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Disciplina
INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
CELULAR E DO
DESENVOLVIMENTO
Unidade 1
Introdução à Biologia Celular
Aula 1
Componentes e propriedades celulares
Componentes e propriedades celulares
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Dica para você
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Olá, estudante! Vamos iniciar o estudo da biologia celular. Você já parou para pensar do que
somos formados? É comum dizermos que todos os seres vivos são compostos por células, a
qual representa a unidade fundamental da vida. Mas de onde surgiu esse conceito? Será que
todas as células são iguais nos diferentes tipos de organismos? Como elas estão organizadas e
de que maneira se comunicam? Essas são algumas das perguntas que você conseguirá
responder ao �nal desta videoaula! Preparado? Então, vamos lá!
Ponto de Partida
Um ser vivo é um organismo formado por célula, a qual, por sua vez, corresponde à unidade
funcional e estrutural que compõe os organismos vivos. As células têm a responsabilidade de
manter o adequado funcionamento do organismo. Mas será que todas elas são iguais e
desempenham a mesma função? Descobriremos que, diante da grande diversidade existente de
seres vivos, as células participam de sua formação de modos distintos. Além disso, há diferentes
tipos celulares.
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O universo biológico demonstra que a evolução produziu uma imensa variedade de formas de
organismos. Existem no mundo cerca de 4 milhões de espécies distribuídas entre animais,
vegetais, protozoários e bactérias, cujos comportamentos, morfologias e funções são diferentes
entre si, embora, nas questões moleculares e celulares dos seres vivos, apresentem um plano
único de organização. Caso essa organização celular seja destruída, a função da célula também
será alterada e �cará comprometida.
Muitas das técnicas altamente so�sticadas utilizadas hoje, as quais surgem na biotecnologia e
são aplicadas a diversas áreas da saúde, envolvem o estudo das células, como as descobertas
signi�cativas em relação à cura de doenças, o desenvolvimento de medicamentos e fármacos,
alimentos transgênicos, células-tronco, entre outras pesquisas.
Um dos primeiros passos para o desenvolvimento dos futuros pro�ssionais da área da saúde
está relacionado ao conhecimento sobre as células, isto é, saber como diferenciá-las, quais são
suas características fundamentais e sua estrutura. Esse momento inicial é válido para
compreender o vasto universo dos organismos vivos, o que justi�ca a importância desse estudo.
Todo o conhecimento sobre as células só foi possível após a criação do microscópio,
instrumento óptico com alto poder de resolução capaz de ampliar imagens de objetos muito
pequenos. A microscopia foi fundamental, ainda, para a formulação da teoria celular,
possibilitando o estudo dos microrganismos, o que representou um marco para a ciência. Nesta
aula, investigaremos um pouco da história dessa invenção para conhecer a trajetória e evolução
dos microscópios, bem como a relação com o estudo das células e a consequente origem da
citologia.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional. Vamos lá!
Jean é um pro�ssional do laboratório de análises clínicas de um grande hospital da sua cidade.
Ele recebeu uma amostra biológica e está efetuando a análise histológica das lâminas de uma
paciente que pode ter sido infectada com agentes microbiológicos. Os sintomas apresentados
pela paciente são insu�ciência respiratória, aumento das glândulas linfáticas e escurecimento
das pontas dos dedos. Ao observar as amostras no microscópio óptico, Jean notou que as
células perderam a nitidez dos elementos nucleares, o núcleo apresentava-se condensado,
basó�lo e fragmentado, e o citoplasma continha um aspecto acidó�lo. Jean chegou à conclusão
de que a lâmina mostrava uma necrose celular.
Os sintomas evidenciados pela paciente e os achados laboratoriais indicam que o caso pode se
tratar da peste negra, uma epidemia medieval que dizimou 1/3 da população da Europa. Essa é
uma doença que causa disfunções celulares, no entanto, pense: como essas alterações
acontecem e por que se manifestam com tais sintomas? Além disso, re�ita sobre o agente
causal e sua estrutura celular, comparando com a estrutura celular da paciente.
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Vamos Começar!
A citologia (do grego kytos: célula, e logos: estudo), atualmente designada biologia celular, é a
ciência que estuda a célula (unidade funcional de todo ser vivo) e seu comportamento
(composição, estruturas e �siologia). O desenvolvimento dessa ciência só foi possível com a
invenção dos primeiros equipamentos de visualização microscópica, os quais permitiram a
observação de estruturas não visíveis a olho nu, como células e microrganismos.
Para auxiliar nossos estudos, teremos acesso, a seguir, a um breve histórico com os principais
eventos ocorridos no ramo da biologia celular desde a invenção do microscópio até a descoberta
da célula e a formulação da teoria celular, uma vez que a história da biologia celular está
diretamente ligada ao desenvolvimento tecnológico, que tornou possível o estudo da célula:
1590: Hans Janssen e Zacharias Janssen, os holandeses fabricantes de óculos, criaram
lentes capazes de ampliar imagens, possibilitando a contemplação de detalhes impossíveis
de serem visualizados a olho nu. Acredita-se que eles foram os inventores do primeiro
microscópio.
1665: Robert Hooke, cientista inglês, inventa o microscópio composto (com lente ocular e
objetiva). A partir de observações realizadas em �nos cortes de cortiça (material de origem
vegetal), ele descreveu pequenas cavidades preenchidas por ar (nesse caso, as paredes
celulares das células mortas do tecido observado por ele), nomeando-as “célula” (do latim
cella: pequeno compartimento). Essa foi a descoberta de maior divulgação no século XVII.
1673: Anton van Leeuwenhoek, holandês, construiu o seu próprio microscópio simples e
conseguiu visualizar pela primeira vez células vivas (em material biológico humano:
sangue, �bras musculares, espermatozoides, etc.).
1831: Robert Brown, botânico escocês, descreveu pela primeira vez o núcleo, constatando
que a maioria das células possuía uma estrutura interna ovoide ou esférica.
1838: Matthias Jakob Schleiden, botânico alemão, defende que as plantas e seus órgãos
eram formados por células e relaciona o núcleo à divisão celular.
1839: Theodor Schwann, �siologista alemão, por meio de estudos com tecidos animais,
descobre a enzima pepsina, o metabolismo celular e a �siologia de células musculares e
nervosas.
Teoria celular
Considerada um marco na biologia, a teoria celular foi formulada com base no estudo das
propriedades das células. Esse conceito surgiu no século XIX graças ao botânico alemão
Matthias Jakob Schleiden e ao �siologista, também alemão, Theodor Schwann, entre os anos de
1838 e 1839. Eles formularam a hipótese de que todos os seres vivos são constituídos por uma
ou mais células, como também de que a célula é a unidade estrutural da vida, sendo esta a base
da teoria celular.
Mais tarde, em 1855, o médico polonês Rudolf Virchow propôs a ideia de que todas as células
são provenientes de outra célula preexistente. Em 1878, Walther Flemming estudou o processo
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de divisão celular e a distribuição dos cromossomos no fenômeno que chamou de mitose,
conseguindo comprovar como a multiplicação das células ocorria.
Os princípios gerais que fundamentam a teoria celular são os seguintes:
Todos os seres vivos são formados por uma ou mais células.
Toda célula se origina de outra preexistente.
Afundamental: é responsável pelo transporte dos cromossomos no momento da divisão celular. É
formado por três redes de �bras proteicas: os �lamentos de actina, os microtúbulos e os
�lamentos intermediários, todos compostos por diferentes tipos de proteínas.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional. Vamos lá!
Durante uma de suas aulas para alunos da área da saúde, um professor universitário iniciou um
debate sobre a importância das células e de todas as suas funcionalidades no corpo dos
organismos. Esse docente explicava sobre os benefícios da prática de exercícios físicos para a
saúde e sua relação com as células. Inúmeras pesquisas comprovam que a prática de exercícios
de baixa e média intensidade auxiliam na manutenção do bom funcionamento do sistema
imunológico, promovendo o aumento da produção das células de defesa (linfócitos) do nosso
organismo, por exemplo.
Rapidamente, o professor notou uma conversa paralela entre dois alunos a respeito de exercícios
para hipertro�a e intensidade de treinos. Com o intuito de obter a atenção desses alunos, o
professor resolveu ministrar uma aula sobre hipertro�a, relacionando-a ao contexto celular.
Como um desses alunos, você saberia explicar a estrutura e o funcionamento das células para
que ocorra a hipertro�a do músculo? Quais componentes da célula estão envolvidos nesse
processo? A estrutura e a forma de todas as células são iguais?
Vamos Começar!
A membrana plasmática separa o citoplasma do meio extracelular e ajuda a manter constante o
meio intracelular, que é diferente do extracelular.
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O citoplasma é de extrema importância para a célula, pois desempenha diversas funções
essenciais para sua sobrevivência e funcionamento. Nas células eucariontes, o citoplasma é
uma região celular que preenche o espaço entre a membrana plasmática e o núcleo em células
eucarióticas. É composto por diversas estruturas, que incluem o citosol, as organelas
(ribossomos, mitocôndrias, retículo endoplasmático, entre outras) e o citoesqueleto. O citosol é o
�uido no qual estão imersas várias organelas celulares, e o citoesqueleto corresponde a uma
rede de �lamentos que dá suporte estrutural à célula e auxilia no movimento celular. Nas células
procariontes, como bactérias, o citoplasma também está presente, mas não há uma distinção
clara entre citoplasma e citosol, pois tais células não possuem núcleo de�nido ou organelas
membranosas. Em vez disso, o material genético está disperso no citoplasma, em uma região
chamada nucleoide.
O citoplasma é organizado pelo citoesqueleto, constituído pelos microtúbulos, �lamentos de
actina e �lamentos intermediários. Os microtúbulos e os micro�lamentos de actina, com a
cooperação das proteínas motoras, participam dos movimentos celulares e dos deslocamentos
de partículas dentro das células. Observe na Figura 1, a seguir, a estrutura da célula eucarionte e
a localização do citoplasma.
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Figura 1 | Célula eucarionte. Fonte: Wikimedia Commons.
Citosol: constituição e função
O citosol é composto principalmente por água (70 a 85% do conteúdo), íons (K+, Mg+2, entre
outros), proteínas solúveis (enzimas necessárias para as reações celulares, proteínas estruturais,
canais iônicos e receptores), açúcares e outras moléculas orgânicas e inorgânicas. Desse modo,
o citosol serve como meio para diversas reações bioquímicas e processos metabólicos
essenciais, além de fornecer suporte estrutural para as organelas celulares.
No citoplasma podemos encontrar as inclusões, estruturas não membranosas que são
compostas por produtos de reserva, pigmentos ou outras substâncias acumuladas pela célula.
Essas inclusões podem variar amplamente de acordo com o tipo celular e necessidades
metabólicas especí�cas. Elas desempenham papéis importantes no metabolismo celular,
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armazenamento de energia e proteção contra danos. Algumas inclusões podem armazenar
moléculas de glicogênio como reserva energética, formando inclusões de glicogênio, as quais
podem ser encontradas, por exemplo, em células musculares e hepatócitos. Outras células
podem acumular lipídios em forma de gotículas de gordura, também para reserva de energia.
Além disso, pigmentos produzidos pela própria célula ou vindos do meio externo podem ser
armazenados no citoplasma. Dentre os principais pigmentos, destacamos os grânulos de
melanina, presentes nas células da pele, e a lipofuscina, pigmento pardo que se acumula em
algumas células de vida longa, como neurônios e células musculares cardíacas.
Diferentemente do que se imagina, o citoplasma não é estático. As substâncias estão em
constante movimento no seu interior. Um dos movimentos que ocorre no citoplasma é a ciclose,
um movimento circular ou em espiral de citoplasma observado principalmente em células
vegetais. Esse movimento abrange o deslocamento de organelas e outras estruturas celulares ao
longo do citoesqueleto, sendo importante para o transporte de nutrientes e organelas dentro da
célula. Outro movimento que pode ser veri�cado no citoplasma é o chamado �uxo
citoplasmático. Refere-se ao movimento direcional do citoplasma que transporta organelas e
partículas celulares em uma direção especí�ca. Esse movimento é mediado por microtúbulos e
�lamentos de actina, os quais funcionam como trilhas para o transporte intracelular. Muitas
organelas celulares, como mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos e vesículas de transporte,
também são capazes de se mover ativamente pelo citoplasma. Trata-se de movimentos
essenciais para funções celulares como metabolismo energético, fotossíntese, digestão
intracelular e transporte de materiais. Assim, os movimentos citoplasmáticos são cruciais para o
funcionamento adequado das células, permitindo a distribuição e�ciente de substâncias e
organelas. Além disso, cumprem tarefas importantes em processos celulares como o
crescimento, a divisão celular e a resposta a estímulos ambientais.
Siga em Frente...
Citoesqueleto: características estruturais e funções
Como aprendemos, o citoesqueleto está localizado no citosol e é uma estrutura composta por
uma rede complexa de �lamentos proteicos interligados, uma espécie de esqueleto presente nas
células eucariontes. O citoesqueleto é a estrutura responsável por manter a forma e a
sustentação das células. No entanto, também está relacionado a vários processos dinâmicos,
fornecendo suporte mecânico, como movimentação celular, divisão celular e transporte de
organelas e outras estruturas citoplasmáticas. É considerado um processo evolutivo que
distingue as células eucariontes das células procariontes. Estas últimas, por não terem um
núcleo de�nido e organelas, apresentam �bras semelhantes às que formam o citoesqueleto, mas
diferentes em sua composição.
O citoesqueleto das células eucariontes é composto por três tipos de �lamentos: os
micro�lamentos (�lamentos de actina), os �lamentos intermediários e os microtúbulos. Além
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dos �lamentos, o citoesqueleto é constituído de um conjunto de proteínas acessórias: proteínas
reguladoras, responsáveis por regular o aparecimento ou desaparecimento, bem como o
alongamento ou encurtamento, dos �lamentos; proteínas ligadoras, que ligam os �lamentos uns
aos outros ou a demais componentes presentes na célula; e as proteínas motoras, que
transportam macromoléculas e organelas no citoplasma e fazem com que haja deslizamento de
�lamentos paralelos e contíguos em direções opostas, permitindo a motilidade.
Cada tipo de �lamento existente no citoesqueleto apresenta propriedades mecânicas distintas e
é formado por subunidades proteicas diferentes. Os microtúbulos são estruturas cilíndricas
longas e ocas. A unidade estrutural básica dos microtúbulos é um dímero detubulina, que
consiste em duas subunidades: α-tubulina e β-tubulina. Esses dímeros se organizam
longitudinalmente para formar proto�lamentos, os quais, por sua vez, se associam lateralmente
para formar uma folha cilíndrica. Geralmente, os microtúbulos são compostos por 13
proto�lamentos dispostos paralelamente, o que confere uma estrutura altamente estável. Os
microtúbulos exibem uma polaridade funcional, apresentando uma extremidade “mais” (+) e uma
extremidade “menos” (-), que se formam pela maneira com que as subunidades de tubulina se
adicionam e se dissociam dos microtúbulos, processos chamados de polimerização e
despolimerização, respectivamente. No extremo do “mais”, há uma taxa de adição de
subunidades de tubulina superior à taxa de remoção, enquanto no extremo do “menos” a taxa de
remoção é maior que a taxa de adição. Assim, uma extremidade pode acumular ou liberar
dímeros de tubulina em uma velocidade bem mais alta do que a outra, crescendo e encolhendo
signi�cativamente durante as atividades celulares. A presença da polaridade também permite
que as proteínas motoras e outras moléculas associadas aos microtúbulos manifestem um
comportamento direcionado, movendo-se ao longo do microtúbulo em uma direção especí�ca.
Isso é possível porque as subunidades de tubulina não são simétricas. Nesse contexto, α-
tubulina e β-tubulina têm estruturas ligeiramente diferentes, resultando em uma orientação
especí�ca ao longo do microtúbulo. Nos eucariontes animais, os microtúbulos crescem a partir
do centrossomo, na maioria das vezes localizado próximo ao núcleo da célula. O centrossomo é
composto por um par de centríolos, cada qual constituído de nove conjuntos de microtúbulos
triplos arranjados em anel. Os centrossomos desempenham um papel fundamental na formação
do fuso mitótico, uma estrutura constituída de microtúbulos que se estende entre os
centrossomos opostos durante a divisão celular. Os microtúbulos do fuso mitótico são
nucleados a partir dos centrossomos e se organizam em feixes que ajudam a separar os
cromossomos ao longo da divisão celular, garantindo uma distribuição correta do material
genético para as células-�lhas. Além disso, os centrossomos estão envolvidos em outros
processos celulares que dependem da dinâmica dos microtúbulos, como o posicionamento do
complexo de Golgi, o transporte intracelular de organelas e vesículas, e a formação de cílios e
�agelos.
Os cílios e �agelos são projeções celulares que se estendem a partir da superfície da célula,
sendo compostos por arranjos organizados de microtúbulos. Os cílios são estruturas curtas e
numerosas que se projetam da superfície celular e estão relacionados com o movimento. Eles
são encontrados em grande quantidade em células epiteliais, nas quais são responsáveis pelo
movimento de �uidos sobre a superfície da célula. Por exemplo, nos tratos respiratório e
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reprodutivo, os cílios ajudam a mover muco e gametas, respectivamente. Cada cílio é ancorado
por um corpo basal, que atua como um centro organizador. O batimento realizado pelos cílios se
dá em chicote, impulsionando os �uidos sobre a superfície celular. Já os �agelos são estruturas
mais longas e menos numerosas do que os cílios. Contudo, cumprem uma função semelhante à
dos cílios, visto que também são utilizados para a locomoção da célula. Um exemplo clássico é o
movimento do espermatozoide, dependente do batimento do �agelo. O padrão de batimento do
�agelo é geralmente descrito como sendo do tipo “ondulante”, de modo que o �agelo se move
em uma série de curvas ondulatórias ao longo de seu comprimento. Essas curvas começam na
base do �agelo e viajam em direção à extremidade distal, impulsionando o meio circundante
para frente. A função motora dos cílios e �agelos é mediada pela atividade de proteínas motoras
especializadas, como as dineínas, que geram movimento deslizante entre os microtúbulos do
axonema. Esse movimento resulta na �exão e ondulação dos cílios e �agelos, proporcionando a
força necessária para a propulsão ou movimentação dos �uidos ao redor da célula.
Figura 2 | Estruturas do citoesqueleto. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
Os �lamentos de actina, que compõem uma parte importante do citoesqueleto celular, são
estruturas altamente organizadas e dinâmicas. Eles são formados principalmente por
monômeros de actina, uma proteína globular altamente conservada encontrada em todas as
células eucarióticas. A estrutura do �lamento de actina é composta por duas cadeias
polipeptídicas enroladas uma em torno da outra, formando uma hélice dupla. Além disso, os
�lamentos de actina podem ser organizados em estruturas mais complexas por meio da
interação com proteínas associadas. Por exemplo, a actina pode se associar com proteínas
como a miosina para formar mio�lamentos, que são responsáveis pela contração muscular. Por
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causa de sua estrutura, os �lamentos de actina desempenham uma variedade de funções
essenciais na célula, dependendo das proteínas acessórias a que se associam, constituindo
estruturas diferentes. Também participam de alguns processos fundamentais, como:
Movimentação celular, em virtude de sua propriedade de polimerizar e despolimerizar
rapidamente). Um exemplo é a movimentação dos glóbulos brancos – leucócitos – no
sistema imunológico.
Adesão celular, muito importante para a ligação entre as células ou entre a célula e a matriz
extracelular.
Englobamento de partículas (fagocitose).
Estruturação das microvilosidades (em células epiteliais).
Divisão celular (separação das duas células-�lhas ao �m da mitose, por causa da formação
do anel contrátil – citocinese).
Os �lamentos de actina também participam da contração muscular quando se ligam a uma
proteína acessória – nesse caso, a proteína motora miosina, que interage com a actina. Juntas,
elas são responsáveis pela contração do músculo.
Os �lamentos intermediários apresentam uma espessura menor que a dos microtúbulos e maior
que a dos �lamentos de actina, sendo formados por uma variedade de proteínas �brosas,
dependendo do tipo celular e da função especí�ca. A estrutura básica dos �lamentos
intermediários consiste em múltiplas subunidades de proteínas que se enrolam em hélices-alfa,
que são estruturas helicoidais. Essas hélices, por sua vez, se agrupam para formar dímeros, os
quais se associam lateralmente para produzir �lamentos. Os �lamentos intermediários
geralmente não possuem polaridade distinta, como os microtúbulos e os micro�lamentos de
actina. São abundantes em células sujeitas a forças mecânicas, como as células epiteliais e
musculares, pois se deformam ao receber uma força, apresentando uma grande resistência à
ruptura. Assim, demonstram capacidade de fortalecer e reforçar o citoesqueleto celular,
ajudando na proteção das células contra danos e na manutenção da integridade estrutural e
funcional dos tecidos em ambientes sujeitos a estresse mecânico. São predominantemente
citoplasmáticos, embora possam ser observados constituindo a lâmina nuclear, que recobre
internamente o envoltório nuclear.
O citoesqueleto é de grande importância para as células. Como aprendemos, ele não é relevante
somente pelo fato de manter a sustentação das células, mas também por exercer outras
funções, como suporte mecânico à célula, movimentação celular, formação de cílios e �agelos,
formação do fuso mitótico e movimento de organelas e vesículas no interior da célula. Qualquer
alteração em sua estrutura pode prejudicar o perfeito funcionamento das células, com a
possibilidade de desencadear o desenvolvimento de patologias.
Vamos Exercitar?
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Já obtivemos mais informações a respeito da estrutura da célula, entendendo o que mantém a
sua forma e a sustenta. Também conhecemos os componentes responsáveis por desempenhar
diversas funções na célula, como a movimentação celular e a execução de contrações
musculares. A partir de agora,vamos resolver a situação-problema apresentada anteriormente.
Para conseguir propor uma solução ao caso, primeiro você deve relembrar os conceitos
apreendidos referentes ao citoesqueleto, aos �lamentos que o compõem e à função de cada um
deles.
O citoesqueleto, presente no citosol, é responsável por sustentar a forma da célula. Trata-se de
uma espécie de esqueleto que, além de promover a sustentação, confere os movimentos
celulares. Composto por três tipos de �lamentos proteicos dispostos em uma espécie de rede,
ele se associa a diferentes proteínas, dependendo do tipo de �lamento e de célula, exercendo
funções distintas.
Os �lamentos de actina, �lamentos intermediários e microtúbulos que compõem o citoesqueleto
têm características próprias. São formados por meio da polimerização de proteínas e podem
resistir a tensões, ser �exíveis e estáveis. Os �lamentos citoplasmáticos, que participam de
vários fenômenos celulares, mas talvez sejam mais conhecidos por auxiliar na contração
muscular, são os micro�lamentos, mais �nos e �exíveis, distribuídos ao longo do citoplasma de
todas as células eucariontes. Os �lamentos de actina são encontrados principalmente na parte
mais periférica da célula (córtex celular), sendo formados pela proteína actina. Para participar do
fenômeno de contração muscular, eles precisam se unir a proteínas acessórias (nesse caso, a
proteína motora miosina). As miosinas são capazes de hidrolisar ATP em ADP quando se
associam aos �lamentos de actina, promovendo o deslizamento de um �lamento sobre o outro.
É importante, neste momento, salientar que o citoesqueleto está presente em todas as células,
porém, como estamos o relacionando às células musculares, é necessário compreender essa
estrutura nos músculos esqueléticos e vinculá-la ao mecanismo de contração e relaxamento
muscular, contemplando os sarcômeros. O processo de contração também abrange a liberação
de neurotransmissor (acetilcolina) por meio da sinalização sináptica, o que envolve a bomba de
sódio-potássio na membrana plasmática, a liberação de íons de Ca2+ pelo retículo
sarcoplasmático e a interação com as mio�brilas ou �bras musculares.
A prática de exercícios físicos estimula a produção de proteínas pelas mio�brilas (�bras
musculares), tornando-as mais grossas. Com repetidas sessões de treinamento de força, os
músculos aumentam de tamanho, uma vez que os estímulos mecânicos associados aos
estímulos hormonais e metabólicos resultam em hipertro�a muscular.
Saiba mais
O citoesqueleto é responsável por diferentes tipos de movimentos celulares, como o movimento
ameboide, a contração muscular e o movimento de cílios e �agelos. O movimento ameboide é
realizado pelo eucarioto unicelular Amoeba e por algumas células brancas do sangue. Esse tipo
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de movimento é principalmente mediado pelos �lamentos de actina. Nesse caso, a célula
estende pseudópodes em direção ao ambiente circundante. Para conhecer mais informações
sobre os tipos de movimentos executados pelo citoesqueleto, recomendo a leitura do capítulo
17, intitulado “O citoesqueleto”, especi�camente das páginas 593 a 598, do livro Fundamentos da
biologia celular, cujo link de acesso está disponível a seguir.
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
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Videoaula de Encerramento
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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Olá, estudante! Por meio desta videoaula você �cará por dentro de um assunto de grande
relevância para sua prática pro�ssional: os componentes fundamentais que constituem os seres
vivos, conhecidos como células. A partir do estudo da estrutura e do funcionamento das células,
bem como da interação entre elas, é possível compreender os processos biológicos básicos que
participam da composição e atuação dos organismos, além de conhecer a origem dos tecidos,
órgãos e sistemas de um organismo. Trata-se de um conteúdo extremamente relevante para
assimilarmos as relações evolutivas dos seres vivos. O estudo das células permite, ainda, o
desenvolvimento de tecnologias, novos tratamentos e medicamentos para inúmeras doenças,
garantindo melhores perspectivas para a nossa saúde. Portanto, prepare-se para uma jornada
fascinante pelo mundo da biologia, em que cada descoberta nos aproximará ainda mais da
compreensão e apreciação da complexidade da vida. Vamos lá!
Ponto de Chegada
Para desenvolver a competência associada a esta unidade de aprendizagem, que é “Identi�car e
distinguir as células animais e vegetais, assim como a composição e as funções da membrana
plasmática e dos tipos de sinalizações celulares”, você precisará, antes de tudo, compreender a
importância das unidades funcionais e estruturais que compõem os organismos vivos, mais
conhecidas como células.
Em nossos estudos sobre células, aprendemos que todo o conhecimento sobre as unidades
funcionais dos organismos vivos só se tornou possível após a criação do microscópio, que
viabilizou a ampliação das imagens de objetos muito pequenos. Também foi a partir da
microscopia que pudemos compreender a teoria celular, a qual evidencia que todos os seres
vivos são formados por uma ou mais células, bem como que elas são a menor unidade estrutural
e funcional de todos os seres vivos.
