.
complexo de Golgi.
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