Exploramos, ainda, os tipos básicos das células, que são classi�cadas em procariontes e
eucariontes. As células bacterianas, animais e vegetais se originaram dessa classi�cação.
Todas as células apresentam estruturas que são comuns e estão presentes em todos os
organismos vivos, como a membrana plasmática. Por meio do estudo da membrana plasmática,
identi�camos sua importância como barreira seletiva e exploramos os tipos de transporte
através da membrana, como a osmose e a difusão, processos fundamentais para a absorção dos
fármacos, por exemplo.
A partir da veri�cação da composição da membrana celular, entendemos como as células se
comunicam e coordenam suas atividades, con�gurando um procedimento conhecido como
sinalização celular.
Aprofundamos a análise das células com a investigação do citoplasma, outra estrutura crucial
para o funcionamento do organismo vivo. Ele é composto pelo citosol e citoesqueleto. O citosol é
uma estrutura comum às células procariontes e eucariontes. Já o citoesqueleto está presente
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somente nas células eucariontes e possui uma função fundamental: o transporte dos
cromossomos no momento da divisão celular. Também é no citoplasma das células eucariontes
que encontramos organelas essenciais para as funções celulares, como as mitocôndrias e os
ribossomos.
Em conjunto, os conteúdos estudados revelam a complexidade e a vitalidade das células no
desempenho dos organismos vivos.
É Hora de Praticar!
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Para contextualizar sua aprendizagem, imagine a seguinte situação: uma jovem estudante de
medicina, de 25 anos, integrante da equipe de vôlei da faculdade, começou a apresentar
sintomas de fraqueza durante as práticas de atividade física intensas que antecediam o
campeonato do qual a sua equipe participaria. Além da fraqueza muscular, a jovem passou a
sentir falta de ar, cansaço excessivo e, muitas vezes, uma sensação de visão dupla. Preocupada
com o seu rendimento para o campeonato, a jovem conversou com um de seus professores da
faculdade, que a encaminhou para realizar alguns exames no hospital universitário. Além dos
testes laboratoriais, a aluna passou por uma série de testes neuro�siológicos. Em um dos testes
laboratoriais, ela obteve resposta positiva a uma injeção com medicamentos anticolinesterásicos
(que agem nos receptores neuromusculares, prevenindo a deterioração das moléculas de
acetilcolina e, consequentemente, melhorando a força muscular). A jovem foi diagnosticada com
miastenia gravis, uma doença neuromuscular autoimune crônica, caracterizada por vários graus
de fraqueza dos músculos esqueléticos do corpo. Atualmente, já existem muitas terapias que
ajudam a reduzir a fraqueza muscular e a restabelecer a condição do paciente. Diante do caso, o
médico recomendou que a jovem iniciasse o tratamento com o medicamento neostigmina,
geralmente indicado para o tratamento dessa doença. No entanto, também alertou a jovem sobre
possíveis sintomas com os quais ela poderia se deparar durante o uso do medicamento, como
hipersecreção brônquica e salivar, e bradicardia (diminuição da frequência cardíaca).
Considerando a situação apresentada, como você poderia relacionar a atuação da acetilcolina
com essa doença? Lembre-se da importância dos sinalizadores celulares e de suas funções
especí�cas, incluindo a ação de um mesmo sinal em diferentes células.
Para consolidar o que foi apreendido durante as aulas, re�ita sobre as seguintes questões:
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Como a compreensão das estruturas celulares, como a membrana plasmática e o
citoplasma, in�uencia nosso entendimento sobre a interação entre os sistemas biológicos
e seu ambiente externo?
Qual é o papel da sinalização celular na coordenação das atividades celulares e de que
maneira ela afeta processos como crescimento, desenvolvimento e resposta a estímulos
externos?
Explique a importância dos diferentes tipos de transporte através da membrana celular
(como difusão, osmose, transporte ativo) na manutenção da homeostase e no
funcionamento adequado das células em organismos multicelulares.
Para resolver a situação-problema descrita anteriormente, você precisa se lembrar do papel dos
sinalizadores celulares, do modo como atuam diante de substâncias que se ligam a receptores
especí�cos e da maneira que desempenham uma determinada resposta, a qual pode ser
diferente em tipos celulares distintos. A acetilcolina é um neurotransmissor, molécula
sinalizadora hidrossolúvel, que se liga a receptores especí�cos na superfície das células e se
comunica a partir da sinalização sináptica. Esses receptores atuam como transdutores de sinal
que se ligam à molécula sinalizadora e transmitem os sinais extracelulares para o interior da
célula, alterando o comportamento da célula-alvo que recebe o sinal. A acetilcolina pode se ligar
a receptores acoplados a canais iônicos, agindo em células musculares esqueléticas de forma
rápida, o que provoca a contração muscular. Se assimilarmos o uso do medicamento sugerido
pelo médico como um meio de controlar a doença, os efeitos colaterais que podem ser
ocasionados estarão relacionados à ação da acetilcolina em outros tipos celulares, como as
células musculares cardíacas (ocasionando a redução da velocidade de contração do coração) e
as células das glândulas salivares (provocando a secreção), que também possuem receptores
especí�cos para essa molécula sinalizadora. No caso das células musculares cardíacas e das
glândulas salivares, a acetilcolina utiliza receptores acoplados à proteína G.
O infográ�co a seguir esquematiza a hierarquia da organização biológica, começando com os
átomos como unidades básicas de matéria, que se combinam para formar moléculas. As
moléculas, por sua vez, são os blocos de construção das células, os quais se agrupam para
construir tecidos. Diferentes tecidos se organizam para formar órgãos, os quais trabalham juntos
em sistemas para desempenhar funções especí�cas no organismo como um todo. Por �m, todos
esses sistemas interagem para constituir organismos completos.
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ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
,
Unidade 2
Compartimentalização celular
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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Aula 1
Sistema de endomembranas
Sistema de endomembranas
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Dica para você
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aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Estamos aprofundando cada vez mais o nosso conhecimento sobre o universo
das células. Você já sabe as diferenças entre os vários tipos de células, sua função fundamental
na vida de todos os organismos e como ocorre a interação de uma célula com a outra, o que
permite uma melhor compreensão de como o nosso corpo funciona, assim como os outros
organismos vivos. Nesta videoaula, vamos nos dedicar ao entendimento do sistema de
endomembranas presentes nas células eucarióticas, investigando sua estrutura e principais
funções. Além disso, você descobrirá como acontece o transporte de proteínas e lipídios dentro
da célula. Vamos lá?
Ponto de Partida
As organelas são as menores estruturas presentes dentro das células. Cada uma delas
desempenha uma função diferente, mas todas trabalham em conjunto para que o nosso
organismo funcione.
Pense no corpo humano como uma máquina com vários órgãos que operam para mantê-la
funcionando. As organelas agem como se fossem órgãos das células, sendo responsáveis pela
digestão, respiração, circulação de substâncias, entre outras funções. Vale lembrar que os
organismos vivos são compostos por milhares de células, incluindo nossos órgãos. Algumas
organelas não integram o sistema de endomembranas, como: as mitocôndrias, que são muito
importantes para a manutenção da vida por serem responsáveis pela produção de energia
necessária à realização das atividades celulares; os cloroplastos, que têm função de fotossíntese
e são essenciais na síntese de aminoácidos e ácidos graxos, presentes exclusivamente nas
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células vegetais; e os peroxissomos, que degradam gordura e outras substâncias no interior das
células.
Você já deve ter ouvido falar que algumas células se autodestroem e, muitas vezes, cometem a
autofagia, ou seja, a destruição ou reciclagem de estruturas e organelas que não estão
desempenhando corretamente as suas funções, a �m de não prejudicaras atividades celulares, o
que pode, consequentemente, trazer prejuízos para o funcionamento de todo o organismo. Nesse
contexto, estudaremos as particularidades das principais organelas e suas respectivas funções.
Vamos lá?
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Um professor universitário, durante uma de suas aulas para alunos da área da saúde, iniciou um
debate sobre o aumento do número de doenças que podem estar relacionadas à poluição do ar.
Acredita-se que a poluição possa dani�car todas as células do nosso corpo. O dano é causado
pelos poluentes que entram na corrente sanguínea e geram uma série de reações in�amatórias,
podendo desencadear doenças pulmonares, cardíacas, demência, problemas no fígado, câncer,
entre outras disfunções, com a possibilidade de afetar, inclusive, a fertilidade, prejudicar o feto
durante a gestação e aumentar o número de abortos espontâneos.
Ao relacionar os possíveis danos ocasionados pela poluição do ar à fertilidade, uma aluna
compartilhou a história de um casal que, após 12 meses tentando engravidar, procurou auxílio
médico para averiguar o que poderia estar acontecendo. Após a realização de diversos exames
laboratoriais, o espermograma, para análise do sêmen, evidenciou teratospermia (alterações
morfológicas do espermatozoide), e noti�cou-se a ausência de acrossomos.
Você poderia explicar o que é a alteração constatada no exame? Qual a importância do
acrossomo para o processo de reprodução? Como você relacionaria esse contexto às organelas
celulares para descrever a situação aos alunos?
Vamos Começar!
Dentre os componentes do citoplasma, além dos já estudados (citosol e citoesqueleto), há
também as organelas citoplasmáticas, as quais desempenham diversas funções especí�cas. As
organelas são estruturas envolvidas ou não por membranas. As organelas não membranosas, ou
seja, que não têm membranas, são encontradas no citosol e não dependem de transportes para
executar sua função, o que facilita seu trabalho. São exemplos os ribossomos, estruturas do
citoesqueleto (�lamentos, microtúbulos e centríolo) e o centrossomo. Já as organelas
membranosas são compartimentos envolvidos por membranas biológicas originadas da
invaginação da membrana celular. São compostas por lipídios, proteínas e hidratos de carbono,
mostrando-se muito semelhantes à membrana plasmática.
As organelas, exclusivas às células eucariontes, são capazes de realizar funções como captura
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de alimentos, produção de energia, síntese de moléculas, entre outras atividades. Algumas
organelas se unem e formam um sistema de endomembranas, o qual é distribuído por todo o
citoplasma. Elas trabalham em conjunto com o intuito de modi�car, empacotar e transportar as
proteínas e os lipídios que serão utilizados nos processos metabólicos das células. Esse sistema
apresenta vários subcompartimentos que se intercomunicam, enviando e recebendo
informações a partir de moléculas (sinalização celular), os quais são constituídos pelas
organelas, como: retículo endoplasmático, complexo de Golgi, endossomos e lisossomos. Vale
lembrar que as mitocôndrias e os cloroplastos, ou peroxissomos, não fazem parte do sistema de
endomembranas. Conheceremos, a seguir, as características e funções de cada uma dessas
organelas.
Figura 1 | Anatomia da célula animal. Fonte: adaptada de Sutterstock/VectorMine.
Retículo endoplasmático: liso e rugoso
O retículo endoplasmático (RE) é uma rede contínua de membranas distribuídas por todo o
citoplasma (ocupando quase a metade desse espaço) que formam uma espécie de labirinto. É
uma organela encontrada em todas as células eucariontes, composta por túbulos e vesículas
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achatadas, todos interligados, que se comunicam com a carioteca. Possui espaços “vazios” em
seu interior, chamados de cisternas ou lúmen (luz). Essa estrutura é visível apenas no
microscópio eletrônico, mas sua presença pode ser observada sem detalhes no microscópio
óptico quando corada. Na superfície externa (face citosólica) da membrana do RE, em alguns
locais, encontram-se poliribossomos aderidos à membrana, sintetizando proteínas que são
inseridas nas cisternas. Dessa forma, o retículo endoplasmático pode ser dividido em duas
regiões: rugosa e lisa.
O retículo endoplasmático rugoso (RER) é a região que apresenta uma grande quantidade de
ribossomos. Ou seja, está presente em maior quantidade nas células especializadas em
sintetizar proteínas, como as células do pâncreas, que sintetizam enzimas digestivas, ou os
�broblastos, os quais sintetizam o colágeno. Dentre as principais funções do RER está a síntese
de proteínas de membrana e proteínas para secreção, mas há outras atividades executadas por
essa estrutura, como degradação de glicogênio, síntese de fosfolipídios e montagem de
proteínas com longas cadeias polipeptídicas. A formação de todas as proteínas é iniciada no
citosol pelos ribossomos livres. Grande parte dessas proteínas sintetizadas permanecem no
citosol, e algumas são destinadas ao núcleo, às mitocôndrias ou aos cloroplastos, também
sendo sintetizadas pelos ribossomos livres. No entanto, as proteínas que serão utilizadas na
membrana plasmática, no próprio retículo endoplasmático ou no complexo de Golgi, bem como
as proteínas que serão armazenadas no interior das células (como no caso dos lisossomos) ou
as proteínas armazenadas no interior das células para posterior exportação (no caso do
pâncreas e de algumas glândulas endócrinas), são sintetizadas por ribossomos ligados ao RER.
Mas a estrutura desses ribossomos é diferente? Não. Todos os ribossomos são formados por
duas subunidades, uma maior e outra menor. A subunidade menor, ao se ligar a um mRNA (RNA
mensageiro), se torna funcional e pode sintetizar proteínas.
Conforme os aminoácidos são expostos no ribossomo, chamados de sequência sinal, as
proteínas que são sintetizadas com destino ao retículo endoplasmático se ligam a uma partícula
reconhecedora do sinal (SRP – signal recognition particle). A SRP inibe a síntese de proteínas
destinadas ao retículo até o momento em que os ribossomos se ligarem a um receptor da
membrana do RER. Quando ocorre a ligação, o SRP do polirribossomo é liberado, e a síntese
proteica continua. Com isso, o que de�nirá se um ribossomo �cará solto no citosol ou aderido à
membrana do retículo será o tipo de proteína que ele estiver sintetizando e o fato de ela possuir
ou não uma sequência sinal. As proteínas que não permanecerão no retículo endoplasmático
rugoso são enviadas até o complexo de Golgi pelas vesículas de transporte e túbulos, assim
como os fosfolipídios produzidos para outras membranas, também transportados em vesículas.
A outra região do retículo endoplasmático desprovida de ribossomos é conhecida como retículo
endoplasmático liso (REL). A membrana do REL é contínua à membrana do RER, mas as
moléculas que a constituem são diferentes. O retículo endoplasmático liso, na maioria das
células, encontra-se próximo à membrana nuclear. Ele participa da síntese de lipídios, presente
em maior quantidade em células envolvidas no metabolismo de lipídios, como as células
intersticiais do testículo, tecido muscular, fígado e das glândulas adrenais. Além disso, participa
da síntese de carboidratos e de hormônios esteroides, do processo de desintoxicação (no caso
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de medicamentos, venenos, substâncias químicas e etanol), reciclagem de organelas
envelhecidas pelo processo de autofagia, da degradação de glicogênio (produzindo glicose para
o metabolismo energético – função em comum com o RER) e armazenamento e controle
intracelular de íons de cálcio (Ca2+). O REL é responsável por controlar a concentração de Ca2+
necessário ao processo de ativação da contração muscular nas células musculares, recebendo,
nesse caso,o nome de retículo sarcoplasmático.
Siga em Frente...
Complexo de Golgi
Entendemos que o material que sai do retículo endoplasmático é transportado em vesículas até
o complexo de Golgi, uma vez que essas duas organelas têm conexão entre si. Sendo assim,
existe um complexo de Golgi (ou aparelho de Golgi), por célula eucariótica, que é ausente em
hemácias e espermatozoides. Contudo, nos espermatozoides o complexo de Golgi participa da
formação do acrossomo. O acrossomo é a estrutura que compõe a cabeça do espermatozoide,
constituída de várias vesículas que contêm enzimas digestivas (lisossomos), cuja função é
perfurar a membrana do óvulo no processo de fecundação.
Essa organela é composta por vesículas achatadas e empilhadas, como uma espécie de pilha de
pratos/sacos conhecidos como cisternas do complexo de Golgi. Cada pilha de cisternas recebe
o nome de dictiossomo e geralmente é encontrada em uma determinada região do citoplasma,
principalmente ao lado do núcleo e perto dos centríolos. Porém, em alguns tipos celulares, como
no caso das células nervosas, essa organela forma pequenos grupamentos circundando o
núcleo, ou, como nas células vegetais, é espalhada pelo citoplasma. O tamanho e a quantidade
de cisternas de Golgi dependem do tipo celular. Por exemplo, glândulas salivares (que secretam
enzimas digestivas) e células do sistema imunológico (que secretam anticorpos) são células que
secretam uma grande quantidade de proteínas e, consequentemente, têm muitas cisternas do
complexo de Golgi. Em células musculares, tais cisternas são encontradas em tamanho
pequeno. Já em células que secretam glicoproteínas, podem ser identi�cadas em tamanhos
maiores.
O complexo de Golgi está envolvido na separação, empacotamento e distribuição de proteínas e
lipídios advindos do RE por meio das vesículas de transporte, que também podem ser
denominadas vesículas transportadoras. Essas vesículas são constituídas por uma face cis (ou
face de entrada), mais convexa, geralmente próxima ao núcleo e ao RE, considerada como a face
receptora, que recebe as vesículas transportadoras do retículo endoplasmático. A face oposta é
côncava, conhecida como face trans (ou face de saída), mais distante do núcleo, e está voltada
para a membrana plasmática. Entre essas duas faces são encontradas as cisternas médias. As
proteínas produzidas no RE e transferidas para o complexo de Golgi se fundem à membrana da
face cis e, após serem modi�cadas, formadas e organizadas com o auxílio de enzimas
especí�cas, são empacotadas e liberadas pela face trans por meio de vesículas de secreção,
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após a maturação. Os conteúdos despejados pelas vesículas podem se fundir à membrana
plasmática, no caso de proteínas úteis para ela, ou serem secretados para o meio extracelular.
Em outras situações, o conteúdo das vesículas pode ser liberado em outras partes da célula
onde serão utilizados, como nos lisossomos (digestão intracelular) ou nos vacúolos (enzimas
digestivas). Muitas células do nosso corpo secretam substâncias que, até que sejam de fato
expelidas, passam por todo o processo descrito anteriormente, como a insulina (hormônio)
secretada pelas células do pâncreas.
Conhecendo essa organela, podemos a�rmar que sua principal função é a distribuição das
macromoléculas (proteínas e lipídios) advindas do retículo endoplasmático para as vesículas.
Além de participar da modi�cação das proteínas e lipídios com a glicosilação (adição de
açúcares) e da síntese de proteoglicanas (adição de grupamentos sulfato às proteínas), o
complexo de Golgi forma os lisossomos.
As proteínas modi�cadas pelo complexo de Golgi, quando liberadas, podem ser incorporadas a
um endossomo (pequenas vesículas), retornar para o retículo endoplasmático ou, ainda, ser
encaminhadas para a membrana plasmática, onde serão secretadas.
Muitas doenças são causadas em decorrência de alterações nas organelas, seja por causa de
modi�cações bioquímicas, como defeitos na síntese de proteínas ou degradação de moléculas,
ou em virtude de alterações morfológicas, prejudicando a estrutura e, consequentemente, o
funcionamento da célula. Com isso, podemos perceber que, independentemente do fato de uma
organela ser membranosa ou não, todas elas têm funções bem especí�cas e são dependentes
umas das outras. Assim, situações que causem danos a uma organela afetam a célula por
completo.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito das organelas que constituem as células,
vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. Uma aluna levantou
algumas questões relacionadas à fertilidade para o professor de Biologia Celular ao relatar a
história de um casal que procurou auxílio médico após 12 meses tentando engravidar sem
sucesso. Depois de uma série de exames, o espermograma do homem evidenciou teratospermia,
ou seja, alterações na morfologia do espermatozoide. Mais precisamente, noti�cou-se a
ausência de acrossomos.
Os espermatozoides são os gametas masculinos, responsáveis pela reprodução sexual nos
animais, juntamente com os óvulos (gametas femininos). Para respondermos ao caso descrito, é
necessário conhecer a estrutura do espermatozoide, já que se trata de uma célula composta por
cabeça, peça intermediária e cauda. A cauda, também conhecida como �agelo, é formada por
um par de centríolos e permite a locomoção do espermatozoide no órgão reprodutor feminino.
Na peça intermediária (ou colo), há uma grande concentração de mitocôndrias, as quais são
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essenciais na produção de energia (ATP) para a movimentação dos �agelos. E, por �m, a cabeça
é composta pelo núcleo, que abriga o material genético masculino e está coberto pelo
acrossomo, o qual, por sua vez, é formado por vesículas contendo muitas enzimas digestivas
(lisossomos), produzidas pelo complexo de Golgi. A partir das suas enzimas, o acrossomo
consegue penetrar na membrana do óvulo, viabilizando a fecundação. A ausência dessa
estrutura impede a penetração do espermatozoide no óvulo, o que causa a infertilidade do
homem.
Com base nessas informações, conseguimos explicar o envolvimento de várias organelas
citoplasmáticas. É importante lembrar que cada uma delas precisa desempenhar o seu
respectivo papel para o correto funcionamento da célula.
Saiba mais
Visão geral da célula eucarionte animal
A célula eucarionte animal é uma unidade estrutural complexa, composta por diversas organelas
especializadas, como núcleo, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndrias e
lisossomos. Essas organelas desempenham funções vitais para a célula, incluindo síntese de
proteínas, produção de energia, processamento de nutrientes e eliminação de resíduos. Para
explorar mais detalhes sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 1, intitulado
“Introdução: visão panorâmica sobre estrutura, funções e evolução das células”, do livro Biologia
celular e molecular, cujo link está disponível a seguir.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Compartimentalização da célula eucarionte animal
O sistema de endomembranas é uma rede intracelular organizada e complexa de membranas
interconectadas que desempenha uma variedade de funções essenciais para o funcionamento
da célula eucarionte, como síntese de proteínas e lipídios, secreção celular, reciclagem de
componentes celulares e manutenção da homeostase intracelular. Para aprender saber mais
sobre o sistema de endomembranas e a sua importância para o funcionamento da célula
eucarionte, acesse a obra Sistema de endomembranas, publicada pela Khan Academy.
SISTEMA de endomembranas. Biblioteca de Biologia. Khan Academy, [s. d.].
Referências
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527739344/epubcfi/6/26%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter01%5D!/4
https://pt.khanacademy.org/science/biology/structure-of-a-cell/tour-of-organelles/a/the-endomembrane-system
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ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527739344/epubc�/6/26%5B%3Bv
nd.vst.idref%3Dchapter01%5D!/4. Acesso em 19 abr. 2024.
SISTEMA de endomembranas. Biblioteca de Biologia. Khan Academy, [s. d.]. Disponível em:
https://pt.khanacademy.org/science/biology/structure-of-a-cell/tour-of-organelles/a/the-
endomembrane-system. Acesso em 19 abr. 2024.
Aula 2
Organelas
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Olá, estudante! Nesta videoaula você será convidado a explorar o intrigante universo das células
eucariontes, que podem se apresentar em dois tipos: animais ou vegetais. Você compreenderá
quais são as diferenças estruturais entre elas e como esse conhecimento impacta diversas áreas
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527739344/epubcfi/6/26%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter01%5D!/4
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527739344/epubcfi/6/26%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter01%5D!/4
https://pt.khanacademy.org/science/biology/structure-of-a-cell/tour-of-organelles/a/the-endomembrane-system
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da ciência, da medicina e, consequentemente, a sua prática pro�ssional. Prepare-se para esta
jornada de conhecimento! Vamos lá!
Ponto de Partida
Todas as células são compostas por membrana plasmática, citoplasma e material genético. Este
último elemento pode estar disperso no citoplasma ou protegido dentro de um núcleo. Para
compreender o funcionamento das células, precisamos conhecer sua composição,
funcionalidades e cada uma de suas estruturas. A membrana plasmática confere principalmente
proteção às estruturas presentes no interior da célula, permite o controle e a seleção de todas as
substâncias que entram ou saem das células, além de participar da comunicação celular. A
membrana precisa de ajuda para desempenhar todas essas tarefas. As proteínas são de extrema
importância nesse sentido, pois auxiliam as células de todo o nosso organismo, cooperando em
diversas funções. Você já se perguntou como elas são formadas? Dentro das células
eucariontes, há um complexo sistema de endomembranas no citoplasma, o qual é composto por
várias organelas citoplasmáticas, cada qual exercendo uma determinada função, seja respiração
celular, armazenamento, digestão, quebra de moléculas, transporte ou até mesmo a síntese de
proteínas.
Nesta etapa de aprendizagem, estudaremos as particularidades das principais organelas e suas
respectivas funções. Conheceremos, também, a importância dos ribossomos, presentes tanto
em células procariontes como em células eucariontes, sendo responsáveis pela síntese de
proteínas. Vamos lá?
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Um professor universitário, durante uma de suas aulas para alunos da área da saúde, iniciou um
debate sobre os tipos de células eucariontes. Para estimular ainda mais a discussão, ele decidiu
levar seus alunos ao laboratório de Biologia Celular para que pudessem observar as diferenças
existentes entre as células. Nesse local, o responsável técnico pelo laboratório comentou que
recebeu uma amostra recém-coletada para análise e pediu que o professor e os alunos
identi�cassem quais células estavam presentes na amostra. Para iniciar a análise, eles se
depararam com uma série de questionamentos intrigantes capazes de direcionar a investigação:
Existem organelas membranosas no interior dessas células?
Quais organelas podem ser encontradas no caso de uma célula eucarionte animal?
Será que essas células apresentam parede celular?
E se for uma célula vegetal?
Quais são as informações necessárias para responder a todos esses questionamentos?
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Vamos Começar!
A riqueza da diversidade celular é uma maravilha que nos permite contemplar a complexidade e
a versatilidade da vida. Dentro desse vasto cenário, as células podem ser agrupadas em duas
categorias primárias: células procariontes e células eucariontes. As células eucariontes podem
ser animais ou vegetais, apresentando certas características similares e outras distintas, que as
distinguem em forma e função. Mas quais são as diferenças entre as células animais e vegetais?
Vamos conferir algumas divergências entre elas:
Parede celular: as células vegetais possuem uma parede celular rígida, composta
principalmente por celulose, responsável pela sustentação e proteção da célula. Já nas
células animais, a parede celular é ausente.
Vacúolos: as células vegetais geralmente possuem um grande vacúolo central, que
armazena água, nutrientes e resíduos, além de fornecer suporte estrutural. Por sua vez, as
células animais podem conter vacúolos menores ou até mesmo não possuir esses
componentes. Quando presentes, os vacúolos exercem funções mais especí�cas, como
armazenamento de nutrientes ou excreção de resíduos.
Cloroplastos: são organelas citoplasmáticas, do grupo plastídio, que estão presentes
somente nas células vegetais. Contêm um pigmento conhecido como cloro�la, responsável
pela fotossíntese, processo pelo qual as plantas convertem a energia solar em energia
química. Também são encarregados do armazenamento de amido e da síntese de
metabólitos.
Con�ra na Figura 1, a seguir, a diferença entre as células animais e vegetais.
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Figura 1 | Célula animal versus célula vegetal. Fonte: adaptada de Flickr.
Embora as células animais e vegetais compartilhem muitas características básicas, como o
núcleo, as mitocôndrias e o retículo endoplasmático, as diferenças fundamentais retratadas na
imagem anterior re�etem suas adaptações únicas às exigências de seus respectivos ambientes
e funções no organismo.
Agora que você já veri�cou as principais diferenças entre as células animais e vegetais, daremos
seguimento ao estudo das organelas.
As organelas classi�cadas como membranosas que não fazem parte do sistema de
endomembranas da célula são as mitocôndrias, os cloroplastos e os peroxissomos.
Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas presentes somente em células eucarióticas. Elas têm forma de
bastonetes e a sua principal função está relacionada ao processo de produção de energia para a
célula (respiração celular). Na presença de oxigênio, sintetizam ATP, além de serem importantes
para o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. Essas organelas estão presentes em maiores
quantidades em células que requerem um maior gasto energético e, juntas ao REL, auxiliam na
regulação da concentração de íons no citoplasma celular. As mitocôndrias possuem uma
membrana externa lisa e uma membrana interna altamente pregueada, formandoas cristas
mitocondriais. A membrana interna contém proteínas especializadas envolvidas na produção de
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energia, como a ATP sintase. O espaço interno das mitocôndrias, chamado de matriz
mitocondrial, possui uma variedade de enzimas e outras moléculas necessárias para a produção
de energia e outros processos metabólicos. Também apresentam seu próprio DNA (DNA
mitocondrial) e ribossomos, fato que permite que a própria mitocôndria tenha a capacidade de
sintetizar algumas das proteínas requeridas para seu funcionamento.
A principal função das mitocôndrias é a produção de energia na forma de trifosfato de adenosina
(ATP), pelo do processo de respiração celular. Durante a respiração celular, os nutrientes, como
glicose e ácidos graxos, são quebrados em moléculas menores na matriz mitocondrial e, em
seguida, oxidados em uma série de reações químicas que liberam energia. Essa energia é
utilizada para sintetizar ATP, que é a principal fonte de energia usada pelas células para que
exerçam suas atividades metabólicas e físicas. As mitocôndrias também atuam no metabolismo
de lipídios e carboidratos, na regulação da sinalização celular e na apoptose.
Figura 2 | Estrutura da mitocôndria. Fonte: Wikimedia Commons.
Peroxissomos
Os peroxissomos são organelas presentes em células eucariontes, tanto de animais quanto de
plantas, que constituem bolsas membranosas e se assemelham aos lisossomos. No entanto,
não fazem parte do sistema de endomembranas e são formados por apenas uma membrana,
sem contar com material genético próprio. As suas enzimas oxidativas permitem aos
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peroxissomos fazer a degradação de substâncias, como as gorduras e os aminoácidos no
interior das células, a partir de enzimas como a catalase, capaz de decompor o peróxido de
oxigênio (água oxigenada), um elemento muito tóxico para as células. Os peroxissomos também
colaboram na desintoxicação de moléculas (principalmente na corrente sanguínea). Nas plantas,
desempenham um papel importante no processo de fotorrespiração e na conversão de açúcares
nas sementes, viabilizando o desenvolvimento das plantas.
Lisossomos
Os lisossomos são vesículas, também delimitadas por membranas, que contêm enzimas
hidrolíticas, ou seja, com função de digestão. Essas organelas estão presentes em quase todas
as células animais, sendo mais abundantes nas fagocitárias (macrófagos e leucócitos) e
ausentes nas hemácias. Os lisossomos têm uma variedade de enzimas com capacidade de
digerir substâncias que variam de acordo com o tipo celular e a função de cada célula. Como
exemplos, podemos citar a protease, lipase, fosfatase, desoxirribonuclease, entre outras, todas
com atividade máxima em pH 5,0 (ácido). Mas essas enzimas não podem destruir a célula? As
células já pensaram nessa possibilidade e, como mecanismo de defesa, a membrana dos
lisossomos funciona como uma espécie de barreira, que impede as enzimas de alcançarem o
citosol. Caso isso acidentalmente ocorra, o pH do citosol será relativamente neutro, impedindo a
ação destrutiva das enzimas. Para que as enzimas digestivas não destruam a sua própria
membrana, os lisossomos têm glicoproteínas na face interna, cujo revestimento de açúcares
protege a membrana da ação enzimática.
As enzimas hidrolíticas são produzidas no retículo endoplasmático rugoso e transportadas para
o complexo de Golgi, onde sofrem modi�cações e são empacotadas em vesículas, conhecidas
como lisossomos primários. Esses lisossomos primários ainda não participam do processo de
digestão intracelular. Como uma de suas funções é a digestão de substâncias extracelulares
introduzidas na célula por meio da endocitose (fagocitose e pinocitose), quando a membrana
dos lisossomos primários se funde aos fagossomos ou pinossomos, formando um vacúolo
digestório, também chamado de lisossomo secundário, inicia-se a digestão intracelular com a
ação das enzimas.
Quando a célula não absorve todo o material digerido, o que resta compõe um corpo residual, o
qual será eliminado do citoplasma posteriormente. Outra função dessas organelas é realizar o
processo de autofagia, ou seja, a digestão de estruturas da própria célula. Mas quando isso
ocorre? Quando as células têm alguma organela ou estrutura dani�cada, com um componente
envelhecido, o qual não consegue executar corretamente a sua função, os lisossomos fazem a
digestão dessa parte da célula em um processo comum em células glandulares que acumulam
secreções em excesso.
Podemos concluir que os lisossomos são organelas importantes para a manutenção da
homeostase da célula, compondo o sistema de endomembranas junto ao retículo
endoplasmático, ao complexo de Golgi, às vesículas e aos vacúolos, à membrana celular e à
carioteca.
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Ribossomos
Os ribossomos são estruturas ribonucleoproteicas muito complexas encontradas em todos os
tipos celulares – isto é, em células procariontes (bactérias) e em células eucariontes –, de forma
semelhante, mas com diferenças em sua composição. Os ribossomos dos eucariontes são
maiores do que os ribossomos dos procariontes. Além do tamanho dos ribossomos, outra
diferença notável é a composição química dessas estruturas celulares, as quais são formadas
por proteínas distintas. Essa última característica tem grande importância para a medicina, já
que alguns medicamentos agem somente em ribossomos de células procariontes, não afetando
os ribossomos de eucariontes, o que viabiliza seu uso em tratamentos de doenças bacterianas,
por exemplo.
Os ribossomos são pequenas estruturas, que medem de 20 a 30 nm, compostas de RNA
ribossômico (rRNA), um tipo de RNA estrutural, e proteínas, responsáveis pela síntese de
proteínas. Na maior parte dos casos, situam-se no citosol, são ligados a membranas e também
podem ser encontrados nas mitocôndrias e nos cloroplastos (estas duas últimas estruturas se
assemelham aos ribossomos das células procariontes). Conforme sua localização, os
ribossomos são classi�cados em livres ou ligados.
Ribossomos livres: encontram-se dispersos no citosol da célula e produzem proteínas que,
na maioria das vezes, �carão no próprio citoplasma.
Ribossomos ligados: estão associados às membranas do núcleo e do retículo
endoplasmático, e produzem proteínas que atuam no interior de organelas citoplasmáticas
ou que são excretadas da célula.
Os ribossomos são constituídos de duas subunidades de tamanhos diferentes, ou seja, uma
subunidade maior e outra menor. Nas células eucariontes, o rRNA (ácido ribonucleico
ribossômico) de ambas as subunidades é sintetizado no nucléolo, enquanto no citoplasma são
sintetizadas as proteínas. As proteínas migram para o núcleo por meio de poros nucleares e se
juntam aos rRNAs, dando origem às duas subunidades que formam o ribossomo. As duas
subunidades têm características funcionais e estruturais diferentes, são encontradas separadas
entre si, sendo deslocadas de volta ao citosol, onde exercerão sua função de síntese de
proteínas. As subunidades se unem de maneira reversível no início da síntese de molécula
proteica. Quando a subunidade menor se liga a uma molécula de RNA mensageiro (mRNA),
forma no citosol um ribossomo funcional capaz de realizar a sua função. Após a proteína ser
sintetizada, as subunidades voltam a se separar.
Quando os ribossomos não são formados corretamente, as proteínas consequentemente não
são produzidas na célula, o que acaba acarretando problemas mais graves, como muitas
doenças genéticas humanas desencadeadas pela falta de uma determinada proteína em uma
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célula que atuaria na formação do ribossomo, ou até mesmo pela má formação desse
ribossomo, que deixa de sintetizar proteínas importantes para a vida.
Sendo assim, perceba que todas as organelas, tanto as membranosas como as soltas no
citoplasma, possuem funções relacionadas. Portanto, situaçõesque possam gerar lesões a uma
organela afetarão a célula por completo.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito das organelas que constituem as células,
vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. O professor de Biologia
Celular forneceu aos seus alunos uma amostra para que pudessem analisar e identi�car qual
seria o tipo celular presente. Como podemos diferenciar uma célula animal de uma célula
vegetal?
É interessante começar a análise pela estrutura. Tanto as células animais quanto as vegetais
possuem membranas celulares que envolvem e protegem seu conteúdo interno. Contudo, as
células vegetais têm uma estrutura adicional chamada de parede celular, que �ca fora da
membrana celular e confere suporte e proteção extra à célula.
Além da parede celular, as células vegetais contêm estruturas especializadas conhecidas como
cloroplastos, responsáveis pela fotossíntese, processo pelo qual as plantas convertem a energia
solar em energia química para alimentação. Os cloroplastos possuem cloro�la, o pigmento verde
que dá às plantas sua cor característica, o qual é essencial para a absorção da luz durante a
fotossíntese. As células animais não têm cloroplastos, pois não realizam fotossíntese.
Outra diferença importante está nas estruturas de armazenamento de energia. Nas células
vegetais, a principal forma de armazenamento de energia é o amido, que é armazenado em
grandes quantidades nos plastídios, como os cloroplastos. Já nas células animais, a principal
forma de armazenamento de energia é o glicogênio, que é armazenado em pequenas
quantidades no citoplasma e no fígado.
Quanto ao formato, as células animais tendem a ser mais redondas ou irregulares, enquanto as
células vegetais geralmente têm formas mais de�nidas e são frequentemente retangulares ou
hexagonais, por causa da pressão exercida pela parede celular.
Em termos de função, as células animais são especializadas em efetuar uma variedade de
funções, como transporte de substâncias, produção de energia, reprodução e resposta a
estímulos ambientais. Já as células vegetais têm a capacidade única de produzir seu próprio
alimento por meio da fotossíntese, além de fornecer suporte estrutural para as plantas.
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Saiba mais
A palavra “mitocôndria” é derivada da junção em grego das palavras “�lamento” (mito) e “grânulo”
(côndria). Esse termo descreve a morfologia originalmente observada dessa organela no século
19 usando microscopia de luz. A descrição detalhada do formato e da estrutura dessa organela,
de fato, só pôde ser realizada com o advento da microscopia eletrônica, por sua capacidade de
revelar as menores constituições intracelulares. Por outro lado, muitas funções das mitocôndrias
puderam ser desvendadas a partir do desenvolvimento de técnicas para separação dessas
organelas do restante das células na década de 1940. Sabe-se, atualmente, que essas estruturas
não apenas podem apresentar formatos variados (desde pequenos grânulos até longos
�lamentos), mas também exercem funções celulares muito diferentes e abrangentes, incluindo a
metabolização de todos os principais grupos de nutrientes da dieta e a constituição da principal
fonte de energia química – a molécula de trifosfato de adenosina (ATP).
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 5, intitulado
“Mitocôndrias: centro do metabolismo energético e participantes em diversos processos
celulares”, do livro Biologia celular e molecular, cujo link está disponível a seguir.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 3
Núcleo celular
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527739344/epubcfi/6/34%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter05%5D!/4/6/4
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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Núcleo celular
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computador ou pelo aplicativo. Você pode baixar os vídeos direto no aplicativo
para assistir mesmo sem conexão à internet.
Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Nesta videoaula você será convidado a desvendar os fascinantes mistérios do
núcleo celular, conhecendo sua composição, funcionamento e importância. Este conteúdo
fornecerá insumos valiosos para a sua prática pro�ssional, pois proporcionará conhecimentos
indispensáveis sobre a base da regulação genética, um tema fundamental em diversas áreas da
biologia e da saúde. Prepare-se para esta jornada de conhecimento! Vamos lá!
Ponto de Partida
As células eucariontes são complexas, sendo formadas por um sistema de endomembranas,
organelas organizadas e núcleo celular. O núcleo geralmente acompanha o formato da célula e,
na maioria das vezes, ocupa a região central. Por exemplo, em células esféricas, o núcleo tende a
ser esférico, enquanto em células alongadas, como nas células musculares, o núcleo assume o
formato alongado.
O núcleo é a central de informações celulares. Essa estrutura foi exempli�cada inicialmente por
Franz Bauer no ano de 1802. Depois, em 1831, foi descrita com mais detalhes pelo botânico
Robert Brown. O núcleo possui o material genético do organismo e conta com proteínas cuja
função é regular a expressão gênica por meio dos processos de transcrição e processamento de
RNA mensageiro. Outro ponto a ser destacado referente ao núcleo são os nucléolos envolvidos
na produção de ribossomos. Nesta etapa de aprendizagem, estudaremos as particularidades do
núcleo celular, como sua estrutura, função e composição.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Um professor universitário, durante uma de suas aulas para alunos da área da saúde, iniciou um
debate sobre as características das células eucariontes. Para estimular ainda mais a discussão,
ele decidiu levar seus alunos ao laboratório de Biologia Celular para que pudessem examinar
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essas estruturas no microscópio óptico. Nesse local, o responsável técnico pelo laboratório
comentou que recebeu uma amostra recém-coletada para análise e pediu que o professor e os
alunos a averiguassem. Ao observar as células das amostras recebidas, notou-se algo fora do
comum: os núcleos variavam em tamanho, forma e distribuição de estruturas internas.
Espantados com suas constatações, os alunos perguntaram ao professor se alterações nos
núcleos, como as encontradas naquele momento, poderiam indicar a presença de uma doença.
Aproveitando-se dessa dúvida, o professor conversou com os discentes sobre uma doença
conhecida como progeria, uma condição que afeta diretamente o núcleo da célula. Para
enriquecer ainda mais o debate, foram propostos outros questionamentos:
Quais são os principais componentes do núcleo celular e suas respectivas funções?
Como as alterações na estrutura do núcleo, como variações de tamanho e forma, podem
estar relacionadas a doenças especí�cas?Como esses componentes interagem para garantir o funcionamento adequado da célula?
O que é a progeria? Ela está de fato relacionada com alterações nucleares?
Quais são as informações necessárias para responder a essas perguntas?
Vamos Começar!
O que de�ne uma célula como eucarionte é a presença de uma membrana nuclear envolvendo o
material genético das células, conhecida como núcleo. O núcleo é uma estrutura fundamental
que possui uma variedade de funções vitais para garantir a sobrevivência e o funcionamento
e�ciente da célula. Dentre as funções exercidas pelo núcleo, podemos citar: armazenamento e
proteção do material genético contra danos químicos e físicos; regulação da expressão gênica
na replicação e transmissão do material genético, controlando quais genes estão ativos ou
inativos em uma célula em um determinado momento, a �m de regular a síntese de proteínas;
coordenação dos processos celulares indispensáveis, como síntese e montagem de ribossomos,
e o ciclo celular. Todas essas funções contribuem para a sobrevivência e adaptação das células
a diversos ambientes.
O núcleo é cercado pelo envelope nuclear, também chamado de carioteca. Esse envelope
consiste em duas membranas nucleares concêntricas, compostas por duas camadas lipídicas –
uma interna e outra externa. Tais membranas separam o conteúdo nuclear do citoplasma ao
redor. A membrana nuclear externa, voltada para o citoplasma, é contínua com a membrana do
retículo endoplasmático rugoso (RER), e essa continuidade permite que proteínas e lipídios,
sintetizados no RER, sejam compartilhados entre as duas estruturas. É comum observar
ribossomos ligados à membrana nuclear externa. Já a membrana nuclear interna, voltada para o
interior do núcleo, está em contato direto com a cromatina e os componentes nucleares.
A membrana nuclear interna está associada à lâmina nuclear, uma camada �brosa formada por
�lamentos intermediários que dão forma e sustentação mecânica ao envelope nuclear. A lâmina
nuclear também cumpre um papel importante na organização da cromatina e na expressão
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gênica. O envelope nuclear é atravessado por vários poros nucleares, chamados de complexo do
poro. Esses complexos formam canais que viabilizam a comunicação entre o núcleo e o
citoplasma, controlando o transporte de moléculas, como RNA e proteínas, para dentro e para
fora do núcleo. 
Figura 1 | Estrutura do núcleo celular. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
No núcleo celular, o DNA está arranjado em cromossomos, as unidades fundamentais de
armazenamento da informação genética. Cada cromossomo é constituído por uma extensa
molécula de DNA ligada a proteínas histonas e não histonas. As proteínas histonas ajudam a
compactar e enrolar a molécula de DNA, permitindo que ela se ajuste dentro do espaço do
núcleo. As proteínas não histonas atuam em diversas funções essenciais, como na estruturação,
organização e regulação das atividades nucleares. O conjunto formado pelo DNA e proteínas que
compõem os cromossomos é chamado cromatina. A cromatina pode apresentar diferentes
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graus de compactação, variando de uma forma menos condensada, durante os períodos de
atividade celular, denominada eucromatina, a uma forma mais condensada, observada durante a
divisão celular, conhecida como heterocromatina. A cromatina é altamente dinâmica, e os
diferentes graus de condensação afetam a acessibilidade dos genes e, consequentemente, a
expressão gênica.
Ao longo dos períodos de atividade celular, a cromatina pode se desenrolar para viabilizar a
transcrição dos genes. Já durante a divisão celular, ela se condensa em cromossomos mais
compactados para garantir a segregação adequada do DNA. A cromatina desenrolada, quando
observada em microscopia eletrônica, lembra um colar de contas. Cada “conta” é um
nucleossomo, que corresponde à unidade estrutural básica da cromatina. O nucleossomo
consiste em uma porção de DNA enrolado ao redor de um núcleo de proteínas formado por oito
histonas, isto é, duas moléculas de cada um dos quatro tipos principais de histonas (H2A, H2B,
H3 e H4). Essa estrutura está distribuída ao longo da cadeia de DNA em intervalos relativamente
regulares, formando o colar de contas. O DNA presente entre dois nucleossomos é chamado
DNA linker, ou DNA de conexão. Durante a divisão celular, os cromossomos se condensam ainda
mais e consistem em duas cromátides-irmãs idênticas, que são cópias exatas do mesmo DNA.
As cromátides-irmãs são unidas por uma região chamada centrômero. Os humanos apresentam
23 pares de cromossomos, sendo 22 pares somáticos e 1 par de cromossomos sexuais. Cada
cromossomo de um par é nomeado cromossomo homólogo, um herdado do pai e o outro, da
mãe. O único par não homólogo é o par de cromossomos sexuais.
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Figura 2 | Níveis de organização da cromatina. Fonte: Wikimedia Commons.
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Dentro do núcleo, encontramos o nucléolo, responsável pela síntese de ribossomos. Nele, os
genes ribossomais são transcritos, processados, e os ribossomos são montados. O nucléolo não
possui uma membrana que o delimite, sendo composto por regiões especializadas de cromatina,
RNA e proteínas. É geralmente composto por três regiões distintas: o centro �brilar (local onde
ocorre a transcrição do RNA ribossômico – RNAr), a região �brilar periférica (responsável pelo
processamento dos RNAr) e a região granular (local de montagem dos ribossomos). O nucléolo é
uma estrutura dinâmica cujo tamanho e forma podem variar de acordo com o estado funcional
da célula. Normalmente, quanto maior a demanda da atividade celular, maior será o nucléolo.
Isso é especialmente evidente em células envolvidas em processos intensivos de síntese de
proteínas, como células glandulares e neurônios, além de células tumorais, as quais muitas
vezes apresentam um aumento signi�cativo no tamanho do nucléolo por causa da alta atividade
metabólica e da rápida divisão celular. Por outro lado, células com funções menos intensas,
como as células endoteliais e as da glia, tendem a ter nucléolos menores. Essa variação no
tamanho e forma do nucléolo re�ete a adaptação das células às suas necessidades funcionais
especí�cas, o que pode ser um indicador útil da atividade metabólica e do estado funcional da
célula. Embora a principal função do nucléolo seja coordenar a síntese de ribossomos, ele
também participa da regulação do ciclo celular. Durante certas fases do ciclo celular, como a
interfase, o nucléolo pode se expandir e se contrair em resposta às demandas da célula por
síntese de proteínas.
Agora que você está familiarizado com as características essenciais do núcleo, seus
componentes e organização, e já reconhece a importância vital dessa estrutura para o
funcionamento e a sobrevivência celular, será possível compreender a relevância do domínio
desse tema para uma atuação pro�ssional e�caz.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito da membrana nuclear presente nas células
eucariontes, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. O professor
de Biologia Celular forneceu aos seus alunos uma amostra para que pudessem analisá-la. Ao
observar as células das amostras, os alunos notaram algo fora do comum: os núcleos variavam
em tamanho, forma e distribuição de estruturas internas. A partir dessa constatação, os
seguintes questionamentos foram levantados para debate:
Quais são os principais componentes do núcleo celular e suas respectivas funções?
Como as alterações na estrutura do núcleo, como variações de tamanho e forma, podem
estar relacionadas a doenças especí�cas?
Como esses componentes interagem para garantir o funcionamento adequado da célula?
O que é a progeria? Ela está de fato relacionada com alterações nucleares?
Agora você já é capaz de responder a essas dúvidas. Vamos lá?célula é a menor unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos.
A atividade de um organismo depende da atividade de suas células, e todas as reações
metabólicas e bioquímicas acontecem no interior das células. As células contêm informações
genéticas e hereditárias que são passadas para outras células durante o processo de divisão
celular.
Atualmente, a�rma-se que as células são formadas por três partes básicas (a membrana, o
citoplasma e o núcleo) e possuem basicamente a mesma constituição química.
Microscopia
O estudo das células não seria possível sem a descoberta do microscópio, um instrumento
essencial para o desenvolvimento da citologia, que revolucionou o conhecimento cientí�co.
O objetivo da microscopia é permitir a distinção de detalhes não observáveis a olho nu, por meio
de imagens ampliadas de um objeto. As células, além de minúsculas, também são incolores e
transparentes, e a descoberta de suas principais características internas está relacionada à
evolução dos microscópicos, à derrubada da teoria da geração espontânea e aos “seres
invisíveis” causadores de doenças. O microscópio viabilizou uma evolução no conhecimento
sobre o funcionamento e tratamento de doenças.
Vamos conhecer mais detalhes sobre esses instrumentos tão importantes e revolucionários para
a ciência?
Os primeiros microscópios eram muito simples, apresentando apenas uma lente, o que restringia
os resultados dos trabalhos realizados. Mais tarde, no �nal do século XIX, surgiram os primeiros
microscópios binoculares, com um conjunto de lentes objetivas que permitiam uma visualização
melhor. Trata-se dos microscópios ópticos (MO), também conhecidos como microscópios de luz.
O feixe luminoso projetado pelo microscópio, ao atravessar a célula ou outro material de estudo,
penetra na lente objetiva (de cristal) e refrata a luz, projetando uma imagem aumentada do
material em 100 a 1.000 vezes.
Em 1933, Ernst Ruska inventou o microscópio eletrônico, um grande avanço na microscopia que
rendeu-lhe um Prêmio Nobel de Física. O microscópio eletrônico (ME) possui um poder de
resolução muito maior e utiliza em sua tecnologia feixes de elétrons e lentes eletromagnéticas
para observar o objeto, com possibilidade de ampliação em até 300 mil vezes. Isso contribui para
a detecção de estruturas não visíveis pelo microscópio óptico.
Observe na Figura 1, a seguir, o poder de resolução da microscopia luminosa e eletrônica.
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Figura 1 | Comparação do poder de resolução do olho nu em microscopia luminosa e eletrônica. Fonte: Alberts et al. (2017).
Células procariontes e eucariontes
Há apenas dois tipos básicos de células: procariontes e eucariontes. As células
procariontes (pro: primeiro, e cario: núcleo), também chamadas de procarióticas, são células
bem simples, consideradas primitivas. Quando comparadas a outro tipo de célula, são
consideradas bem menores. Tais células são caracterizadas pela escassez de membranas – em
geral, a membrana plasmática é a única membrana presente nesse tipo de célula. O seu material
genético �ca disperso no citoplasma, uma vez que ela não tem núcleo. Nesse caso, o DNA se
apresenta na forma de anel e não está associado a proteínas (histonas). A molécula de DNA se
enrola, formando um bloco denso chamado de nucleoide. O citoplasma não é compartimentado
pelo fato de tais células não possuírem citoesqueleto, e sua forma é de�nida por uma parede
celular, uma cobertura resistente que serve como proteção para a célula (proteção mecânica).
Essas células possuem formas simples e variadas, como esferas, bastonetes ou hélices, e, em
alguns casos, podem formar colônias.
Os seres vivos que contêm células procariontes são denominados procariotas: são as bactérias
e cianobactérias (cianofíceas ou algas azuis). A bactéria Escherichia coli é a célula procariota
mais estudada em função de sua estrutura simpli�cada e rápida multiplicação.
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Já as células eucariontes (eu: verdade, e cario: núcleo) possuem um núcleo bem individualizado
e delimitado pelo envoltório nuclear. Geralmente, há um núcleo por célula, mas algumas células
podem ter mais de um núcleo. São células mais complexas e maiores do que as procariontes,
fazendo-se presentes nos protozoários, fungos, algas, plantas e animais.
As células eucarióticas são caracterizadas pela riqueza de membranas. Além da membrana
plasmática e da membrana nuclear, possuem compartimentos internos menores, denominados
organelas citoplasmáticas, responsáveis por processos metabólicos. O material genético está
separado do citoplasma por uma membrana dupla, chamada de carioteca. Nessa célula, os
�lamentos de DNA se ligam a proteínas histonas e formam �lamentos denominados cromatina.
Dentro da cromatina são encontrados os nucléolos. As células eucariontes realizam um
processo de divisão mais complexo, que envolve os mecanismos de mitose e meiose, os quais
serão estudados mais adiante. A variabilidade de formas das células eucarióticas é grande e,
geralmente, a sua função especí�ca é o que as de�ne.
Com o sistema de organelas, as células eucariontes aumentaram a sua e�ciência, atingindo
tamanhos maiores sem sofrer prejuízo no desempenho de suas funções.
Agora que já conhecemos as principais diferenças entre as células procariontes e eucariontes,
como podemos distinguir a célula animal da célula vegetal, sendo que ambas são células
eucariontes? A presença ou a ausência de determinadas organelas citoplasmáticas é o que as
diferenciará. Vamos saber mais detalhes sobre esse assunto a seguir.
Siga em Frente...
Célula animal e vegetal
Muitos componentes celulares são comuns às células animais e às células vegetais, porém
podemos notar diferenças marcantes entre eles. A célula animal é uma célula eucarionte
presente nos animais do Reino Animalia e é caracterizada por não ter parede celular, sendo
delimitada pela membrana plasmática, responsável por demarcar e proteger a célula. A célula
animal, assim como as bactérias, possui membrana plasmática, citoplasma e ribossomos. O
citoplasma é constituído pelo citosol, o qual, por sua vez, é composto por água, proteínas, íons,
aminoácidos, enzimas, entre outros elementos. Dispersas no citoplasma, diferentemente das
bactérias, nessas células encontramos as organelas citoplasmáticas, como os ribossomos,
vesículas, retículo endoplasmático liso e rugoso, aparelho de Golgi, microtúbulos,
citoesqueleto, lisossomos (organela exclusiva das células animais), centríolos, vacúolos,
mitocôndrias e peroxissomos. Essas organelas são estruturas intracelulares com funções bem
de�nidas encarregadas do funcionamento das células, promovendo atividades como digestão,
respiração, sintetização e transporte de proteínas, entre outras ações.
A célula vegetal também é uma célula eucarionte, sendo muito semelhante à célula animal: tem
núcleo, ribossomos, retículo endoplasmático rugoso e liso, complexo de Golgi, citoesqueleto,
mitocôndrias, ente outros componentes. Contudo, pelo fato de apresentarem diferenças
estruturais e metabólicas, essas células contêm alguns componentes exclusivos. As células
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vegetais possuem a parede celular, responsável pela proteção das células e dos vacúolos, uma
vez que os vacúolos das células vegetais são muito maiores do que os das células animais e
podem ocupar quase todo o volume celular.
Por causa de sua capacidade de produzir o próprio alimento, ou seja, por serem autotró�cas,
essas células contam com uma organela especí�ca para efetuar a fotossíntese: os plastos (ou
plastídeos). Os plastos são diferenciados de acordo com a função que exercem e podem ser
classi�cados como cromoplastos (possuem pigmentos coloridos, como carotenoides e
xanto�las), leucoplastos (sem pigmentos, armazenam lipídeos, amido e proteínas) e cloroplastos
(têm o pigmento da cloro�la, responsável pela absorção da luz e realização da fotossíntese).
Outra organela presente somenteDisciplina
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Primeiro, você deve lembrar que o núcleo desempenha várias funções essenciais para a célula
eucariótica, como: armazenar e proteger o material genético da célula (DNA); regular a expressão
gênica, controlando quais genes são ativados ou desativados; coordenar a reprodução celular,
garantindo a divisão correta do DNA durante a divisão celular; participar da síntese de
ribossomos, que são essenciais para a produção de proteínas; e controlar o ciclo celular, isto é,
os diferentes estágios da vida da célula.
Os principais componentes do núcleo celular incluem a membrana nuclear, a cromatina, os
nucléolos e as proteínas nucleares. A membrana nuclear separa o núcleo do citoplasma,
enquanto a cromatina é composta por DNA e proteínas histonas, sendo responsável pelo
armazenamento e regulação da informação genética. Os nucléolos são os locais de síntese do
RNA ribossômico e montagem do ribossomo. Por sua vez, as proteínas nucleares exercem
diversos papéis, como regulação da expressão gênica e manutenção da estrutura do núcleo.
Esses componentes interagem de maneira coordenada para assegurar a replicação do DNA, a
transcrição e a tradução gênica, além de manter a integridade do material genético. Também é
importante relembrar que as alterações na estrutura do núcleo, como variações de tamanho e
forma, podem estar relacionadas a uma variedade de doenças, incluindo câncer, distro�as
musculares e doenças genéticas, como a progeria. Essas alterações muitas vezes resultam de
mutações genéticas ou de desregulação de processos celulares, como a replicação do DNA, a
transcrição gênica e a organização da cromatina.
A progeria, também conhecida como síndrome de Hutchinson-Gilford, é uma doença genética
rara e progressiva que se manifesta em uma idade muito precoce, geralmente durante os
primeiros dois anos de vida. Embora os sintomas da progeria sejam semelhantes aos do
envelhecimento normal, como perda de cabelo, rigidez articular, problemas cardiovasculares e
pele enrugada, eles se manifestam em uma idade muito mais prematura do que o normal. Na
progeria ocorrem alterações no núcleo celular bastante signi�cativas, como o enrugamento
nuclear, uma mutação no gene que codi�ca uma proteína chamada proteína lâmina A, a qual
compromete várias funções nucleares, incluindo a replicação do DNA, a transcrição gênica e a
reparação do DNA. Isso pode levar a uma série de problemas, como danos ao DNA, instabilidade
genômica e envelhecimento celular acelerado. Além disso, ocorrem defeitos na cromatina e
distúrbios da expressão gênica. Essas alterações no núcleo celular contribuem para o
surgimento dos sintomas característicos da progeria.
Saiba mais
O núcleo é uma das organelas mais essenciais e fundamentais para as células eucarióticas, pois
desempenha um papel central em praticamente todas as funções celulares. Como a maior e
mais importante estrutura intracelular, o núcleo abriga o material genético da célula, o DNA, que
contém as instruções necessárias para a síntese de proteínas e a regulação de processos vitais.
Além disso, o núcleo é responsável por coordenar a expressão gênica, controlar a divisão celular
e regular a replicação do DNA, garantindo a integridade genômica e a transmissão adequada de
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informações genéticas para as células-�lhas. Logo, o núcleo exerce uma função crucial na
manutenção da homeostase celular e na sobrevivência dos organismos eucarióticos.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 9, intitulado
“Núcleo e replicação celular”, do livro Biologia celular e molecular, cujo link está disponível a
seguir.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 4
Ácidos nucleicos
Ácidos nucleicos
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Dica para você
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Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Nesta videoaula você será convidado a desvendar os fascinantes mistérios dos
ácidos nucleicos: o DNA e o RNA, conhecendo a composição, estrutura e função dessas
moléculas que são vitais para a vida celular. Este conteúdo apresentará os conhecimentos
básicos para o estudo da genética, que serão essenciais para o entendimento dos próximos
assuntos a serem investigados. Não perca esta oportunidade de expandir sua aprendizagem.
Vamos lá!
Ponto de Partida
O corpo humano é composto por trilhões de células, cada uma desempenhando uma função
especí�ca. Elas trabalham em conjunto para o funcionamento do corpo. As células do nosso
organismo possuem um conjunto de organelas e estruturas que são capazes de cuidar da
proteção, da nutrição, da produção de energia e da reprodução do nosso corpo, as quais são
consideradas como as unidades fundamentais da vida. Todos os seres vivos são formados por
células, e todas as células, sejam elas procariontes ou eucariontes, têm material genético.
Você já parou para pensar que durante a divisão celular e a reprodução dos seres vivos ocorre a
troca de materiais genéticos? E que cada célula do corpo humano é composta por cerca de 25
mil genes? Os genes são entendidos como a unidade fundamental da hereditariedade. Mas o
isso signi�ca? O que é um gene? Qual é a diferença entre o cromossomo e o DNA? Não são
todos materiais genéticos?
Nesta etapa de aprendizagem, estudaremos os conceitos de gene, a estrutura do cromossomo e
do DNA, além de identi�carmos as diferenças entre as moléculas de DNA e RNA. Por �m, vamos
veri�car como está organizado o material genético nas células.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Você continuará acompanhando a rotina de um professor universitário e de seus alunos da área
da saúde no decorrer de uma aula de Biologia Celular. Durante as atividades no laboratório, o
professor propõe uma tarefa desa�adora a seus alunos: analisar amostras celulares de
pacientes com diferentes tipos de câncer. Ao examinar as células sob o microscópio, os alunos
observam variações signi�cativas na morfologia e no comportamento celular entre as amostras
de pacientes. Essas diferenças despertam curiosidade e os levam a questionar não apenas as
características visíveis das células, mas também os processos moleculares subjacentes que
podem estar contribuindo para essas variações, como possíveis mutações no DNA que afetam a
estrutura e a função celular. No meio do debate, o professor ressalta a importância do DNA na
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determinação das características celulares e no desenvolvimento de doenças como o câncer. Ele
explica sobre a estruturado DNA, destacando como as mutações nesse material genético
podem in�uenciar diretamente as características das células e desencadear o desenvolvimento
de diferentes tipos de câncer. Além disso, o professor aproveita para comentar que essa
compreensão mais aprofundada da estrutura e função do DNA ajudará os estudantes na
realização e discussão de suas análises, fornecendo um contexto molecular para suas
observações. No entanto, os discentes precisam intensi�car os estudos sobre o assunto em
questão, buscando respostas para os seguintes questionamentos:
Como o DNA é estruturado dentro da célula e qual é sua função?
Qual é a relação entre o DNA e o RNA?
Como o RNA contribui para as funções celulares?
Como você responderia a todas essas perguntas?
Vamos Começar!
A�nal, o que é um gene? Um gene é um segmento do DNA (ácido desoxirribonucleico) que
contém a informação necessária para a produção de uma proteína especí�ca (código), a qual,
por sua vez, poderá ser utilizada em um ou mais tipos de células. Então, os genes são os
responsáveis por comportar as informações do DNA e fazer a produção de síntese de moléculas
de RNA. As moléculas de mRNA são direcionadas para o citosol da célula e lá se ligam aos
ribossomos para promover a síntese de proteínas. Mas não são todos os genes que codi�cam
proteínas (polipeptídios ou cadeias de aminoácidos); alguns fornecem informações para a
construção de moléculas de RNA, como os RNA transportadores (tRNA) e RNA ribossômico
(rRNA).
Assim como a célula é a unidade fundamental da vida, o gene é considerado a unidade
fundamental da hereditariedade. Um organismo pluricelular é constituído de muitos genes, e
todas as suas células têm os genes iguais, o que as diferencia é o fato de que os genes podem
ser ativados ou desativados e, em alguns casos, permanecem ativados o tempo todo por serem
cruciais para realizar as atividades da célula. Os genes estão localizados dentro dos
cromossomos, em um lugar chamado locus gênico.
É importante saber que os genes nem sempre são iguais quando determinam uma mesma
característica, e as formas alternativas que surgem são conhecidas como alelos. Desse modo,
os alelos podem estipular a mesma característica em um indivíduo de maneiras diferentes, já
que um gene pode ter alelos distintos decorrentes de modi�cações ou pequenas mutações
ocorridas em algumas partes do DNA. A constituição genética de um indivíduo, formada por um
conjunto de genes que não podem ser modi�cados naturalmente, é denominada genótipo,
enquanto as características mensuráveis e visíveis, que podem ser modi�cadas, são
denominadas fenótipo.
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O genótipo de um indivíduo representa a combinação de dois alelos, um proveniente do pai e
outro proveniente da mãe (exemplos: Vv, vv, VV). Já o fenótipo é a expressão desse genótipo,
determinado pelo gene e pela in�uência do meio ambiente (por exemplo: cor dos olhos, cor da
pele, cor do cabelo).
Em um cromossomo, estão presentes milhares de genes diferentes, os quais de�nem diversas
características e a frequência com que elas aparecem. Mas como está organizado esse material
genético nos organismos? O conjunto de genes de um ser vivo é caracterizado pela sequência
completa da molécula de DNA, denominada genoma. O estudo do genoma não apenas permite
conhecer a anatomia molecular de um indivíduo e sua espécie, como também viabiliza o estudo
e diagnóstico de doenças, síndromes, criação de medicamentos, técnicas de terapia gênica,
testes genéticos e a compreensão do processo evolutivo, fornecendo diversas respostas ao
campo da ciência.
O genoma está localizado em maior quantidade nos núcleos das células dos organismos
eucariontes, mas também aparece nas mitocôndrias e cloroplastos das células vegetais. O DNA
tem formato linear e se manifesta em grande número nos organismos eucariontes, onde também
são encontradas proteínas histonas, as quais são importantes para a regulação dos genes. Nos
procariontes, a molécula do DNA é única e circular. Além disso, graças à ausência de núcleo, o
DNA está disperso no citoplasma.
Ácidos nucleicos: DNA e RNA
Os ácidos nucleicos, como o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico), são
essenciais para as células, pois armazenam as informações genéticas de um indivíduo,
in�uenciando diretamente o funcionamento do organismo inteiro. Essas moléculas são os
guardiões e os mensageiros da informação genética, sendo indispensáveis para a vida e a
preservação da diversidade biológica.
A estrutura geral dos ácidos nucleicos (DNA e RNA) consiste em unidades básicas chamadas de
nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por três componentes principais: uma base
nitrogenada, um açúcar (pentose) e um grupo fosfato. No DNA, o açúcar presente na estrutura é
a desoxirribose, enquanto no RNA é a ribose. O açúcar está ligado à base nitrogenada e ao grupo
fosfato, formando uma estrutura em anel. As bases nitrogenadas são moléculas heterocíclicas
constituídas de anéis compostos de átomos de carbono e de nitrogênio. Existem dois tipos de
bases nitrogenadas: as purinas e as pirimidinas. As pirimidinas são citosina (C), timina (T) e
uracila (U). Já as purinas são adenina (A) e guanina (G). Essas bases estão presentes nas
moléculas dos ácidos nucleicos, com exceção da timina, encontrada somente no DNA, e da
uracila, presente apenas no RNA. A estrutura de uma molécula de DNA ou RNA é uma cadeia
linear de nucleotídeos unidos por meio de ligações fosfodiéster entre o grupo fosfato de um
nucleotídeo e o grupo hidroxila do açúcar do próximo nucleotídeo na sequência. Essas ligações
fosfodiéster criam uma estrutura de polímero linear onde há uma direção de�nida. Em uma
extremidade da molécula (a extremidade 5'), existe um grupo fosfato livre ligado ao carbono 5' do
açúcar, enquanto na outra extremidade (a extremidade 3') há um grupo hidroxila livre no carbono
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3' do açúcar. Essa disposição dos grupos funcionais confere uma polaridade à molécula, com
uma extremidade 5' e uma extremidade 3'. Por convenção, o sentido 5' para 3' (5' - 3') é utilizado
para descrever a sequência de bases no DNA ou RNA. Esse sentido refere-se à direção em que os
nucleotídeos são adicionados à cadeia durante a síntese ou replicação. O sentido 5' - 3' indica
que a extremidade 5' de um nucleotídeo se liga ao grupo fosfato livre do nucleotídeo adjacente
na extremidade 3'. A ligação da base nitrogenada ao açúcar na estrutura dos ácidos nucleicos
ocorre por ligações glicosídicas. Essa união entre base nitrogenada e açúcar forma uma
estrutura denominada nucleosídeo.
A estrutura do DNA constitui uma dupla hélice, composta por duas cadeias polinucleotídicas
enroladas em torno uma da outra. Cada cadeia é constituída por uma sequência de nucleotídeos.
Como mencionado anteriormente, na cadeia ou �ta de DNA podem estar presentes quatro bases
nitrogenadas (A, T, C e G). Essas bases são responsáveis pela codi�cação da informação
genética. As bases se emparelham de maneira especí�ca entre as duas cadeias de DNA (adenina
com timina e citosina com guanina). E a ligação entre as bases nitrogenadas de cadeias opostas,
ou seja, de diferentes �tas, é dada por ligações de hidrogênio ou pontes de hidrogênio, que
mantêm as duas cadeias juntas, formando a estrutura de dupla hélice. A timina de uma cadeia se
emparelha especi�camente com a adenina de outra cadeia por meio de duas ligações de
hidrogênio. A citosina de uma cadeia se emparelha especi�camente com a guanina de outra
cadeia por meio de três ligações de hidrogênio.
Figura 1 | Estrutura do DNA. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
Na dupla hélice do DNA, uma das cadeias de nucleotídeos está orientada na direção 5' para 3',
enquanto a outra está orientada na direção oposta, 3' para 5'. Isso signi�ca que os grupos fosfato
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em uma extremidade da molécula estão alinhados com os grupos hidroxila na outra
extremidade.Essa orientação antiparalela é importante porque permite que as bases
nitrogenadas de uma cadeia formem pares complementares com as bases da outra cadeia. A
adenina sempre se emparelha com a timina (ou uracila, no RNA), e a citosina sempre se
emparelha com a guanina. Esses emparelhamentos especí�cos de bases são viáveis por causa
das características estruturais das bases e, além de garantir a estabilidade da dupla hélice do
DNA, também facilitam a replicação e a transmissão da informação genética. Assim, uma
consequência do pareamento especí�co das bases é o fato de que cada dupla hélice de DNA
contém uma sequência de nucleotídeos que é exatamente complementar à sequência
nucleotídica da �ta antiparalela. Isso signi�ca que, ao conhecer a sequência de nucleotídeos em
uma das �tas da dupla hélice, automaticamente se sabe a sequência da �ta antiparalela, pois as
bases nitrogenadas se emparelham de maneira especí�ca e complementar.
A quantidade de uma determinada base nitrogenada em uma das �tas será a mesma quantidade
da sua base complementar na �ta antiparalela. Por exemplo, se uma �ta de DNA possui a
sequência de bases “ATGC”, sua �ta complementar antiparalela será “TACG”. Para cada adenina
(A) na �ta, haverá uma timina (T) na �ta antiparalela, e vice-versa. Semelhantemente, para cada
citosina (C) na �ta, haverá uma guanina (G) na �ta antiparalela, e vice-versa.
Uma das funções do DNA é o armazenamento da informação genética, uma vez que contém
instruções genéticas que determinam as características hereditárias dos organismos. Essas
informações são codi�cadas em sequências de bases nitrogenadas ao longo das cadeias de
DNA. Nas células eucarióticas, a maior parte da informação genética está armazenada no núcleo
celular. Entretanto, além do DNA nuclear, também existe DNA nas mitocôndrias e nos
cloroplastos de células vegetais e algas. O DNA também participa dos seguintes processos:
Replicação.
Controle da expressão gênica: o DNA contém os genes que codi�cam proteínas e outras
moléculas funcionais. Durante a expressão gênica, as informações contidas no DNA são
transcritas para o RNA mensageiro (mRNA), o qual, por sua vez, é traduzido em proteínas.
Mutação e variação genética: as alterações na sequência de bases do DNA, chamadas de
mutações, são a fonte primária de variabilidade genética dentro de uma população. Essas
variações podem ser cruciais para a evolução e adaptação dos organismos às mudanças
ambientais.
Siga em Frente...
O RNA é uma molécula de cadeia simples que se assemelha ao DNA em muitos aspectos, mas
possui algumas diferenças estruturais importantes. Para começar, embora a estrutura básica
seja a cadeia de nucleotídeos, no RNA o açúcar presente na estrutura do nucleotídeo é a ribose.
No RNA, as bases nitrogenadas encontradas são adenina (A), citosina (C), guanina (G) e uracila
(U). Ao contrário do DNA, onde a timina (T) está presente, o RNA possui uracila, que se
emparelha especi�camente com a adenina durante a transcrição. A síntese do RNA ocorre a
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partir da molécula de DNA, que acaba servindo de molde. A síntese dessa molécula acontece no
sentido 5’ - 3. Existem três tipos principais de RNA:
1. RNA mensageiro (RNAm), que transporta a informação genética do DNA no núcleo para os
ribossomos no citoplasma, onde ocorre a síntese de proteínas.
2. RNA transportador (RNAt), responsável por transportar aminoácidos especí�cos para os
ribossomos durante a síntese de proteínas.
3. RNA ribossômico (RNAr), um componente estrutural dos ribossomos, que são as máquinas
celulares responsáveis pela síntese de proteínas. Forma a maior parte da estrutura dos
ribossomos e catalisa as reações de ligação dos aminoácidos durante a tradução.
Figura 2 | Comparação entre DNA e RNA. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
Agora que já conheceu as principais características dos ácidos nucleicos, bem como sua
estrutura e funções exercidas, você será capaz de compreender a importância de dominar esse
tema para uma boa atuação pro�ssional.
Vamos Exercitar?
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Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito do material genético que compõe as
células, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. O professor de
Biologia Celular forneceu aos seus alunos amostras celulares de pacientes com diferentes tipos
de câncer para que pudessem analisá-las. Ao examinar as células, observaram-se variações
signi�cativas na morfologia e no comportamento celular entre as amostras. Essas diferenças
despertaram a curiosidade dos alunos e os levaram a questionar não apenas as características
visíveis das células, mas também os processos moleculares subjacentes que poderiam estar
contribuindo para essas variações, como possíveis mutações no DNA que afetam a estrutura e a
função celular. Durante o debate com o professor, levantaram-se algumas dúvidas que precisam
ser sanadas:
Como o DNA é estruturado dentro da célula e qual é sua função?
Qual é a relação entre o DNA e o RNA?
Como o RNA contribui para as funções celulares?
Agora você já é capaz de responder a essas perguntas. Vamos lá?
Primeiro, você deve lembrar que os ácidos nucleicos, DNA e RNA, desempenham papéis
essenciais em uma ampla gama de processos biológicos, incluindo armazenagem e transmissão
de informações genéticas, regulação da expressão gênica e síntese de proteínas. O DNA é uma
molécula composta por duas cadeias polinucleotídicas enroladas em forma de dupla hélice.
Cada cadeia polinucleotídica é formada por unidades de nucleotídeos, que consistem em uma
base nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina), um açúcar (desoxirribose) e um grupo
fosfato. As duas cadeias de nucleotídeos são conectadas por pares de bases complementares,
com a adenina sempre pareando com timina, e a citosina sempre pareando com guanina. Essa
ligação entre as cadeias polinucleotídicas é dada por ligações de hidrogênio.
Tal complementaridade de bases é fundamental para a estabilidade da dupla hélice de DNA. A
principal função do DNA é armazenar e transmitir informações genéticas, que são essenciais
para a hereditariedade e para a síntese de proteínas. O outro ácido nucleico, o RNA, desempenha
várias funções dentro da célula, como a transcrição do código genético do DNA, a tradução
desse código em proteínas e o transporte de informações genéticas do núcleo para o
citoplasma.
Saiba mais
O DNA é a molécula mestra da vida, carregando as instruções genéticas essenciais para todos
os organismos vivos. Sua estrutura em dupla hélice, composta por nucleotídeos, revela uma
complexidade fascinante. Essa molécula desempenha um papel fundamental na hereditariedade,
na determinação das características individuais e na regulação dos processos celulares.
Entender sua composição e atribuição é indispensável para desvendar os segredos da vida e da
biologia molecular.
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Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 6, intitulado
“Replicação, reparo e recombinação de DNA”, do livro Fundamentos da biologia celular, cujo link
está disponível a seguir.
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 5
Compartimentalização celular
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Olá, estudante! Por meio desta videoaula você �cará por dentro de um assunto de grande
relevância para sua prática pro�ssional: as organelas celulares, como as mitocôndrias, que são
fundamentais para a produção de energia celular, e o núcleo, o qual, nas células eucariontes,
armazena e protege a informação genética (DNA). Fique atento, pois ao longo deste conteúdo
re�etiremos sobre os conceitos essenciais que moldam a diversidade da vida e sustentam
processos cruciais em todos os seres vivos. Preparado? Vamos lá!
Ponto de Chegada
Para desenvolver a competência associada a esta unidade de aprendizagem, que é “Identi�car as
funções e estruturas das organelas das células eucariontes, bem como o núcleo celular e o
material genético que compõem as células”, você precisará, antes de tudo, compreender a
principal característica que distingue as células procariontes e eucariontes, além de reconhecer
quais são as organelas existentes nas células animais e vegetais.
Durante as aulas, investigamos temas como organelas, diferenciação entre células animais e
vegetais, núcleo e material genético. Esses saberes são fundamentais para entender a
complexidade e a diversidade dos organismos vivos.
As organelas são estruturas especializadas que desempenham funções especí�cas dentro das
células. Nas células animais e vegetais, encontramos organelas comuns, como o núcleo, as
mitocôndrias, o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomos e os ribossomos.
No entanto, há algumas divergências notáveis entre as células animais e vegetais, especialmente
relacionadas às organelas exclusivas de cada tipo celular. Por exemplo, as células vegetais
possuem cloroplastos, encarregados da fotossíntese, e vacúolos maiores, que exercem funções
de armazenamento e turgor.
O núcleo é uma organela crucial presente em todas as células eucarióticas, onde o material
genético é armazenado e controla as atividades celulares. Nele, encontramos o DNA, que contém
as informações genéticas essenciais para a vida, e o RNA, que desempenha diversas atribuições,
incluindo a tradução das informações genéticas em proteínas. O núcleo regula processos vitais,
como a replicação do DNA, a transcrição do RNA e o controle da expressão gênica, garantindo a
sobrevivência e a reprodução da célula.
A diferenciação entre células animais e vegetais não se resume apenas às organelas presentes,
mas também engloba a sua estrutura e função. Enquanto as células animais geralmente são
mais móveis e �exíveis, as células vegetais possuem uma estrutura mais rígida por causa da
presença da parede celular. Além disso, as células vegetais têm a capacidade única de realizar a
fotossíntese em virtude da presença dos cloroplastos, o que as diferencia das células animais
em termos de nutrição e metabolismo.
Portanto, o estudo desses temas proporciona um entendimento abrangente da organização
celular, da diversidade dos organismos vivos e dos processos fundamentais que sustentam a
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vida.
É Hora de Praticar!
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Para contextualizar sua aprendizagem, imagine a seguinte situação: um laboratório de análises
clínicas recebe com frequência exames de comprovação de paternidade. São comuns os
exames solicitados por mulheres que não têm certeza quanto à paternidade da criança, ou por
homens que desejam con�rmar sua paternidade. Desta vez, o laboratório recebeu uma ordem
judicial requerendo o teste de paternidade de Francisco, um jovem de 25 anos, criado pela mãe,
cujo nome do pai não consta em seu registro civil. A mãe alega que Francisco é �lho de J. B.
Junior, falecido recentemente. Em busca dos direitos à herança, o teste será feito.
É possível efetuar um teste de paternidade mesmo depois que o suposto pai tenha morrido?
Como o DNA pode auxiliar nessa comprovação?
Como você, que atua como analista responsável pela realização do teste, agiria nessa situação?
Para consolidar o que foi apreendido durante as aulas, re�ita sobre as seguintes questões:
Como as diferenças na composição e distribuição das organelas entre células animais e
vegetais re�etem suas adaptações a ambientes e estilos de vida distintos?
De que forma a organização do núcleo e a regulação da expressão gênica contribuem para
a especialização e diversidade das células em organismos multicelulares?
Quais são as implicações das descobertas recentes sobre o papel do material genético no
desenvolvimento de terapias e tratamentos para doenças genéticas e outras condições
médicas?
Para resolver o caso apresentado anteriormente, você deve se lembrar de que as características
hereditárias são controladas por genes, localizados em cromossomos (moléculas de DNA
associadas a proteínas), os quais são transmitidos aos descendentes, mantendo a continuidade
genética das gerações. O padrão de uma molécula de DNA de uma pessoa é único (exceto em
casos de gêmeos idênticos), sendo formado por combinações do pai e da mãe. O teste de
paternidade tem a �nalidade de comprovar, por meio do DNA do �lho, o grau de parentesco com
o suposto pai. Como existe um padrão na molécula de DNA, é possível detectar as sequências de
nucleotídeos que se repetem ao longo das �tas do DNA. Essas sequências são chamadas de
variable number of tandem repeats – VNTR (ou seja, números variáveis de repetições de
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sequências). Como o DNA é único em cada indivíduo, a con�abilidade do teste é de 99,9% em
relação a uma suposta paternidade. No entanto, o exame apresenta 100% de con�abilidade
quando o resultado quanto à paternidade é negativo. Como aprendemos, o corpo humano é
formado por milhares de células, e todas elas têm material genético transmitido entre gerações.
Dessa forma, mesmo com o suposto pai estando morto, é possível fazer o teste com familiares
de primeiro grau, como irmãos ou avós. Além disso, em casos de mortes recentes, é possível
utilizar amostras de �os de cabelo em objetos, secreções em lenços, etc. Caso o teste seja
solicitado judicialmente, pode haver a coleta de material do cadáver exumado.
O mapa mental a seguir apresenta uma visão geral das principais organelas celulares, que são
divididas em duas categorias principais: núcleo e citoplasma. O núcleo é a sede do material
genético e do controle das atividades celulares. No citoplasma, encontramos uma variedade de
organelas com funções especí�cas. Os ribossomos são responsáveis pela síntese de proteínas,
enquanto as mitocôndrias são os centros de produção de energia da célula. O retículo
endoplasmático desempenha um papel indispensável na síntese e no transporte intracelular de
proteínas e lipídios, apresentando-se em duas formas distintas: o retículo endoplasmático
rugoso (associado à síntese de proteínas) e o retículo endoplasmático liso (envolvido na síntese
de lipídios). O complexo de Golgi atua na modi�cação, empacotamento e distribuição de
proteínas e lipídios. Os lisossomos �cam encarregados da digestão intracelular e reciclagem de
componentes celulares, enquanto os peroxissomos estão comprometidos com o metabolismo
de lipídios e a desintoxicação celular. Nas células vegetais, também encontramos os
cloroplastos,responsáveis pela fotossíntese, e os vacúolos, envolvidos no armazenamento de
substâncias, na regulação osmótica e na manutenção da estrutura celular. Essas organelas
cumprem tarefas cruciais na manutenção da homeostase e no funcionamento adequado das
células eucarióticas.
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ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
,
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2
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Unidade 3
Introdução à Biologia Molecular e Genética
Aula 1
Eventos básicos moleculares
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Dica para você
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aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Nesta videoaula você será convidado a desvendar os fascinantes mistérios da
genética para conhecer alguns conceitos básicos que nos permitem entender diferentes eventos
que ocorrem nos seres vivos. Você descobrirá como acontece a replicação do material genético
e de que maneira os genes são expressos para a produção das proteínas e, consequentemente, a
formação das características dos indivíduos. Não perca esta oportunidade de expandir seus
conhecimentos. Vamos lá!
Ponto de Partida
Os ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, são essenciais para a célula, pois armazenam e
transmitem informações genéticas. Os processos de replicação, transcrição e tradução
garantem a expressão correta dessas informações, sendo fundamentais para o funcionamento
celular e para a hereditariedade.
Agora que já conheceu a estrutura dos ácidos nucleicos, você compreenderá, nesta etapa de
aprendizagem, como a estrutura dessas moléculas participam dos processos de replicação,
transcrição e tradução, responsáveis por assegurar a transferência e a expressão corretas da
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informação genética. Ao explorar essa estrutura fantástica, você se preparará não apenas para
entender como a informação genética é armazenada, transmitida e expressa dentro das células,
mas também para aplicar esse conhecimento à sua futura prática pro�ssional.
Nesta aula, aprenderemos como acontece a replicação do DNA, um processo crucial que ocorre
durante a divisão celular, no qual o material genético é dividido igualmente entre as células-�lhas,
as quais podem conter material genético idêntico ao da célula-mãe (mitose) ou apenas metade
do material genético da célula-mãe (meiose), o que é importante para a variabilidade das
espécies. Investigaremos, também, o processo completo de formação das proteínas, veri�cando
desde a transcrição da molécula de DNA em RNA até a tradução do RNA mensageiro pelos
ribossomos, que forma uma proteína. As proteínas são indispensáveis para a manutenção das
células, crescimento celular, produção de hormônios, enzimas, anticorpos, transporte de
substâncias, entre outras atividades.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Vamos acompanhar a história de um casal que já tem dois �lhos e pretende ter mais um. Os
cônjuges foram incentivados a buscar auxílio médico para obter aconselhamento genético.
O casal procurou por uma clínica renomada na cidade, a qual fornece consultas e
aconselhamento genético com pro�ssionais altamente capacitados e habilitados para atender a
pacientes e familiares com histórico de doenças genéticas. Além disso, esse estabelecimento
conta com um laboratório de genômica com recursos tecnológicos de última geração, os quais
permitem um diagnóstico preciso.
A mulher, que tem 35 anos, olhos verdes, cabelos castanho-claros e lisos, aparentemente não
apresenta distúrbios genéticos. Ela teve dois �lhos com o seu marido, de 38 anos, que tem olhos
castanhos, cabelos castanhos e lisos, e é daltônico. A primeira �lha do casal, que está com 6
anos, é loira, tem o cabelo encaracolado, olhos azuis e aparentemente não apresenta disfunções
genéticas. No entanto, o segundo �lho do casal é uma pessoa com síndrome de Down, tem 3
anos, olhos castanhos e cabelos lisos e castanhos. O casal quer ter mais um �lho, mas, pelo fato
de possuírem histórico de anomalias genéticas na família, resolveu investigar as probabilidades
de uma gestação normal.
Você trabalha nessa clínica e faz parte de uma equipe composta por médicos geneticistas,
especialistas em biologia molecular, citogenética, bem como por bioinformatas. A você foi
atribuída a tarefa de desenvolver o acompanhamento do casal.
Como você explicaria aos pacientes a importância de fazer o mapeamento genético de ambas as
partes para veri�car seus respectivos cariótipos? E como poderia descrever as diferenças
existentes no genótipo e fenótipo do casal e de seus �lhos?
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Vamos Começar!
Os genes são segmentos de DNA que contêm informações para produzir proteínas especí�cas.
Essas informações são transcritas em moléculas de RNA mensageiro (mRNA), as quais são
transportadas para o citosol da célula, onde se ligam aos ribossomos para a síntese de
proteínas. Mas não são todos os genes que codi�cam proteínas (polipeptídios ou cadeias de
aminoácidos). Alguns fornecem informações para a construção de moléculas de RNA, como os
RNA transportadores (tRNA) e o RNA ribossômico (rRNA).
Replicação do DNA
A capacidade de uma célula sobreviver e proliferar depende da duplicação da informação
genética transportada em seu DNA. Esse processo de duplicação, denominado replicação do
DNA, é essencial para a sobrevivência e a perpetuação das células. Nesse fenômeno, a molécula
de DNA, formada por duas �tas de DNA complementares, se separa, e cada uma das �tas
simples serve de molde para a composição de uma nova �ta dupla. A síntese da nova �ta
complementar à �ta-molde constitui um processo de polimerização. Nesse processo altamente
coordenado, os nucleotídeos são adicionados sequencialmente pela DNA polimerase, formando
uma nova �ta polinucleotídica. Para a constituição dessa nova �ta, nucleotídeos são adicionados
progressivamente à nova cadeia por meio de ligações covalentes. A sequência de nucleotídeos
adicionados segue uma ordem especí�ca ditada pela �ta-molde, ou seja, segue a
complementaridade de bases de acordo com a sequência de bases da �ta que serviu como
molde. Ao �nal do processo de replicação do DNA, são produzidas duas cópias da molécula
original de DNA. Em cada uma dessas cópias, uma das �tas de DNA é proveniente da molécula
original, enquanto a outra consiste em uma nova �ta complementar sintetizada durante o
processo de replicação. Esse modelo de replicação é conhecido como semiconservativo, pois
cada uma das moléculas-�lhas resultantes contém uma �ta original e uma �ta nova. Tal
mecanismo de replicação garante a transmissão precisa da informação genética de uma
geração celular para a próxima, preservando a integridade do genoma ao longo das divisões
celulares.
A replicação do DNA se inicia em um local no cromossomo denominado origem da replicação.  O
começo do processo de replicação do DNA é marcado pela separação das duas �tas de DNA.
Como aunião dessas �tas é relativamente estável, mantida por meio de ligações de hidrogênio,
uma enzima denominada helicase precisa atuar quebrando as pontes de hidrogênio entre as
bases nitrogenadas, desenrolando a hélice de DNA e, desse modo, separando as duas cadeias de
nucleotídeos. Cria-se, assim, uma região chamada de bolha de replicação. Cada extremidade da
bolha de replicação é conhecida como forquilha de replicação. É nas forquilhas que ocorre a
síntese de DNA pelas DNA polimerases em ambas as �tas de DNA recém-separadas. Quando a
helicase desenrola a dupla hélice de DNA no decorrer da replicação, as duas cadeias de DNA são
separadas, expondo regiões de DNA de �ta simples. Essas regiões de DNA de �ta simples são
altamente instáveis e propensas a emaranhamentos ou reassociações indesejadas das bases.
As proteínas SSBs, ou proteínas de ligação ao DNA, se ligam rapidamente às regiões de DNA de
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�ta simples expostas, estabilizando-as e evitando que as �tas se recombinem novamente. Elas
mantêm as �tas sob uma forma estendida e acessível para a ação da DNA polimerase. Esse
desenrolamento das duas �tas pela helicase pode levar à superenrolação do DNA à frente da
forquilha de replicação, uma vez que as regiões de DNA são giradas e torcidas enquanto a
replicação prossegue. As topoisomerases, especi�camente as topoisomerases tipo I e tipo II,
atuam para aliviar essa superenrolação e garantir que a replicação aconteça sem interrupções.
As topoisomerases tipo I produzem quebras temporárias de uma única cadeia de DNA,
permitindo que a tensão causada pela superenrolação seja liberada. Por outro lado, as
topoisomerases tipo II geram quebras temporárias em ambas as cadeias de DNA, possibilitando
que o DNA seja girado em torno de si mesmo e que a superenrolação seja relaxada. Essas ações
das topoisomerases são essenciais para manter a estabilidade do DNA durante a replicação e
garantir que a helicase e outras enzimas envolvidas na replicação tenham acesso irrestrito ao
DNA, assegurando uma replicação precisa e e�ciente do genoma. Com as �tas de DNA
separadas, a DNA polimerase pode atuar catalisando a adição de nucleotídeos à nova cadeia de
DNA, formando ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos adjacentes. Dessa maneira, à medida
que a DNA polimerase avança ao longo da �ta-molde no decorrer da replicação, ela adiciona
nucleotídeos complementares à nova cadeia de DNA, compondo uma �ta polinucleotídica, que é
uma cópia exata da �ta-molde original. Contudo, a DNA polimerase não consegue iniciar a adição
de nucleotídeos para formar a nova �ta; ela necessita de um segmento curto de RNA ou DNA,
conhecido como primer, para começar a adicionar nucleotídeos à �ta-molde. O primer é
sintetizado pela enzima primase, que cria um pequeno segmento de RNA complementar à �ta-
molde de DNA. Esse primer serve como ponto de partida para a DNA polimerase. Uma vez que
ele tenha sido adicionado, a DNA polimerase se torna capaz de adicionar nucleotídeos
complementares à �ta-molde, formando uma nova cadeia de DNA. Outra particularidade da DNA
polimerase é o fato de que ela adiciona nucleotídeos à extremidade 3'-OH de uma �ta de DNA
existente. Isso signi�ca que ela pode apenas alongar a nova �ta de DNA na direção 5' - 3'. Como
a replicação do DNA ocorre nas duas �tas simultaneamente e as �tas de DNA são antiparalelas,
a síntese das novas cadeias de DNA acontece de modos distintos em cada uma das �tas. Em
uma das �tas, a DNA polimerase é capaz de sintetizar continuamente uma nova cadeia de DNA
na direção 5' - 3', seguindo o movimento da forquilha de replicação. Essa �ta é conhecida como
�ta contínua. No entanto, na outra �ta a DNA polimerase não pode sintetizar continuamente por
causa da orientação antiparalela das �tas de DNA. Nesse caso, a síntese do DNA ocorre de
forma descontínua em pequenos fragmentos, chamados de fragmentos de Okazaki. A DNA
polimerase sintetiza esses fragmentos em direção à forquilha de replicação, mas, como a �ta de
DNA é antiparalela, ela tem que “pular” repetidamente para a extremidade 3'-OH do primer recém-
sintetizado para adicionar o próximo nucleotídeo. Esses fragmentos de Okazaki são
posteriormente ligados por outra enzima, chamada de DNA ligase, a �m de formar uma única �ta
contínua. Para entender esse processo de maneira adequada, observe a Figura 1, a seguir.
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Figura 1 | Replicação do DNA. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
Transcrição do DNA
Após a replicação, acontece o processo de transcrição, no qual a informação genética contida
em uma sequência especí�ca de DNA é transcrita para formar moléculas de RNA. Esse RNA
formado, conhecido como RNAm, carrega a informação genética do DNA, que está no núcleo,
para o citoplasma, onde será utilizado na síntese de proteínas, em um processo denominado
tradução. Durante a transcrição, a enzima RNA polimerase se liga ao DNA na região conhecida
como promotor, que é uma sequência especí�ca de nucleotídeos próxima ao gene a ser
transcrito, e desenrola a dupla hélice de DNA, iniciando a síntese do RNA a partir de um dos
�lamentos de DNA, conhecido como �ta-molde. Esse processo é chamado de iniciação. Na
próxima etapa, denominada elongação, a RNA polimerase adiciona nucleotídeos
complementares à �ta-molde de DNA, seguindo as regras de complementaridade de bases (A-U,
C-G). À medida que avança ao longo do DNA, a RNA polimerase desenrola mais da dupla hélice e
sintetiza uma molécula de RNA complementar. A transcrição continua até que a RNA polimerase
alcance uma sequência de terminação no DNA. Nesse ponto, a RNA polimerase e o RNA recém-
sintetizado são liberados, e a dupla hélice de DNA se reconstitui. Essa última etapa é
denominada fase de terminação. Após a transcrição, o RNAm pode ser processado para formar
um RNA maduro, o qual consegue ser traduzido em proteínas. Durante o processo de transcrição,
são produzidos todos os três tipos principais de RNA (RNAm, RNAt e RNAr), cada um com
funções especí�cas na síntese de proteínas e na regulação da expressão gênica. Todo esse
processo acontece no núcleo celular.
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Siga em Frente...
Tradução: síntese de proteínas
A tradução é o processo pelo qual a informação contida no RNAm é utilizada para sintetizar uma
proteína especí�ca. Ocorre nos ribossomos, estruturas celulares encontradas no citoplasma das
células. Durante o processo de tradução, os nucleotídeos no RNAm são agrupados em
combinações de três nucleotídeos consecutivos, conhecidos como códons. Cada códon
corresponde a um aminoácido especí�co que será incorporado à cadeia polipeptídica em
formação. As regras que especi�cam a qual códon do ácido nucleico corresponde um
determinado aminoácido são conhecidas como código genético. Dos 64 códons possíveis, três
são códons de terminação (UAA, UAG e UGA), que sinalizam o �m da síntese de proteínas. Os 61
códons restantes codi�cam os 20 aminoácidos que são incorporados às proteínas durante a
tradução. É importante lembrar que um dos códons (AUG) codi�ca o aminoácido metionina e
também funciona como um códon de iniciação, sinalizando o início da tradução. Outro fato
bastante interessante é que vários códons diferentes podem codi�car o mesmo aminoácido e,
por isso, o código genético é chamado de degenerado. Por exemplo, o aminoácido alanina pode
ser codi�cado pelos códons GCU, GCC, GCA e GCG. No entanto, o código não é ambíguo, já que
cada códon corresponde sempre a um único aminoácido. No processo de tradução, o RNAm
sintetizado durante a transcrição como uma cópia complementar de um segmento especí�co do
DNA contém os códons que especi�cam a sequência de aminoácidos na proteína a ser
sintetizada nos ribossomos. O ribossomo se liga ao RNAm na região do códon de iniciação. Ao
mesmo tempo, o ribossomo também se liga a um RNAt. O ribossomo se desloca ao longo do
RNAm, lendo os códons em sequência. A cada códon, um RNAt carregandoo aminoácido
correspondente se liga ao códon no ribossomo. O aminoácido no RNAt é, então, adicionado à
cadeia polipeptídica em crescimento por uma ligação peptídica. Assim, o ribossomo passa a se
deslocar ao longo do RNAm, movendo-se de um códon para o próximo e adicionando
aminoácidos à cadeia polipeptídica até que um códon de terminação seja alcançado. O �m do
processo de tradução ocorre quando o ribossomo encontra esse códon de terminação no RNAm.
Nesse momento, fatores de liberação se ligam ao ribossomo, levando à liberação da cadeia
polipeptídica recém-sintetizada do ribossomo. O RNAm e os componentes do ribossomo
também se dissociam, e o processo de tradução é �nalmente concluído. Para realmente
entender o processo de tradução, observe a Figura 2, a seguir.
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Figura 2 | Tradução do RNAm.Fonte: Wikimedia Commons.
Agora que você já conheceu as principais características dos ácidos nucleicos, veri�cando sua
estrutura e atribuições, e entendendo que eles desempenham papéis fundamentais em
processos como replicação, transcrição e tradução, você será capaz de compreender a
importância de dominar esse tema para assegurar uma boa atuação pro�ssional.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito do material genético que compõe as
células, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula.
O contexto do casal que procurou a clínica de aconselhamento genético na qual você trabalha
com o intuito de planejar uma possível terceira gestação foi descrito da seguinte forma:
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A mulher, que tem 35 anos, olhos verdes, cabelos castanho-claros e lisos, aparentemente não
apresenta distúrbios genéticos. Ela teve dois �lhos com o seu marido, de 38 anos, que tem olhos
castanhos, cabelos castanhos e lisos, e é daltônico. A primeira �lha do casal, que está com 6
anos, é loira, tem o cabelo encaracolado, olhos azuis e aparentemente não apresenta disfunções
genéticas. No entanto, o segundo �lho do casal é uma pessoa com síndrome de Down, tem 3
anos, olhos castanhos e cabelos lisos e castanhos. O casal quer ter mais um �lho, mas, pelo fato
de possuírem histórico de anomalias genéticas na família, resolveu investigar as probabilidades
de uma gestação normal.
Como você explicaria aos pacientes a importância de fazer o mapeamento genético de ambas as
partes para veri�car seus respectivos cariótipos? E como poderia descrever as diferenças
existentes no genótipo e fenótipo do casal e de seus �lhos?
Primeiro, é importante explicar aos pais que o teste genético pode ser efetuado a partir de uma
pequena amostra de sangue, é indolor e o resultado pode demorar alguns dias. O mapeamento
genético é utilizado para auxiliar no diagnóstico precoce de possíveis doenças, além de fornecer
evidências de características hereditárias, o que permite descobrir a origem dessas propriedades
nos antepassados dos pacientes. Ao se submeter à realização do mapa genético, o casal
conhecerá as probabilidades de possíveis riscos para a prole, visto que os pacientes já têm
casos de alterações genéticas registrados. É importante ressaltar que toda a informação
genética de um ser vivo, uma pessoa, é armazenada no DNA dela, o qual é transmitido aos seus
descendentes. Como aprendemos, esse material genético é transmitido durante a divisão celular.
No caso das células animais, é transmitido por meio da meiose, quando as células-�lhas
recebem uma parte do material genético da célula original, para que, quando sofrer a
fecundação, o zigoto (novo embrião que se desenvolverá) receba uma parte do material genético
da mãe e uma parte do material genético do pai. Os genes são sequências (partes) desse DNA
responsáveis por desenvolver as características de um ser vivo, compondo o genoma do
organismo em questão, que varia de um para outro. O genoma humano é composto por 23 pares
de cromossomos autossômicos e um par de cromossomos sexuais. Os cromossomos
representam uma molécula de DNA associado a proteínas, e o conjunto desses cromossomos
constitui o cariótipo. A partir da análise do cariótipo, que comporta a informação hereditária
contida no DNA, podem-se determinar possíveis alterações cromossômicas ocasionadas por
mutações que poderão ser transmitidas geneticamente.
Em relação ao genótipo e fenótipo dos �lhos do casal, eles são diferentes. As características
externas, visíveis, determinadas pela aparência do indivíduo, são as características fenotípicas,
as quais estão relacionadas às características genotípicas e à interação do meio ambiente. A cor
dos olhos e dos cabelos pode ser explicada por meio do genótipo, da constituição dos genes
herdados dos progenitores, mas, ao longo do tempo, assim como a cor da pele, podem sofrer
alterações. Já o genótipo, como representa a constituição genética dos pacientes, corresponde
aos genes que eles possuem. Logo, não é alterado. O �lho mais novo do casal possui uma
alteração genética que modi�ca o genoma de um ser humano sem anomalia. Essa criança
possui 47 cromossomos, um cromossomo a mais do que o cariótipo de um ser humano dito
normal, com 46 cromossomos.
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Desse modo, conseguimos explicar ao casal a importância do mapeamento genético, o que nos
ajuda a esclarecer de onde a �lha herdou o olho azul, a probabilidade de um próximo �lho nascer
daltônico como o pai, entre outras informações.
Saiba mais
O DNA é a molécula mestra da vida, que carrega as instruções genéticas essenciais para todos
os organismos vivos. Sua estrutura em dupla hélice composta por nucleotídeos revela uma
complexidade fascinante. Essa molécula desempenha um papel fundamental na hereditariedade,
na determinação das características individuais e na regulação dos processos celulares.
Entender sua estrutura e atribuições é crucial para desvendar os segredos da vida e da biologia
molecular.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 6, intitulado
“Replicação, reparo e recombinação de DNA”, do livro Fundamentos da biologia celular, cujo link
está disponível a seguir.
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 2
Ciclo celular
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Nesta videoaula você conseguirá explorar os intricados processos do ciclo
celular, que incluem a mitose e a meiose, suas características gerais e importância para o
funcionamento celular. Nesse contexto, será possível compreender os eventos essenciais para o
crescimento, desenvolvimento e reprodução dos organismos. O domínio desse conteúdo pode
auxiliar a sua atuação em diagnósticos, tratamentos edesenvolvimento de novas terapias.
Prepare-se para desvendar os segredos da vida e aprimorar seus conhecimentos!
Ponto de Partida
Todos os organismos vivos passam por um ciclo que envolve diversas transformações para a
manutenção da vida. É preciso desenvolver-se, crescer, reproduzir-se e manter-se, até que se
deixe de existir. O mesmo acontece com as células; elas passam pelo ciclo celular, e
estudaremos em detalhes cada uma de suas fases e os processos que as integram. Além disso,
compreenderemos o processo de divisão celular utilizado para quase todas as necessidades de
um organismo, o qual permite a manutenção e a renovação de células, produzindo cópias
idênticas (a mitose). Ao mesmo tempo, pensando em reprodução, investigaremos a meiose,
processo existente em organismos que fazem a reprodução sexual, como os seres humanos. A
partir da fecundação, há a formação de um zigoto, o qual iniciará a constituição e o
desenvolvimento de uma nova vida. Também conheceremos o processo de diferenciação celular,
veri�cando como uma célula cujo material genético é idêntico ao de outra pode adquirir funções
distintas. E, claro, assim como as células se multiplicam e se diferenciam, para que seja mantida
a homeostase ou equilíbrio dos organismos, alguns mecanismos são extremamente
necessários, como a morte celular programada. Talvez lhe pareça estranho pensar em como se
daria uma morte programada, mas saiba que ela é essencial para eliminar células dani�cadas ou
que deixam de ser úteis ao organismo. Trata-se de um mecanismo diretamente relacionado ao
surgimento de tumores e outras patologias. As doenças autoimunes também são in�uenciadas
por esse processo.
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Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Vamos acompanhar a aula de um professor de Biologia Celular que está discutindo com seus
alunos sobre os efeitos das instabilidades ambientais, como a poluição do ar à qual estamos
expostos e que, em determinadas situações, gera prejuízos à saúde humana. Apesar de as
células conseguirem tolerar pequenas variações sem sofrer tantos danos, muitas vezes elas não
são capazes de manter o seu funcionamento íntegro, o que pode desencadear inúmeras
doenças. Dando continuidade ao tema central da aula, os alunos estavam conversando a
respeito do câncer, que, de acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), é a
segunda principal causa de morte em nível global, sendo o câncer de pulmão um dos mais
prevalentes. Nesse momento, um dos discentes relatou a história de seu tio. Este tinha 57 anos
quando começou a emagrecer muito, a sentir dores nos ombros e nos joelhos, e vinha lidando
com muitas tosses secas e di�culdade para respirar, mesmo quando fazia atividades de médio
esforço. Esse quadro o prejudicou no desempenho de algumas de suas tarefas no trabalho. Ele
foi diagnosticado com câncer de pulmão e começará o tratamento com quimioterapia.
Diante desse fato, como você explicaria ao professor de que maneira o câncer está relacionado
ao ciclo celular, aos processos de mitose e meiose, e, até mesmo, à morte celular e à
diferenciação das células?
Vamos Começar!
Todas as células têm capacidade de crescer e se reproduzir, e a única forma de uma célula se
reproduzir é duplicando uma célula já existente. Para que se reproduzam, as células executam
uma série de eventos organizados de maneira cíclica. Há um aumento coordenado das
substâncias e moléculas em seu interior, incluindo o seu material genético, que é duplicado e
posteriormente dividido. Esse mecanismo é conhecido como ciclo celular, ou ciclo de divisão
celular, o qual é essencial para a manutenção e geração de vida. Trata-se do método pelo qual os
seres vivos se reproduzem.
Organismos unicelulares produzem um novo organismo a cada divisão celular, como é o caso
das bactérias e leveduras. Já para que os organismos pluricelulares formem um indivíduo
funcional, fazem-se necessárias sucessivas sequências de divisões celulares, tanto durante o
período embrionário quanto no decorrer de todo o seu desenvolvimento, contemplando a fase
adulta. Nos eucariontes, cada divisão celular produz milhares de células requeridas para a
sobrevivência, pois, assim como um tecido ou um órgão é composto por inúmeras células, a
proliferação celular é responsável não apenas pela reprodução, mas também pela manutenção
do organismo. Por meio da multiplicação celular, é possível repor células que estejam
dani�cadas ou que por algum motivo tenham sofrido apoptose (morte celular programada). A
divisão celular mantém um volume característico e constante das células em nosso organismo,
regulando o equilíbrio entre a proliferação de células e a sua morte programada. Com o intuito de
preservar seu tamanho a cada divisão, as células não duplicam somente o material genético,
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como também podem duplicar organelas e macromoléculas, coordenando o crescimento e o
volume da massa celular, para que as células não �quem menores no decorrer de inúmeras
divisões. A duração do processo de divisão celular depende do tipo de célula e do tempo que ela
demanda para dobrar de tamanho e manter a massa celular, sem diminuir o seu tamanho ou
ampliá-lo. Esse fator é controlado durante o ciclo celular em momentos especí�cos. Vamos
entender como funciona esse processo?
Fases do ciclo de divisão celular
O ciclo celular envolve uma série de eventos, os quais abrangem desde o crescimento e
desenvolvimento de uma célula, a formação da célula-mãe por meio da divisão (duplicação do
material genético – DNA) até a posterior reprodução que origina duas células-�lhas (cópias
geneticamente idênticas à célula original), as quais, ao serem formadas, podem dar início ao
ciclo novamente. O processo é dividido basicamente em duas fases: a interfase (etapa em que a
célula cresce e faz a cópia do seu DNA) e a mitótica (etapa em que a célula se divide em duas
novas células, contendo DNA). Que tal desvendarmos como se desenvolvem essas fases nas
células eucariontes?
Iniciaremos com a interfase, uma fase essencial para que a divisão celular ocorra, encontrando-
se em um estágio intermediário entre uma fase mitótica (M) e a próxima. Nessa etapa, a célula
está em crescimento, com uma intensa atividade metabólica. Diante desse contexto, acontece a
duplicação do material genético e dos componentes da célula-mãe. Considera-se essa a fase
mais longa da divisão celular, composta por três etapas: G1, S e G2. A abreviatura G signi�ca
“intervalo” (gap, em inglês) e a abreviatura S signi�ca “síntese”. A etapa G1 é caracterizada como
o primeiro intervalo de tempo entre o �nal da mitose (fase mitótica – M) e o início da replicação
do DNA (fase de síntese – S). Também é conhecida como período pós-mitótico ou pré-sintético e
tem duração variável de acordo com o tipo celular. É nessa etapa que a célula copia as organelas
e outros componentes celulares que serão utilizados nas fases seguintes. Vale ressaltar que a
célula está em crescimento celular, com o seu metabolismo celular normal. A etapa S é
entendida como a fase mais longa, na qual ocorrem a síntese do DNA (replicação) e a duplicação
do centrossomo. Lembra-se dele? É aquela estrutura que organiza os microtúbulos e ajuda a
separar o material genético na fase mitótica.
O segundo intervalo, etapa G2, é marcado pela síntese de proteínas e dos microtúbulos. Nesse
momento, a célula organiza o seu conteúdo, preparando-se para a fase seguinte. Também ocorre
a duplicação de cromossomos e o reparo de possíveis danos no DNA. O processo é �nalizado
com o início da mitose. Em G2, a célula permanece em crescimento.
É importante saber que durante toda a etapa de interfase acontece a síntese de proteínas, e
estruturas celulares são produzidas.
A fase mitótica (M) compreende a etapa em que a célula divide o seu material genético (DNA)
que foi duplicado,repartindo o seu conteúdo de forma igualitária entre duas novas células-�lhas.
A fase M é caracterizada por duas etapas: a mitose (ou divisão celular) e a citocinese (ou divisão
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citoplasmática). Durante a mitose, os cromossomos copiados são separados pelo fuso mitótico
e se dividem para os núcleos das células-�lhas. Esse processo acontece em quatro etapas, as
quais estudaremos mais à frente: prófase, metáfase, anáfase e telófase. A citocinese é marcada
pela divisão do citoplasma da célula em duas novas células, sendo iniciada após o término da
mitose. É válido enfatizar que essa etapa ocorre de maneiras distintas em células animais e
vegetais. A citocinese descrita anteriormente é aquela que acontece em células animais.
A citocinese em células animais é chamada de citocinese centrípeta (ocorre da parte periférica
da célula em direção ao centro), com a formação de um anel contrátil, formado por �bras do
citoesqueleto. Filamentos de actina e miosina compõem o sulco de clivagem, que divide a célula
em duas pelo fato de elas serem macias e moles. Já as células vegetais, por contarem com a
presença da parede celular, são mais duras, resistentes e têm pressão interna alta. Nesse caso, o
processo é chamado de citocinese centrífuga (do centro da célula para a periferia). Para que as
células se dividam, forma-se uma estrutura (lamela média) composta por membrana plasmática
e outros elementos da parede celular, dividindo a célula ao meio.
As células-�lhas foram produzidas. Mas o que acontece com elas? Isso dependerá muito do tipo
de célula, pois alguns tipos celulares dividem-se rapidamente, outros dividem-se de forma lenta
ou não se dividem. Tal variação acontece porque as células do nosso corpo podem ser: células
lábeis (que continuam a se multiplicar durante toda a vida), como é o caso das células epiteliais
e hematopoiéticas; células estáveis (que geralmente não se dividem, mas têm a capacidade de
proliferar-se quando estimuladas), como as células presentes em glândulas (fígado, pâncreas,
células salivares, endócrinas e outras); e células permanentes (que perdem a capacidade de
dividir-se), como as células musculares e células do sistema nervoso central.
As células estáveis e permanentes, por exemplo, deixam a fase G1 e entram na fase G0,
considerada uma fase de repouso. Nesse momento, as células não estão ativas para se dividir,
mas seguem com as atividades metabólicas, desempenhando suas funções. As células podem
continuar na fase G0 (para algumas células, esse estado é permanente). Em outros casos, elas
recebem um sinal ou estímulo e retornam para a fase G1, de onde darão continuidade ao ciclo da
divisão celular.
O ciclo celular tem mecanismos de controle para regular os processos de divisão celular e
síntese de proteínas. Já imaginou se acontecesse algum erro no processo e ele não pudesse ser
interrompido? E se houvesse uma proliferação descontrolada de células? Muitos problemas
podem ocorrer, os quais não somente prejudicam o funcionamento do organismo, mas também
ocasionam uma série de patologias, como a formação de tumores. O controle é feito em pontos
de veri�cação ou checagem por moléculas (por exemplo, ciclinas) que atuam em pontos de
transição entre fases do ciclo celular, a �m de que uma fase não inicie antes do término da fase
anterior. Esse mecanismo também auxilia na checagem de qualquer anomalia ao longo do
processo, para que o problema seja reparado e o ciclo possa seguir. Caso a célula não consiga
ser reparada, ela é encaminhada para o processo de apoptose, que estudaremos mais adiante.
Existem três pontos de checagem: o primeiro está na fase G1 (�nal da fase G1 para a fase S); o
segundo ponto, na fase G2 (transição da fase G2 para a fase M); e, por �m, o terceiro ponto está
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na fase M, antes do processo de conclusão da mitose e início da citocinese. No �nal da fase G1,
há o ponto de controle conhecido como ponto de restrição (R), que impede a célula de seguir no
ciclo caso sejam veri�cadas condições insatisfatórias ou desfavoráveis.
Mesmo com todos os pontos de checagem e correções dos danos às células, durante a divisão
celular podem ocorrer alterações que interferem diretamente no número ou na estrutura dos
cromossomos, desencadeando mutações cromossômicas.
Mitose e meiose/gametogênese
A fase mitótica (M), como aprendemos, consiste no processo da divisão celular cuja função é
garantir o crescimento celular e a substituição de células. A partir da multiplicação celular
(produção de células idênticas), essa etapa renova tecidos celulares e auxilia em processos de
cicatrização, faz o preenchimento do corpo dos organismos, além de possibilitar a reprodução de
organismos unicelulares. A mitose deve assegurar que a célula-mãe reparta o seu material
genético de forma que cada uma das células-�lhas formadas (duas) receba um par de
cromossomos, uma vez que qualquer erro nessa divisão pode levar ao mau funcionamento da
célula, à morte celular ou até mesmo ao desenvolvimento de câncer ou de outras patologias.
Esse processo acontece em todas as células somáticas (todas as células não reprodutivas, que
formam tecidos e órgãos). Vamos entender, agora, como ocorre cada uma das quatro etapas
desse fenômeno.
Antes de iniciar a mitose, ainda na interfase, os centrômeros (centrossomos) foram duplicados, o
DNA já foi copiado e os cromossomos presentes no núcleo encontram-se conectados às suas
cópias, chamadas de cromátides-irmãs. É nesse contexto que começa a primeira etapa da
mitose, a prófase. Nessa fase, são iniciados alguns processos, como a condensação dos
cromossomos, a formação do fuso mitótico (composto por centrossomos e microtúbulos,
organizando os cromossomos), a fragmentação da carioteca e o desaparecimento do nucléolo
(local de formação de ribossomos). Na etapa seguinte, a metáfase, os cromossomos atingem o
seu ponto máximo de condensação e se alinham na placa metafásica (estrutura formada na
região média da célula), estando ligados ao centrômero. É nesse momento que surge o ponto de
checagem da fase M, para veri�car se todos os cromossomos estão ligados à placa metafásica,
garantindo que a divisão das cromátides-irmãs seja feita corretamente. A anáfase é a etapa
seguinte, marcada pela separação das cromátides-irmãs, que agora são cromossomos
independentes deslocados para as extremidades opostas da célula. É importante lembrar que
esses cromossomos independentes têm aspecto genético idêntico ao da célula original (célula-
mãe). A célula é alongada e, durante esse processo, muitas proteínas motoras são acionadas
para auxiliar na movimentação dos cromossomos e microtúbulos. Por �m, a telófase é a etapa
em que a célula se prepara para ser dividida, estabelecendo a sua estrutura normal à medida que
a citocinese inicia a divisão. Essa fase é caracterizada pela divisão do fuso mitótico em dois, pela
formação de dois nucléolos, pelo reaparecimento dos nucléolos e da carioteca, e pelo início do
descondensamento dos cromossomos. Ao �nal dessa etapa, a mitose é encerrada.
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Figura 1 | Etapas da mitose. Fonte: adaptada de Shutterstock
Mas será que todas as células se multiplicam por meio do ciclo celular típico que acabamos de
estudar? A formação de novas células, quando envolve organismos que se reproduzem
sexualmente, não apresenta um processo cíclico. Ao contrário, ele é feito a partir da meiose, cujo
objetivo é produzir células-�lhas que contenham metade dos cromossomos da célula-mãe
original. São produzidos gametas (células sexuais) que dão origem aos espermatozoides e
óvulos, como é o caso dos seres humanos. Dessa forma, ao contrário da mitose, em que uma
célula diploide (2n) produz outra célula idêntica também diploide (2n), na meiose a célula
diploide (2n) forma quatro células-�lhas haploides (n), com a metade do número de
cromossomos da célula original, em um processo conhecido como divisãoreducional. Mas
lembre-se de que a mitose pode ocorrer tanto em células diploides como em células haploides. A
divisão meiótica se assemelha à mitose em relação às etapas, porém é um pouco mais
complexa, como descobriremos a seguir. A meiose é iniciada logo após a interfase, quando
ocorre a duplicação dos cromossomos. Essa divisão acontece por meio de duas fases: a meiose
I (fase reducional) e a meiose II (fase equacional). Ambas as fases são divididas em quatro
etapas: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
A prófase I é a primeira das etapas, subdividida em outras cinco etapas caracterizadas pelos
seguintes acontecimentos:
Leptóteno: os cromossomos são condensados em pontos especí�cos, denominados de
cromômeros.
Zigóteno: os cromossomos homólogos são emparelhados, denominados de sinapse.
Paquíteno: consiste na observação de bivalente ou tétrade (pares de cromossomos
emparelhados). Pode ocorrer o crossing-over ou a permutação (quando cromossomos
homólogos trocam partes entre si, o que é importante para a variabilidade genética das
espécies).
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Diplóteno: início da separação dos cromossomos, com quiasmas (pontos de cruzamento
de cromátides).
Diacinese: os cromossomos homólogos se separam, e os quiasmas são deslocados para
as extremidades do bivalente, marcado pelas terminalizações dos quiasmas. Ocorre a
desintegração temporária da carioteca. Esse é o �nal da prófase I.
A próxima etapa é a metáfase I, em que os cromossomos alcançam o máximo de condensação e
se ligam às �bras do fuso, dispostas na célula na região equatorial. Logo em seguida, há a
anáfase I, quando os cromossomos homólogos migram para os polos da célula. Não havendo,
no entanto, o rompimento dos centrômeros, os cromossomos são deslocados inteiros para os
polos, diferentemente do que acontece durante a mesma etapa na mitose. Para �nalizar, na
telófase I, os cromossomos são descondensados, a carioteca volta a se formar e a célula é
dividida em duas células-�lhas, cada uma contendo metade dos cromossomos da célula original
(célula-mãe). Por essa razão, tal etapa é conhecida como fase reducional.
Na transição entre o �nal da meiose I e o início da meiose II, há um intervalo de tempo conhecido
como intercinese, marcado pela ausência de duplicação do material genético. A meiose II é mais
simples e semelhante à mitose, sendo composta pelas etapas de prófase II, metáfase II, anáfase
II e telófase II. Ao �nal, acontece a citocinese II, em que são formadas quatro células-�lhas
contendo o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. Por isso, essa etapa é conhecida
como fase equacional.
A meiose tem grande importância no desenvolvimento da diversidade das espécies, pois viabiliza
a produção de novas combinações genéticas graças à mistura de cromossomos paternos e
maternos, que aumentam a variabilidade genética, in�uenciando diretamente a seleção natural e
a evolução das espécies. Relacionado à meiose, também temos o processo de gametogênese,
que promove a formação dos gametas masculinos e femininos, essenciais para a reprodução
sexuada dos organismos. Nos animais, os gametas masculinos são produzidos nos testículos
(espermatogênese), responsáveis pela produção dos espermatozoides, a qual é iniciada na
puberdade e permanece ativa durante toda a vida adulta. Os gametas femininos são produzidos
nos ovários (ovogênese), responsáveis pela produção dos ovócitos maduros, a qual é iniciada
antes do nascimento. A produção dos ovócitos passa por um período de interrupção (meiose I) e
é ativado novamente na puberdade. Entretando, a produção desses gametas é interrompida com
a idade avançada da mulher (em torno de 50 anos). Um ponto importante que diferencia a
espermatogênese da ovogênese é o número de células produzidas após os processos de divisão
celular meiose I e meiose II. Na espermatogênese, uma célula produz, ao �nal, quatro novas
células (espermatozoides), enquanto na ovogênese uma célula produz, ao �nal, apenas uma
célula viável (óvulo), na qual são gerados dois corpúsculos celulares que são desintegrados, um
na meiose I e outro na meiose II.
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Figura 2 | Etapas da meiose. Fonte: adaptada de Adobe Stock.
Siga em Frente...
Diferenciação celular
O processo de diferenciação celular contempla um conjunto de fatores tanto internos quanto
externos à célula, como fatores ambientais, que provocam a distinção ou especialização das
células embrionárias a partir da expressão gênica. Essas modi�cações são necessárias para que
a célula tenha a sua morfologia e �siologia de�nidas, tornando-se capaz de cumprir uma
determinada função. Os fatores intrínsecos são derivados do DNA, no interior da célula. Já os
fatores extrínsecos estão relacionados à sinalização celular entre as células, isto é, à matriz
extracelular, incluindo agentes ambientais, como medicamentos, vírus, drogas, entre outros
elementos.
As células se tornam diferentes umas das outras por causa da síntese de proteínas e do acúmulo
dessas moléculas em suas estruturas. O processo de formação de um organismo multicelular é
controlado por alguns mecanismos da expressão gênica, como: a proliferação celular (garante a
produção de muitas células); a especialização celular (permite que as células exerçam funções
diferentes); a interação celular (consiste no comportamento entre células vizinhas); e o
movimento celular (permite a migração celular a �m de que as células se unam, por exemplo,
para a formação dos tecidos). Isso signi�ca que até mesmo as células que têm material genético
igual (produzidas na mitose) poderão exercer funções diferentes com a ação da expressão
gênica. Assim, os genes podem ser ativados ou inativados de acordo com a função que a célula
exercerá. As primeiras diferenciações em células animais, mais especi�camente o ser humano,
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acontecem quando o zigoto é formado e se encontra no estágio de blástula, dando origem a
anexos embrionários, bem como a tecidos e órgãos do embrião. Tais células são classi�cadas
nesse estágio como células-tronco embrionárias pluripotentes, ou seja, que têm a capacidade de
se transformar em qualquer tipo celular adulto. Conforme o organismo se desenvolve, a
especialização das células aumenta, e surgem os tecidos e órgãos, os quais, ao longo da vida,
tornam-se responsáveis pela renovação de células, com capacidade de gerar uma nova célula
idêntica de mesmo potencial ou uma nova célula diferenciada. Nesse estágio, as células são
classi�cadas como células-tronco multipotentes ou adultas, as quais podem se desenvolver nos
mais diversos tipos celulares conhecidos do corpo humano. Ainda durante essa fase, também
encontramos células terminalmente diferenciadas, também chamadas de células-tronco
onipotentes. Como exemplo, podemos citar os neurônios, que são capazes de dar origem
somente a uma linhagem de células diferenciadas. Por sua vez, as células-tronco totipotentes
são as células capazes de se diferenciar e formar qualquer tecido do corpo, incluindo os tecidos
embrionários.
Apoptose ou morte celular programada
Durante o processo de diferenciação celular, muitas células são formadas e deixam de ser
necessárias. A morte celular programada, desprogramação celular ou apoptose, como também é
conhecida, ocorre de forma organizada, com o intuito de remover as células que não serão mais
úteis para o organismo. Isso pode ocorrer tanto durante o desenvolvimento embrionário como
durante a vida, quando são identi�cadas células dani�cadas, com modi�cações ou alterações de
funções que afetem a saúde do organismo, caso sigam vivas. Como exemplo desse último caso,
podemos citar as células tumorais ou autorreativas, como os linfócitos, que podem reagir contra
o seu próprio organismo.
E, como o organismo segue produzindo células, para manter o equilíbrio e o reaproveitamento de
células ou a produção de novas, aquelas que já cumpriram sua função devem ser eliminadas. A
apoptoseem células vegetais é o glioxissomo, semelhante ao
peroxissomo, porém especializado, o qual é essencial na germinação de sementes.
Estamos chegando ao �m desta aula, mas não podemos deixar de comentar a respeito de um
grupo biológico extremamente importante: os vírus. A�nal, os vírus são considerados um
organismo vivo?
Os vírus são estruturas muito pequenas, visíveis somente com a microscopia eletrônica. São
conhecidos pelas doenças que causam aos seres humanos, animais e plantas. Uma das
principais características desses organismos, a qual os diferencia de outros seres vivos, é o fato
de não possuírem células. Ou seja, os vírus são acelulares.
São formados apenas por uma molécula de DNA ou RNA (material genético), envolto por uma
estrutura conhecida como capsídeo, composta por proteínas. Os vírus são considerados
parasitas intracelulares obrigatórios, pois dependem de uma célula hospedeira viva para replicar
o seu material genético. Eles não possuem metabolismo próprio e acabam utilizando todas as
organelas e enzimas de uma célula para se reproduzir, prejudicando, assim, as funcionalidades
da célula.
Há controvérsias em relação à classi�cação dos vírus. Com base nas considerações cientí�cas,
se analisarmos a propriedade que os seres vivos têm de se reproduzir, de evoluir em resposta ao
ambiente e de apresentar uma variabilidade, os vírus devem, então, ser considerados organismos
vivos. No entanto, pelo fato de não possuírem metabolismo próprio, muitos cientistas acreditam
que os vírus deveriam ser categorizados apenas como partículas infecciosas, entidades sem
vida, em vez de seres vivos propriamente ditos.
Vamos Exercitar?
Todos os seres vivos são formados por células, desde o ser humano até os microrganismos, os
quais são responsáveis por diversas interações na natureza e podem ser encontrados no ar, no
solo e, inclusive, no homem.
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Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito das células, vamos resolver a situação-
problema descrita no início desta aula. A paciente com suspeita de peste negra apresentou
diversos sintomas característicos da doença que são causados por alterações nas células
resultantes de ações das células bacterianas.
As bactérias são células procarióticas formadas por membrana plasmática, parede celular e
nucleiode, material genético que está disperso no citoplasma. A peste negra, também conhecida
como peste bubônica, é uma doença grave e muitas vezes fatal provocada por um cocobacilo
Gram-negativo em forma de bastonete Yersinia pestis. Essa bactéria pode ser transmitida a partir
da picada da pulga ou de roedores infectados.
Saiba mais
Todos os seres vivos são formados por células. Apesar das diferenças entre os organismos,
todos têm em comum os seguintes componentes: membrana plasmática, material genético e
citoplasma.
Mesmo que todas as células possuam uma estrutura básica comum, existem variantes em cada
tipo, em número su�ciente para originar a enorme diversidade de formas vivas que conhecemos
até os dias de hoje. Além disso, as células que formam um indivíduo pluricelular não são todas
iguais. Existem grupos celulares distintos encarregados de desempenhar diferentes funções e
originados por meio de um processo denominado diferenciação celular. Por exemplo, no nosso
corpo existem cerca de 300 tipos distintos de células, cada uma desempenhando uma tarefa
especí�ca. De maneira geral, independentemente do formato, todas as células são constituídas
de um envoltório denominado membrana plasmática, de um citoplasma e de material genético.
Vale ressaltar, porém, que as células procarióticas possuem material genético solto no
citoplasma e são pobres em membranas, enquanto as eucariontes têm o núcleo delimitado por
uma membrana nuclear.
Para conhecer mais detalhes sobre as unidades fundamentais da vida, recomendo a leitura do
capítulo 1, intitulado “Células: as unidades fundamentais da vida”, do livro Fundamentos da
biologia celular.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
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DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017.
Aula 2
Membranas celulares
Membranas celulares
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computador ou pelo aplicativo. Você pode baixar os vídeos direto no aplicativo
para assistir mesmo sem conexão à internet.
Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Agora que você já conhece a célula, a unidade fundamental da vida, nesta
videoaula vamos aprofundar nossa análise sobre um dos componentes mais característicos das
células: a membrana plasmática, ou membrana celular. Você seguramente já ouviu falar em
“mosaico �uido”, “permeabilidade seletiva”, “uma camada que tem medo da água e outra com
a�nidade por água”, entre outras expressões semelhantes. Todas elas fazem referência a
algumas das características da membrana celular. Preparado para saber mais? Vamos lá!
Ponto de Partida
A membrana plasmática é a estrutura que delimita todas as células vivas. Ela separa o ambiente
intracelular do ambiente extracelular, controlando, assim, tudo o que entra e sai da célula, por
meio de transportes ativos (com gasto de energia) ou passivos (sem gasto de energia). Além de
delimitar a célula e protegê-la de diversos agentes, a membrana celular participa de processos de
reconhecimento celular e sinalização celular, da comunicação entre as células e de outras
funções comuns a algumas membranas.
Então, qual seria a importância da membrana celular na saúde? Algumas doenças são causadas
por alterações na membrana plasmática e acabam conferindo risco à vida, como o mal de
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Alzheimer e a �brose cística. Além disso, a absorção de fármacos está relacionada com o
funcionamento da membrana celular. Dependendo de sua composição, essas substâncias
conseguem penetrar mais rápido pelas membranas, como no caso dos fármacos solúveis em
lipídios. Por essa razão, estudaremos não apenas a composição da membrana plasmática, mas
também as suas funções, características e o transporte de substâncias através da membrana,
uma vez que esta é seletiva, de modo que apenas algumas substâncias podem entrar ou sair das
células. Vale destacar, ainda, que, de acordo com a concentração de moléculas no meio
intracelular em comparação ao meio extracelular, a membrana efetua um transporte diferente.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional. Vamos lá!
Uma multinacional farmacêutica abriu um processo seletivo para a vaga de trainee em diversos
setores e você foi um dos candidatos aprovados. Você está atuando no setor de produção,
especi�camente na área de pesquisa, desenvolvimento e testes dos medicamentos. O gestor
que está conduzindo o seu treinamento lhe apresentou ao farmacêutico Carlos. Juntos, vocês
farão alguns testes para veri�car a ação de fármacos nas células e entender como eles
atravessam a membrana celular para agir. Foi possível aprender que os fármacos penetram a
membrana plasmática de quatro formas distintas: por difusão passiva, por difusão passiva
facilitada, por transporte ativo e por pinocitose.
Qual a diferença entre esses modos de transporte? Existem outros transportes realizados pela
membrana plasmática?
Vamos Começar!é uma morte celular �siológica ou programada que acontece por causa de uma série
de alterações morfológicas muito importantes no desenvolvimento embrionário, na eliminação
de células infectadas ou cancerosas e no desenvolvimento e manutenção do sistema imune.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito do ciclo celular, vamos resolver a situação-
problema apresentada no início desta aula.
O câncer é uma doença cuja característica principal é o crescimento desordenado de células. Ou
seja, trata-se de um processo que acontece sem controle e com potencial agressivo, invadindo
tecidos e órgãos, e podendo se espalhar para diversas regiões do corpo, quando ocorre a
metástase. É uma doença genética, mas que não deve ser relacionada exclusivamente à
hereditariedade (quando transmitida por genes advindos de gerações anteriores da família). São
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muitos os fatores relacionados ao aparecimento do câncer, como aspectos relacionados a
poluentes encontrados no ar e na água (resíduos industriais, fumaça de cigarro, substâncias que
apresentam risco quando há exposição direta, como amianto, arsênio e níquel), consumo de
alguns tipos de alimentos (como excesso de ingestão de álcool ou até mesmo de alguns
produtos industrializados), medicamentos, alguns hábitos nocivos (sedentarismo), problemas de
obesidade, além de fatores internos, como mutações genéticas, ações de hormônios e
condições imunológicas.
O câncer é formado quando a molécula de DNA de uma célula normal é dani�cada ou sofre uma
mutação, o que pode ocorrer em uma célula somática e ser uma particularidade de um certo
indivíduo. Em menores casos, a mutação acontece em células germinativas, podendo ser
transmitidas a gerações seguintes por meio da hereditariedade. Nessa situação, é importante
saber que o gene do câncer pode ser transferido para alguma outra geração, mas ele poderá se
manifestar ou não, desenvolvendo ou não o câncer. Isso dependerá da atuação de outros fatores.
E em qual momento ocorre a duplicação do material genético (DNA) nas células? Como
aprendemos, durante o ciclo de divisão celular no período de interfase a célula passa por etapas
de crescimento, com a ocorrência da síntese do DNA, antes de seguir para a próxima fase
(mitótica). Durante a síntese do DNA, qualquer mutação ocasionada por in�uência de fatores
externos ou internos pode resultar em erros ou danos na formação da molécula de DNA que
podem passar despercebidos, mesmo com a atividade dos reguladores do ciclo celular, que
realizam checagens em pontos especí�cos, buscando corrigir falhas para impedir que uma
célula dani�cada ou com alguma má formação siga seu ciclo. Por se tratar de um processo
cíclico e dinâmico, a velocidade com que as células cancerosas se multiplicam é muito maior do
que o tempo de multiplicação de uma célula normal saudável. Estudos veri�caram que a célula
cancerosa é capaz de crescer e se multiplicar por artifícios próprios, conseguindo produzir
fatores de crescimento próprios ou, ainda, fazendo com que células vizinhas os produzam, a �m
de utilizá-los.
Quando uma célula normal, durante a divisão celular, é encontrada com algum dano ou falha em
seu DNA ou estrutura, ela é desligada do ciclo e sofre o processo de apoptose, ou morte celular
programada. No entanto, grande parte das células cancerosas não são submetidas à apoptose,
passando para a fase mitótica do ciclo celular. Durante a mitose, uma célula dá origem a duas
novas células com o mesmo material genético. Sendo assim, as células cancerosas rapidamente
são reproduzidas, criando uma concentração grande de células que se dividem excessivamente e
podem gerar um número maior de mutações. No caso de cânceres hereditários, as mutações
ocorrem nas células germinativas.
Saiba mais
A duração do ciclo celular depende muito do tipo de célula, apesar de todas elas precisarem
crescer e atingir um tamanho que lhes permita manter-se constantes antes de iniciar a divisão. A
maior parte do ciclo, em torno de 95% do processo, é composto pela interfase, e a sua duração
está sujeita a fatores como condições �siológicas da célula (idade, disponibilidade de
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hormônios, temperatura, pressão osmótica, entre outros aspectos). Em células de mamíferos, o
ciclo celular tem duração de aproximadamente 12 horas. Em outros casos, prolonga-se por 24
horas, com um crescimento mais lento. Em compensação, um organismo unicelular é capaz de
formar duas novas células em um intervalo de 1 hora e meia, como as leveduras. A fase que
apresenta mais variações de tempo é a G1, a qual pode durar horas, dias ou até mesmo anos. As
fases S, G1 e M costumam ser mais constantes, mas podem variar dependendo da espécie ou,
ainda, do estágio de desenvolvimento em que o organismo se encontra.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 10, intitulado
“Ciclo celular: mitose e meiose”, do livro Biologia celular e molecular, cujo link está disponível a
seguir.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 3
Introdução à genética clássica
Introdução à genética clássica
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Já aprendemos alguns conceitos básicos relacionados à genética. Agora, por
meio desta videoaula, você conhecerá a história da genética, entendendo como ela surgiu e os
experimentos que permitiram tantos avanços à genética moderna. Já parou para pensar que
atualmente é possível entender como um casal de olhos castanhos pode ter um �lho de olhos
azuis? Prepare-se para desvendar os segredos da vida e aprimorar ainda mais seus
conhecimentos!
Ponto de Partida
Você sabia que muitos pesquisadores, mesmo antes da descoberta da molécula do DNA, já
estudavam o cruzamento de plantas e animais, na intenção de explicar como os descendentes
(�lhos) tinham características semelhantes às de seus progenitores (pais)? Foi Mendel, um
monge austríaco, que, por meio de vários trabalhos e experimentos com ervilhas, propôs
importantes bases teóricas para explicar a hereditariedade e a transmissão de características.
Considerado o pai da genética clássica, o pesquisador tem um importante papel na genética
moderna atual, in�uenciando muitas pesquisas posteriores que resultaram em grandes
conquistas para a área da saúde, a�nal, a partir do conhecimento do processo de
hereditariedade, bem como das características dos genes, cromossomos, DNA e RNA, foi
possível compreender muitos modos de evolução. Isso ajuda a entender como acontece o
desenvolvimento humano. Por exemplo, você já imaginou como é possível identi�caruma
doença genética hereditária e prever a sua transmissão para futuras gerações?
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Vamos acompanhar a história de um casal que já tem dois �lhos e pretende ter mais um. Os
cônjuges foram incentivados a buscar auxílio médico para obter aconselhamento genético.
O casal procurou por uma clínica especializada nesse tipo de atendimento. A mulher, que tem 35
anos, olhos verdes, cabelos castanho-claros e lisos, aparentemente não apresenta distúrbios
genéticos. Ela teve dois �lhos com o seu marido, de 38 anos, que tem olhos castanhos, cabelos
castanhos e lisos, e é daltônico. A primeira �lha do casal, que está com 6 anos, é loira, tem o
cabelo encaracolado, olhos azuis e aparentemente não apresenta disfunções genéticas. No
entanto, o segundo �lho do casal é uma pessoa com síndrome de Down, tem 3 anos, olhos
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castanhos e cabelos lisos e castanhos. O casal quer ter mais um �lho, mas, pelo fato de
possuírem histórico de anomalias genéticas na família, resolveu investigar as probabilidades de
uma gestação normal.
Depois de alguns exames e da coleta de informações do histórico familiar do casal, foi possível
identi�car o genótipo para as cores dos olhos dos cônjuges: mulher (genótipo: bbGb; fenótipo:
olhos verdes); e homem (genótipo: Bbbb; fenótipo: olhos castanhos).
Com base nessa informação, como você pode explicar o fato de o casal ter uma �lha com olhos
azuis sendo que nenhum dos pais tem olhos azuis? O outro �lho do casal tem olhos castanhos,
iguais aos do pai, mas existe a probabilidade de um próximo �lho nascer com os olhos verdes
iguais aos da mãe? Esses eventos podem ser explicados por meio da herança monogênica?
Cada indivíduo é um ser único, cujas características se assemelham às de outros da mesma
espécie, ao mesmo tempo em que os distanciam e diferenciam de outras espécies.
Compreender o conjunto de processos que asseguram o recebimento e a transmissão de
informações e características genéticas a partir da hereditariedade contribui para a saúde e o
entendimento do ser vivo.
Vamos Começar!
Antes mesmo de a molécula do DNA ser descoberta, muitos pesquisadores já buscavam
compreender a hereditariedade dos organismos vivos, procurando por explicações quanto à
transmissão dos caracteres dos progenitores para a prole. Até a revelação do material genético e
de como ele era transmitido, houve uma longa história. Vamos conhecer alguns fatos marcantes
no campo da genética?
História da genética e seu impacto na saúde
O homem, desde a Antiguidade, busca compreender a transmissão das características de um
indivíduo para outro, as quais são repassadas de geração a geração. O estudo da
hereditariedade, ou seja, o estudo da genética, foi iniciado em 1865 com os experimentos e a
formulação de leis fundamentais da herança biológica, propostas pelo monge austríaco Gregor
Mendel e publicadas em 1866. Mendel fez cruzamentos entre variedades de ervilhas, com o
intuito de entender o motivo pelo qual o cruzamento entre híbridos gerava muitas diferenças
entre os descendentes. Estudaremos essas leis mais adiante, as quais constituem os padrões de
herança mendeliana.
Mendel foi quem sugeriu pela primeira vez a existência de fatores independentes a serem
transmitidos dos genitores para a prole. No entanto, na época, o trabalho de Mendel não foi
reconhecido, por falta de conhecimentos e comprovações em relação à divisão celular e à
estrutura do DNA.
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Mais tarde, foi constatado que o espermatozoide é composto por material nuclear, e os cientistas
chegaram à conclusão de que o núcleo era o responsável pela hereditariedade. Em 1877, os
cromossomos puderam ser visualizados dentro do núcleo, e somente em 1900 os pesquisadores
“redescobriram” os trabalhos de Mendel e puderam contribuir para a aceitação de suas ideias.
Walter S. Sutton, no início do século XX, especi�camente em 1914, propôs a teoria
cromossômica da herança, na qual se admitia que os fatores hereditários estavam localizados
nos cromossomos. Ainda assim, foram gastos anos tentando comprovar essa teoria. Os
pesquisadores Hugo de Vries, Carl Correns e Erich von Tschermak aplicaram, em 1915, os
princípios básicos da genética propostos por Mendel em uma variedade de organismos, com
destaque para a mosca (Drosophila melanogaster).
Thomas Hunt Morgan, em 1926, publicou o livro A teoria do gene, no qual a herança foi
apresentada como algo decorrente de unidades transmitidas do genitor para o �lho, de modo
ordenado. Nesse caso, tratava-se dos genes localizados nos cromossomos.
Todas essas tentativas de explicar os experimentos de Mendel tinham o intuito de comprovar
cienti�camente as semelhanças entre pais e �lhos. Em 1945, o termo “biologia molecular” foi
empregado pela primeira vez por William Astbury, referindo-se ao estudo das estruturas das
macromoléculas biológicas, considerando-se tanto estruturas químicas quanto físicas. Em 1953,
o modelo da molécula de DNA foi proposto por James Watson e Francis Crick, que introduziram
o modelo tridimensional de dupla hélice do DNA.
Depois de descoberta a estrutura do DNA, Francis Crick, em 1958, postulou o dogma central da
biologia molecular, que conceituava o mecanismo de transmissão e a expressão da
hereditariedade após a revelação da codi�cação do DNA, compreendendo a produção de
proteínas a partir da síntese de RNA pelo DNA e da síntese de proteínas pelo RNA.
Você deve estar se perguntando como esses fatos interferiram na saúde ou qual a importância
deles, não é mesmo? O desenvolvimento e o avanço da genética mudaram muitos aspectos de
nossas vidas e da sociedade em relação à saúde, à produção de alimentos e até mesmo a
questões jurídicas. Você já deve ter ouvido a respeito da ovelha Dolly, o primeiro mamífero
clonado utilizando-se uma célula de um animal adulto, ou sobre alimentos transgênicos, como o
tomate (Flavr Savr), resistente às pragas e aos herbicidas. Com todos esses avanços, a genética
tornou possível solucionar crimes e fazer testes de paternidade (por meio da técnica de
�ngerprint, isto é, impressão digital, que é especí�ca para cada indivíduo), mapear doenças,
realizar aconselhamento genético, produzir alimentos transgênicos e clones a partir da técnica
do DNA recombinante (quando se isola um trecho do DNA, combinando-o com outro DNA,
produzindo uma cópia desse novo trecho e gerando diferentes combinações desse material
genético).
Em função de todas as contribuições deixadas por Gregor Mendel, que são muito importantes
para a pesquisa cientí�ca e para todas as descobertas subsequentes aos seus trabalhos, esse
monge �cou conhecido como pai da genética. Vamos veri�car, a seguir, mais detalhes sobre as
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pesquisas desenvolvidas por Mendel e suas respectivas conclusões, que nos trouxeram tantos
adventos.
Herança mendeliana
O conjunto de princípios que estão relacionados à transmissão hereditária das características de
um indivíduo aos seus descendentes é conhecido como herança mendeliana, mendelismo ou
genética mendeliana, considerada a base da genética clássica. A transmissão de características
ocorre por meio da expressão do fenótipo de um gene, também chamada de herança
monogênica. Muitos pesquisadores fracassaram em seus experimentos realizando cruzamentos
com plantas e/ou animais. Foi Mendel que obteve sucesso em seus trabalhos, já que procurava
compreender as características dos indivíduos, uma por vez, com o intuito de conhecer o
mecanismo e conseguir validar as suas regras na característica seguinte, enquanto os demais
pesquisadores consideravam todas as características de uma só vez. Gregor Mendel escolheu o
material que apresentava características constantes, as ervilhas (Pinus sativum), para efetuar
seus experimentos e, posteriormente,tratar os dados. A espécie escolhida é um vegetal de
cultivo simples, com ciclo de vida curto (o que possibilita o estudo de diversas gerações). Trata-
se de uma planta hermafrodita (que permite a autofecundação), com uma diversidade de
características morfológicas fáceis de se observar (altura da planta, cor das �ores, cor das
sementes, textura das sementes).
Mendel postulou a existência de fatores hereditários (genes) nas células sexuais, que, durante a
formação de gametas, deveriam se separar, e após a fecundação, em vez de se fundir,
permaneceriam lado a lado, podendo ou não se manifestar. Todos os resultados de Mendel
foram baseados em análises estatísticas, pois ele não tinha o conhecimento sobre genes,
tampouco sabia como estes controlavam o fenótipo. Suas observações foram realizadas por
meio de fatores hipotéticos, representados por símbolos, sem se preocupar ou saber onde tais
fatores estariam localizados dentro de uma célula. Assim, Mendel foi o primeiro a dizer que
existiam fatores independentes que eram transferidos para a prole a partir dos genitores.
Primeira lei de Mendel
A primeira lei de Mendel, ou lei da segregação dos fatores, foi decorrente de um dos
experimentos mais importantes de Mendel, desenvolvido a partir da análise da hereditariedade
em cruzamentos de ervilhas. Você deve estar se perguntando em que consistia esse
experimento, certo? Para realizar o cruzamento, Mendel utilizou plantas de ervilhas com
linhagem de sementes amarelas com plantas de ervilhas com linhagem de sementes verdes.
Transferiu o pólen de uma planta para outra, de forma a efetuar o processo de autopolinização,
garantindo linhagens puras – isso signi�ca dizer que cada linhagem nunca havia cruzado com
outra linhagem de cor diferente. Mendel chamou esse procedimento de geração parental (P).
Após o cruzamento de ambas as plantas, observou-se que todas as plantas nascidas das
linhagens puras (sementes verdes e sementes amarelas) possuíam sementes amarelas,
independentemente do gênero dos genitores (femininos ou masculinos). Mas como isso era
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possível? Mendel nomeou essa geração como primeira geração �lial (F1), composta por
sementes amarelas. Curioso com o fato de nenhuma planta “�lha” ter apresentado sementes
verdes, Mendel seguiu com os seus experimentos.
Figura 1 | Demonstração do cruzamento de plantas de ervilhas realizado por Mendel (1ª lei de Mendel). Fonte: adaptada de
Shutterstock.
O próximo passo foi cruzar as plantas “�lhas”, todas de sementes amarelas, entre si. Você tem
ideia do que isso provocou? A partir do cruzamento das plantas “�lhas” híbridas, denominadas
como segunda geração �lial (F2), veri�cou-se que a maioria das plantas “�lhas” possuíam
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sementes amarelas, como esperado. No entanto, algumas plantas voltaram a apresentar
sementes verdes, em uma parcela menor. Analisando os resultados, na geração F1 foram
observadas 100% de sementes amarelas no cruzamento. Já na geração seguinte, F2, foram
observadas 75% de sementes amarelas e 25% de sementes verdes, na proporção de 3:1. Isso
signi�ca que a cada quatro plantas observadas, três apresentavam sementes amarelas
(característica dominante) e uma exibia semente verde (característica recessiva).
Alguns conceitos de genética importantes para o entendimento dos experimentos realizados por
Mendel (lembrando que na época tais termos não eram utilizados) foram deduzidos
posteriormente:
Alelos: formas alternativas de um gene que ocupam o mesmo loco (ou posição) no
cromossomo homólogo (cromossomo que tem genes com características iguais).
Genes dominantes: genes que determinam uma característica hereditária mesmo quando
estão em dose simples, ou seja, sozinhos.
Genes recessivos: genes que se expressam somente quando estão em dose dupla, pois,
quando acompanhados de um gene dominante, tornam-se inativos.
Homozigoto (puro): quando há dois alelos iguais em cromossomos homólogos.
Heterozigoto (híbrido): quando há dois alelos diferentes em cromossomos homólogos.
Mendel desenvolveu os experimentos observando outras características, como a cor das �ores, a
textura das sementes, entre outros aspectos. Para todas essas propriedades, obteve os mesmos
resultados, que culminaram nas seguintes conclusões:
Uma característica é de�nida por um par de fatores hereditários: atualmente, os fatores são
conhecidos como genes, e suas versões são os alelos. Por exemplo, existem fatores que
determinam a cor amarela da semente e outros que determinam a cor verde.
O par de fatores que determina uma característica é herdado da mãe e do pai: o organismo
recebe dois alelos, um da mãe e outro do pai, os quais serão expressos dependendo da sua
dominância ou recessividade.
Os indivíduos transmitem apenas um fator em cada gameta: os fatores se separam durante
a formação dos gametas, e cada gameta possui apenas um alelo.
Com isso, a primeira lei de Mendel �cou conhecida pela segregação dos fatores durante a
formação dos gametas. Na época, Mendel não tinha conhecimento sobre genes e cromossomos,
mas, por meio dos seus trabalhos, foi possível compreender, mais tarde, que os pares de genes
são segregados e estão presentes nos cromossomos. Nas células eucariontes, essa segregação
ocorre durante a etapa da meiose da divisão celular.
Para determinar a proporção genotípica e fenotípica de um cruzamento, vamos utilizar o exemplo
a seguir.
Exemplo: cruzamento entre uma planta de �or púrpura homozigota dominante com uma planta
de �or branca recessiva. É válido mencionar que a �or púrpura poderia ser homozigota
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dominante (BB) ou heterozigota dominante (Bb). Já a �or branca é homozigota recessiva (bb).
Então, P = �or púrpura (BB) x �or branca (bb)
  B B
b Bb Bb
b Bb Bb
Proporção genotípica: Bb = 100%.
Proporção fenotípica: 100% das plantas púrpuras.
F1 = 100% das plantas são de �or púrpura heterozigota dominante (Bb).
Realizando o cruzamento entre as �ores da geração F1, obteremos:
  B b
B BB Bb
b Bb bb
Proporção genotípica: BB = ¼ ou 25% | Bb = ½ ou 50% | bb = ¼ ou 25%.
Proporção fenotípica: 75% de �ores púrpuras e 25% de �ores brancas.
F2 = A proporção é de 3:1, isto é, três �ores púrpuras para uma �or branca.
A primeira lei de Mendel também é conhecida como monoibridismo, herança monogênica ou
herança condicionada a um par de alelos para determinar uma característica.
Siga em Frente...
Segunda lei de Mendel
Inicialmente, Mendel articulou os seus experimentos com as ervilhas analisando o
comportamento apenas de uma característica, a �m de veri�car como tal propriedade se
comportava através das gerações. Sedento por mais descobertas, Mendel resolveu analisar duas
características ao mesmo tempo e observar como elas se comportariam, conferindo se cada um
dos fatores seria transmitido de forma independente ou não. Isso resultou na segunda lei de
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Mendel, ou lei da segregação independente dos fatores (diibridismo). Vamos compreendê-la
mais profundamente a seguir.
Mendel passou a estudar a transmissão de duas características das ervilhas: a cor da semente
(amarela e verde) e a forma das sementes (lisa ou rugosa). Com base em seus experimentos, ele
sabia que a cor amarela era dominante em relação à cor verde, assim como o formato liso da
semente era dominante em comparação ao rugoso. Mendel efetuou o cruzamento entre duas
linhagens puras com características distintas (plantas homozigotas): uma planta com sementes
amarelas e lisas (determinadas pelo genótipo VVRR) e outra com sementes verdes e rugosas
(vvrr).
Na geração F1, Mendel obteve 100% dos indivíduos heterozigotos para ambas as características
(VvRr), isto é, plantas com sementes amarelas e lisas. Na geração seguinte (F2), realizado o
cruzamento entre duas plantas da geração F1 (diíbridas), os resultados correspondiam a plantas
com fenótipo semelhanteao das plantas “pais” (geração parental) e a dois novos fenótipos:
plantas com sementes amarelas e rugosas, e plantas com sementes verdes e lisas. A proporção
fenotípica observada foi de 9:3:3:1 (Figura 2). Assim, considerando um total de 16 plantas, 9
apresentavam sementes amarelas e lisas (56%); 3 apresentavam sementes amarelas e rugosas
(por volta de 18%); outras 3 apresentavam sementes verdes e lisas (cerca de 18%); e apenas 1 a
cada 16 apresentava semente verde e rugosa (em torno de 6%). A partir desses resultados e de
vários outros testes aplicados, Mendel concluiu que os alelos são segregados de maneira
independente durante a formação do gameta. Isso signi�ca que um ou mais fatores
(características) são distribuídos de modo independente e se combinam ao acaso na formação
do gameta. Portanto, a reprodução entre indivíduos possibilita a combinação gênica a partir da
segregação dos gametas, favorecendo a diversidade de espécies.
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Figura 2 | Demonstração do cruzamento de plantas de ervilha (2ª lei de Mendel). Fonte: adaptada de Shutterstock.
A segunda lei de Mendel, também conhecida como diibridismo, refere-se à herança condicionada
por dois pares de alelos diferentes e independentes, os quais determinam duas características
distintas em um mesmo indivíduo.
Gregor Mendel é considerado o pai da genética clássica. Podemos a�rmar que a genética
clássica é anterior à descoberta do DNA, e que as bases teóricas para a compreensão da
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hereditariedade e para a genética moderna são subsidiadas pelas leis de Mendel. A partir dos
cruzamentos da geração parental, podem-se prever possíveis características esperadas para o
nascimento da prole, bem como estipular a probabilidade de um determinado genótipo ou
fenótipo se manifestar nas gerações seguintes. Logo, o domínio desse conteúdo nos permite
entender a transmissão de algumas doenças genéticas e até mesmo explicar a razão da cor dos
olhos ou dos cabelos de uma criança.
Vamos Exercitar?
Agora que você já tem um amplo conhecimento sobre herança mendeliana, a qual de�ne de que
maneira uma determinada característica é transmitida dos genitores para os seus descendentes,
podemos resolver a situação-problema apresentada anteriormente.
Para isso, vamos relembrar as características do casal que procurou a clínica de
aconselhamento genético na qual você trabalha, cujo acompanhamento �cou sob sua
responsabilidade. A mulher, que tem 35 anos, olhos verdes, cabelos castanho-claros e lisos,
aparentemente não apresenta distúrbios genéticos. O marido, de 38 anos, tem olhos castanhos,
cabelos castanhos e lisos, e é daltônico. Eles são pais de duas crianças. A primeira �lha do casal,
que está com 6 anos, é loira, tem o cabelo encaracolado, olhos azuis e aparentemente não
apresenta disfunções genéticas. No entanto, o segundo �lho do casal é uma pessoa com
síndrome de Down, tem 3 anos, olhos castanhos e cabelos lisos e castanhos. O casal quer ter
mais um �lho.
A partir do genótipo para as cores dos olhos do casal – mulher (genótipo: bbGb; fenótipo: olhos
verdes); e homem (genótipo: Bbbb; fenótipo: olhos castanhos) –, como você pode explicar o fato
de o casal ter uma �lha com olhos azuis sendo que nenhum dos pais tem olhos azuis? O outro
�lho do casal tem olhos castanhos, iguais aos do pai, mas existe a probabilidade de um próximo
�lho nascer com os olhos verdes iguais aos da mãe? Esses eventos podem ser explicados por
meio da herança monogênica?
A cor dos olhos, assim como a cor dos cabelos, a altura e a cor da pele, por exemplo, é uma
característica humana que, por consequência de apenas um gene, pode apresentar muitas
variações. Logo, tais propriedades são controladas por muitos genes, os quais, a depender da
quantidade em que aparecem no genótipo, determinam a característica no fenótipo do indivíduo.
Os olhos, por exemplo, podem ser pretos, castanho-escuros, castanho-claros, verde-claros ou
escuros, azuis, entre outras variações. Quando diversos genes interagem para determinar uma
única característica, havendo uma grande variedade de fenótipos e genótipos para tais
propriedades, con�gura-se uma herança poligênica. A herança poligênica é uma das variações
das leis de Mendel e ocorre de modo diferente da herança monogênica. Muitos autores
consideram a cor dos olhos ou da pele como uma herança monogênica, tomando como base
duas possibilidades para uma mesma característica (por exemplo, olhos azuis e olhos
castanhos, sem levar em consideração as demais variações). Na situação-problema
apresentada, porém, como há três cores diferentes, essa abordagem não é possível. Já para a
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cor e o tipo do cabelo, se considerarmos um único gene que age de forma independente, essa
mesma interpretação se torna viável. Por exemplo, podemos pensar na cor do cabelo (alelo
dominante para cabelo escuro e alelo recessivo para cabelo claro) ou analisar o tipo de cabelo
(alelo dominante para cabelo liso e alelo recessivo para cabelo crespo) sem considerar as
variáveis das cores do cabelo ou dos tipos de cabelo.
A cor dos olhos pode ser determinada pela quantidade de pigmento de melanina na íris, como
também pela maneira com que a luz interage com os pigmentos e outras substâncias nos olhos.
Geralmente, pessoas que têm mais melanina nos olhos apresentam olhos escuros, e aquelas que
possuem olhos mais claros têm menos melanina nessa região. São dois os principais genes que
de�nem a cor dos olhos: o gene Bey2 (brown eye – olho castanho) ou EYCL3 (eye color – cor do
olho), localizado no cromossomo 15, possui um alelo para a cor castanho (B) com traço
dominante, e outro para a cor azul (b) com traço recessivo; e o gene Gey (green eye – olho verde)
ou EYCL1 (eye color – cor do olho), localizado no cromossomo 19, com um alelo para a cor verde
(G) com traço dominante, e outro para a cor azul (b). Nesse caso, o alelo B é sempre dominante,
enquanto o alelo G é dominante em relação ao alelo b. Já o alelo b sempre será recessivo.
Portanto, as possíveis combinações entre esses dois genes são as seguintes:
Genes             Cor dos olhos
 
BBbb / BBGb / BBGG / Bbbb / BbGb
/ BbGG
            Castanho
 
 
bbGG / bbGb
            Verde
 
bbbb             Azul
 
Quadro 1 | Combinações dos dois genes
Desse modo, conseguimos notar que olhos castanhos são muito mais comuns do que aqueles
com outras cores.
O cruzamento entre os genes do casal – mulher (bbGb) x homem (Bbbb) – resulta na
probabilidade de os �lhos nascerem com os seguintes genótipos e fenótipos: BbGb e Bbbb (50%
para olhos castanhos), bbGb (25% para olhos verdes) e bbbb (25% para olhos azuis). Por meio
dessa análise, é possível explicar o fato de a �lha mais velha do casal ter olhos azuis e o �lho
mais novo ter olhos castanhos. Se esses pacientes tiverem outro �lho, existe 25% de chance ou
¼ de probabilidade de a criança nascer com olhos verdes, iguais aos da mãe.
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Saiba mais
Não podemos esquecer que os alelos são representados por letras maiúsculas, quando são
dominantes, e por letras minúsculas, quando são recessivos. Por convenção, quando analisamos
mais de um fator, as letras geralmente correspondem aos fatores recessivos, mas essa não é
uma regra obrigatória. Então por que as sementes amarelas e lisas, cujas características são
dominantes, não são representadas pelas letras AALL?
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 6, intitulado
“Genética mendeliana: padrões de transmissão gênica”, do livro Genética médica: uma
abordagem integrada, cujo link de acesso está disponível a seguir.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON JR., J. N. Genética médica: uma abordagem integrada. Porto
Alegre: Artmed/Grupo A, 2015.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/.Acesso em: 24 abr.
2024.
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula. 4. ed. Barueri, SP: Manole, 2019.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON JR., J. N. Genética médica: uma abordagem integrada. Porto
Alegre: Artmed/Grupo A, 2015. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788580554762/pageid/148. Acesso
em: 25 abr. 2024.
Aula 4
Padrões de Herança
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Já aprendemos um pouco sobre a história da genética e as leis mendelianas.
Agora, por meio desta videoaula, você conhecerá os padrões clássicos e não clássicos da
herança monogênica. Para assimilar este conteúdo de maneira adequada, é importante que você
se lembre de alguns conceitos básicos já estudados, como: genótipo, fenótipo, cromossomos
autossômicos, sexuais, genes dominantes e recessivos. Prepare-se para desvendar os segredos
da vida e aprimorar ainda mais seus conhecimentos!
Ponto de Partida
Você já teve a oportunidade de conhecer alguns detalhes sobre a história da genética, estudando
desde a genética clássica até a genética moderna, bem como os experimentos de Mendel, que
resultaram na primeira lei de Mendel (ou lei da segregação dos fatores) e na segunda lei de
Mendel (ou lei da segregação independente). Você também conferiu as contribuições que a
herança mendeliana trouxe para a área da saúde, como o entendimento do processo de
transmissão de muitas características hereditárias, incluindo as doenças.
Nesta etapa de aprendizagem, daremos continuidade à análise da herança mendeliana,
compreendendo os padrões clássicos e não clássicos da herança monogênica. Nesse contexto,
daremos destaque ao comportamento das interações gênicas, a �m de descobrir como atuam
em determinadas situações e as propriedades biológicas que elas expressam.
O estudo das doenças hereditárias nos ajuda a entender os erros inatos do metabolismo que
acabam gerando doenças metabólicas hereditárias (DMH), como também a compreender a
genética do câncer, de doenças como a �brose cística, a fenilcetonúria, acondroplasia, anemia
falciforme, entre inúmeras outras patologias que investigaremos mais adiante.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
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Continuaremos acompanhando a história de um casal que deseja ter mais �lhos, mas apresenta
um histórico de anomalias genéticas na família. Por isso, os cônjuges resolveram examinar a
probabilidade de terem uma gestação normal.
Como C.J.N., o homem do casal, é daltônico, serão investigadas as probabilidades de os �lhos
do casal serem portadores ou afetados pela doença hereditária. Com base no histórico familiar,
descobriu-se que o avô materno de C.J.N. também era daltônico. Os avós maternos de C.J.N.
tiveram três �lhos (um menino e duas meninas, todos sem disfunções genéticas,
aparentemente). Uma dessas �lhas é a mãe de C.J.N., que se casou com o pai de C.J.N., o qual
também não era daltônico. C.J.N. nasceu daltônico. Sua única irmã realizou o teste genético e
descobriu ser portadora do gene do daltonismo. A mulher de C.J.N. não apresentou o alelo
recessivo para o daltonismo em seu genótipo. Os dois �lhos de C.J.N. não são daltônicos, porém
há uma probabilidade de que um terceiro �lho, caso seja um menino, herde o daltonismo do pai.
Diante dessa situação, como você construiria o heredograma do casal, tomando como base o
histórico familiar de C.J.N., para demonstrar a probabilidade de o terceiro �lho ser portador ou
afetado pelo daltonismo? E como explicar o fato de que C.J.N. nasceu com a doença hereditária
do daltonismo mesmo que seus pais não tenham sido daltônicos? Além disso, no caso da
síndrome de Down, constatou-se que se trata de uma doença genética não hereditária. Como
você esclareceria essa ocorrência na família?
A família pode ser comparada a uma enorme árvore, com diversos galhos, cada um crescendo
em direções diferentes, mas todos com a mesma raiz e o mesmo tronco. Qualquer interferência
que essas raízes ou tronco sofram pode ser espelhada para todos os demais galhos da árvore.
De uma forma metafórica, os geneticistas que desejam obter explicações para compreender a
genética de uma família devem buscar essas informações na origem dos descendentes,
estudando as rami�cações dos galhos, ou seja, as gerações anteriores e subsequentes, para
descobrir como os genes de algumas doenças se comportam e podem ser transmitidos às
gerações futuras.
Vamos Começar!
A herança mendeliana é composta por princípios que pretendem explicar a transmissão
hereditária de uma característica para os seus descendentes. Aprendemos que Mendel �cou
conhecido como o pai da genética clássica, sendo o precursor de várias teorias genéticas. No
entanto, constatamos que nem todas as doenças genéticas são hereditárias, como também que
existem doenças hereditárias que assumem várias formas distintas, as quais seguem os
padrões clássicos e os padrões não clássicos da herança mendeliana. Vamos entender mais
detalhes sobre esses padrões durante esta etapa de aprendizagem.
Erros inatos do metabolismo (EIM)
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Os distúrbios genéticos, que geralmente correspondem a um defeito em uma enzima (proteína
especí�ca) produzida pelo organismo, o qual é capaz de gerar a interrupção de alguma via
metabólica, prejudicando, portanto, a degradação, síntese, transporte ou armazenamento de
moléculas em nosso organismo ou em qualquer ser vivo, são conhecidos como erros inatos do
metabolismo (EIM).
Quando um alimento não é metabolizado corretamente, pode ocorrer o acúmulo de substâncias
intermediárias no organismo na intenção de gerar energia, o que pode causar o
comprometimento de processos celulares ou, ainda, desencadear vários problemas de saúde
para o indivíduo com EIM, como atrasos no desenvolvimento.
Considerados a causa de doenças metabólicas hereditárias (DMH), os erros inatos do
metabolismo representam aproximadamente 10% das doenças genéticas existentes. As DMH
são doenças que podem se manifestar em qualquer idade, afetando todo o organismo. Muitas
vezes, pelo fato de possuírem manifestações clínicas não especí�cas e de serem mais raras, o
diagnóstico se torna mais difícil. As doenças hereditárias do metabolismo são causadas por
mutações em um ou vários genes responsáveis por um determinado processo metabólico. A
transmissão, nesse caso, pode ser mendeliana ou mitocondrial, geralmente associada a uma
herança autossômica recessiva.
Os erros inatos do metabolismo têm várias classi�cações. A abordagem com maior aplicação
clínica é a classi�cação em duas categorias:
Categoria 1: alterações que afetam apenas um órgão ou um sistema orgânico. Nesse caso,
os sintomas são uniformes e o diagnóstico é um pouco mais fácil. Exemplos são
alterações no sistema imunológico, fatores de coagulação,túbulos renais, eritrócitos, entre
outros.
Categoria 2: doenças cujo defeito bioquímico acaba comprometendo uma via metabólica
utilizada por diversos órgãos (doenças lisossomais) ou restringe-se a um único órgão
(hiperamonemia), com manifestações humorais e sistêmicas. É uma categoria com maior
abrangência.
O tratamento terapêutico para as DMH depende do erro inato do metabolismo que gera a doença,
do acúmulo da substância que não está sendo sintetizada e do desequilíbrio bioquímico
causado. O controle normalmente é permanente, efetuado por meio de dietas. Em alguns casos,
torna-se necessário o transplante de medula óssea ou a reposição de enzimas. É indispensável o
aconselhamento familiar, a �m de conhecer o prognóstico do paciente e veri�car a probabilidade
de recorrência da doença.
Genética do câncer
Uma das doenças genômicas com maior número de mortes no mundo é o câncer, ocasionado
por uma sucessão de alterações no material genético das células normais, as quais, como
consequência das transformações sofridas, se tornam malignas. A reação carcinogênica resulta
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de múltiplas etapas envolvendo diversos genes. Pode estar relacionada, por exemplo, a
mutações gênicas e cromossômicas, com quebras, perdas, duplicações, translocações,
instabilidade genômica e mecanismos epigenéticos. Nesses casos, os principais genes
envolvidos são os proto-oncogenes, que são supressores de tumor, mas podem se tornar
oncogenes, os quais provocam o câncer.
Nossas células estão programadas para se desenvolver, crescer, se diferenciar e morrer,
recebendo estímulos e sinais internos e externos. Qualquer evento que cause o desequilíbrio
desse processo, desde estímulos até o bloqueio da multiplicação celular, pode levar ao
surgimento de um câncer. O diagnóstico dos genes associados ao câncer auxilia na
compreensão acerca da doença, facilitando o tratamento. Os geneticistas têm desenvolvido
várias estratégias para conter o câncer, e uma delas, já estudada por nós, é a morte celular
programada, ou apoptose. A genética do câncer também pode ser hereditária, quando abrange
afecções genéticas que se tornam mais comuns em indivíduos de uma mesma família. A
transmissão das neoplasias malignas ocorre de uma geração a outra (transmissão vertical).
Nesse contexto, observa-se o padrão de herança mendeliano, geralmente autossômico
dominante, com 50% de transmissão para os descendentes em cada gestação, não importando o
sexo.
Quando tratamos de doenças genéticas e doenças hereditárias, precisamos saber que há
diferenças entre esses dois termos. As doenças genéticas se manifestam a partir de uma
mutação ou erro no material genético, podendo surgir pela primeira vez em uma família sem
histórico relacionado a essas patologias, como é o caso da síndrome de Down. Já no caso das
doenças hereditárias, também genéticas, há a tendência de que um indivíduo seja acometido por
essas disfunções, já que tais doenças podem ser herdadas ao longo de gerações. Isso não
signi�ca, necessariamente, que o indivíduo herdará uma doença comum à sua família. Ele pode
possuir um gene da doença e não apresentar sintomas (portador), assim como pode possuir o
gene e expressar a doença (afetado).
Genética dos grupos sanguíneos ABO
O sistema ABO, composto pelos diferentes tipos sanguíneos humanos, foi descoberto por Karl
Landsteiner no século XX. De grande importância para a medicina, esse esquema permitiu
compreender os princípios para a transfusão de sangue, auxiliando no salvamento de inúmeras
vidas. Os tipos sanguíneos humanos são codi�cados por três alelos múltiplos (IA, IB e i), que
podem se combinar de seis diferentes maneiras, determinando o tipo sanguíneo. Há uma
codominância entre os alelos IA e IB. Isso signi�ca que ambos os alelos se expressam, ao
mesmo tempo em que há uma dominância desses dois alelos sobre o alelo i. Os fenótipos e
genótipos dos grupos sanguíneos são expressos como mostra o Quadro 1, a seguir.
Fenótipo Genótipo Antígeno Anticorpo
A IAIA e IAi a Anti-b
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B IBIB e IBi b Anti-a
AB IAIB a e b -
O ii - Anti-a e Anti-
b
Quadro 1 | Grupos sanguíneos ABO
Cada fenótipo de um grupo sanguíneo é caracterizado pela ausência ou presença de
aglutinogênio (antígeno) e aglutinina (anticorpo). Assim, um indivíduo com fenótipo A possui
aglutinogênio (proteína presente na membrana plasmática das hemácias) a, bem como
aglutinina (anticorpo presente no plasma) anti-b. Já o indivíduo tipo O não tem aglutinogênio e
possui anticorpos anti-a e anti-b. Com isso, é possível testar o sangue antes de realizar uma
transfusão, e é isso que determina o princípio da transfusão de sangue, processo pelo qual se
pode transferir uma certa quantidade total de sangue ou somente alguns de seus componentes,
como plasma, plaquetas, leucócitos, hemácias, etc.
Indivíduos com sangue tipo A possuem aglutinina anti-B no plasma e podem receber sangue dos
tipos A e O, mas não podem receber sangue dos tipos B e AB, porque nesses tipos sanguíneos
encontra-se aglutinogênio B, o que causaria incompatibilidade sanguínea. Nesse caso, as
hemácias que são recebidas a partir da doação se aglutinam, formando aglomerados compactos
que impedem a circulação do sangue.
O tipo sanguíneo considerado receptor universal é o tipo AB, e o doador universal é o tipo
sanguíneo O. No sangue humano, podemos encontrar outros antígenos, como o denominado
sistema MN, com antígenos M, antígenos N e antígenos MN, não havendo dominância entre eles
ou restrições quanto à transfusão sanguínea. Também há o sistema Rh, determinado por um par
de alelos R (dominante) e r (recessivo), com dominância completa. Os indivíduos que não
possuem antígeno Rh são classi�cados com fator Rh- (negativo), e os indivíduos que possuem
hemácias que se aglutinam, com antígeno Rh, são classi�cados com fator Rh+ (positivo).
Portanto, também é importante considerar o fator Rh nas transfusões sanguíneas, uma vez que
pode haver incompatibilidade. O tipo O- (negativo) pode ser doado para todos os tipos de sangue,
mas só pode receber do mesmo tipo que o seu. Já o tipo AB+ (positivo) pode receber todos os
tipos de sangue, mas só pode doar para o mesmo tipo que o seu. Con�ra essa distribuição no
Quadro 2, a seguir.
Tipo sanguíneo Pode doar para Pode receber de
A+ AB+ e A+ A+, A-, O+ e O-
A- A+, A-, AB+, AB- A- e O-
B+ B+ e AB+ B+, B-, O+ e O-
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B- B+, B-, AB+, AB- B- e O-
AB+ AB+ Todos
AB- AB+ e AB- A-, B-, O- e AB-
O+ A+, B+, O+ e AB+ O+ e O-
O- Todos O-
Quadro 2 | Compatibilidade sanguínea para doação
Os efeitos da consanguinidade ou endogamia (cruzamento de indivíduos com certo grau de
parentesco) são muito evidentes diante do estudo de padrões de heranças de anomalias
recessivas, uma vez que casais consanguíneos possuem uma maior probabilidade de ter �lhos
homozigotos. A endogamia aumenta a semelhança dos indivíduos, podendo reduzir a fertilidade,
sobrevivência, crescimento, além de aumentar as taxas de transmissão de doenças genéticas e
infecções de outras doenças. O grau de consanguinidade depende do grau de parentesco do
cruzamento, o qual pode ser ascendente (incluindo pais, avós, bisavós), descendente (incluindo
�lhos, netos e bisnetos) ou transversal (incluindo irmãos, tios, primos, entre outros). Quanto mais
próximo o grau de parentesco, maiores são os riscos de efeitos negativos.
Siga em Frente...
Padrões clássicos e não clássicos de herança monogênica
Os padrões clássicos da herança monogênica, ou seja, da herança determinada por um único
gene, podem ser autossômicos ou ligados ao cromossomo X, dominantes ou recessivos.
Seguem a lei da segregação mendeliana, sempre em proporções �xas, e geralmente são
expressos por heredogramas.
Quando uma pessoa é designada como portadora do gene ou doença, isso não signi�ca que tal
indivíduo tenha a doença em questão, mas sim que ele possui o gene mutado e poderá transmiti-
lopara os seus descendentes. Contudo, uma pessoa é classi�cada como afetada quando não
apenas possui a doença, mas também apresenta sintomas relacionados a essa patologia.
No caso da herança autossômica dominante, o fenótipo é notado em todas as gerações de uma
família, e todo indivíduo afetado possui um genitor afetado. Dominantes puros são muito raros. O
risco de que o �lho de um genitor afetado herde o fenótipo e seja afetado é de 50%,
independentemente do sexo de ambos os genitores ou dos �lhos. Consequentemente, as
chances de que o �lho não receba o gene mutado são de 50%. Os genitores com fenótipos
normais não transmitem para seus descendentes o fenótipo da doença.
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A acondroplasia (um tipo de nanismo), a polidactilia (alteração quantitativa no número de dedos
das mãos ou dos pés, gerando um aumento na quantidade de dedos) e a doença de Huntington
(doença neurodegenerativa do cérebro que causa perda de coordenação motora, demência
progressiva e alterações psicológicas) são exemplos de distúrbios autossômicos dominantes.
Na herança autossômica recessiva, a anomalia afeta na mesma proporção os indivíduos de
ambos os sexos. Os genitores, nesse caso, raramente são afetados, e os genitores de um
indivíduo afetado têm 25% de probabilidade de gerar outro �lho afetado, 50% de chance de gerar
um �lho portador do gene, sem que este seja afetado pela doença, e outros 25% de probabilidade
de o �lho não receber genes mutados. Um casal afetado gera somente �lhos afetados. Já casais
compostos por um afetado e um não afetado normalmente geram �lhos não afetados. As
doenças recessivas são mais surpreendentes para as famílias, pois comumente os pais de um
�lho afetado são portadores não afetados, e a doença muitas vezes não se manifesta por várias
gerações. Nesse contexto, algumas doenças conhecidas são o albinismo, a anemia falciforme e
a �brose cística.
As heranças monogênicas ligadas ao sexo também podem ser dominantes ou recessivas. Como
aprenderemos mais adiante, esse padrão de herança é mais complexo, pois tanto o sexo dos
pais quanto dos �lhos in�uencia a transmissão da doença.
As mulheres têm dois cromossomos X, e os homens têm um cromossomo X e outro Y. Na
gravidez, a mulher sempre transmitirá um cromossomo X, e o pai poderá transmitir um
cromossomo X (gerando uma �lha mulher) ou um cromossomo Y (gerando um �lho homem).
Em geral, como as doenças ligadas ao cromossomo X são transmitidas pelo próprio
cromossomo X, os homens são afetados e as mulheres são portadoras, mas não são afetadas.
As mulheres portadoras acabam transmitindo a doença para os seus �lhos homens. No caso da
dominância, quando a mulher é afetada e o homem é não afetado, os �lhos do casal têm 50% de
chance de herdar o fenótipo da doença. Já no caso de um homem afetado e uma mulher não
afetada, o casal não gera �lhos homens afetados, mas as �lhas mulheres são afetadas. Como
exemplo, podemos citar o raquitismo hipofostatêmico. Na herança recessiva ligada ao sexo, a
incidência da doença em homens é superior. No cruzamento entre um homem afetado e uma
mulher não afetada, o homem transmite o cromossomo X afetado para todas as suas �lhas
mulheres, que serão portadoras. Os �lhos homens, por sua vez, serão todos não afetados.
Quando ocorre o cruzamento de um casal cujo homem é não afetado e a mulher é portadora, há
50% de chance de que os �lhos homens sejam afetados e as �lhas mulheres sejam portadoras.
Um exemplo desse panorama é a hemo�lia.
Também devemos mencionar a herança restrita ao sexo, relacionada ao cromossomo Y,
caracterizada pelos genes holândricos. Os genes holândricos são transmitidos de pai para �lho,
como no caso da hipertricose (pelos longos e grossos na orelha masculina). Existem, ainda, as
heranças in�uenciadas pelo sexo, que podem ser expressas em ambos os sexos, mas
comportando-se de formas distintas. Na calvície (caracterizada pela perda gradual de cabelo),
por exemplo, o gene é dominante nos homens e recessivo nas mulheres.
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Os padrões não clássicos da herança mendeliana são entendidos como variações às regras de
Mendel, envolvendo a interação de alelos de um único gene. A sequência de um gene pode ser
alterada de diferentes modos, de maneira que cada forma produza um alelo mutante. Algumas
dessas variações mendelianas já foram citadas em nossos estudos, como é o caso da
codominância, em que dois alelos diferentes podem ser expressos simultaneamente quando se
fazem presentes. O conjunto dos dois alelos expressará o fenótipo do indivíduo, como ocorre no
sistema sanguíneo ABO. A dominância incompleta é outra variável de expressão, observada
quando dois alelos presentes produzem um fenótipo intermediário. Assim, nenhum deles
determina o fenótipo de maneira completa, diferentemente do que acontece quando há
dominância completa.
Vamos conferir um exemplo com a planta conhecida como boca-de-leão: há uma planta
homozigota que produz �ores vermelhas e outra planta homozigota que produz �ores brancas.
Contudo, quando a planta é heterozigota, em vez de um pigmento ser dominante em relação ao
outro, ocorre a expressão de uma nova coloração. Já que existe a expressão dos pigmentos
brancos e rosas em proporções menores, o heterozigoto expressa a cor rosa, caracterizada pela
dominância incompleta. Quando Mendel priorizou, em seus estudos, dois alelos dos genes das
ervilhas, constatou que muitos genes são determinados por alelos múltiplos (um fenômeno
conhecido como polialelia), a �m de de�nir uma característica.
Veri�camos essa ideia ao analisar o sistema sanguíneo ABO, no qual os três alelos múltiplos (IA,
IB e i) determinam um único gene. Também podemos citar como exemplo o processo que
determina a pelagem dos coelhos, quando são observados quatro tipos de genes alelos:
C: expressa a cor da pelagem marrom ou cinza escuro, do coelho aguti ou selvagem.
Cch: expressa a cor da pelagem cinza prateada, do coelho chinchila.
Ch: expressa a cor da pelagem branca, com algumas regiões do focinho e patas escuras,
do coelho himalaia.
Ca: expressa a cor da pelagem completamente branca, do coelho albino.
Contudo, é importante ressaltar que no contexto de alelos múltiplos há uma dominância entre os
alelos. No caso da pelagem, a dominância pode ser expressa da seguinte forma: C > Cch > Ch >
Ca.
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Figura 1 | Dominância incompleta na espécie boca-de-leão. Fonte: Gri�ths et al. (2016, p. 194).
Nota: na planta boca-de-leão, o heterozigoto é rosa, intermediário entre os dois homozigotos (o
vermelho e o branco). O heterozigoto rosa demonstra dominância incompleta.
Há variações nas quais os genes possuem alelos que impedem a sobrevivência do indivíduo
homozigoto ou heterozigoto. Na acondroplasia ou nanismo, doença ocasionada por uma
mutação genética, os indivíduos apresentam pernas e braços mais curtos em relação ao tronco e
à cabeça. Nesse quadro, quando os genes aparecem em homozigose dominante, acontece a
morte do embrião antes mesmo do nascimento, provocada pelos chamados genes letais. Caso o
gene expresse apenas um alelo, ocorre o nanismo.
A pleiotropia se manifesta quando várias características diferentes são afetadas por um par de
alelos (gene), distinguindo-se das interações gênicas, nas quais, em geral, vários genes
determinam uma única característica. Nos humanos, podemos exempli�car a pleiotropia com a
doença fenilcetonúria, caracterizada por uma falha cromossômica na tradução de uma enzima
que auxilia no metabolismo do aminoácido fenilalanina no fígado, o que provoca diminuição na
capacidade intelectual do indivíduo, redução da pigmentação da pele e minimização na
quantidade de pelos. A anemia falciforme, que atinge os glóbulos vermelhos, desencadeando
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uma alteração anatômica e acarretando uma série de problemas, também é considerada uma
pleiotropia.
Existem outras variaçõesda herança mendeliana, como penetrância, expressividade,
heterogeneidade alélica, e todas elas têm características distintas do comportamento dos alelos
de um gene. Em relação aos padrões clássicos e não clássicos da herança mendeliana, é
importante que casais portadores, afetados ou que tenham casos de doenças genéticas na
família procurem por auxílio médico, a partir do aconselhamento genético, a �m de que recebam
orientação, caso desejem ter �lhos.
Vamos Exercitar?
Com base nos conhecimentos adquiridos ao longo desta aula, você conseguirá resolver a
situação-problema apresentada anteriormente.
Como C.J.N., o homem do casal, é daltônico, foi investigada a probabilidade de que os �lhos dos
pacientes sejam portadores ou afetados pela doença hereditária. Ao analisar o histórico familiar,
descobriu-se que o avô materno de C.J.N. também era daltônico. Os avós maternos de C.J.N.
tiveram três �lhos (um menino e duas meninas, todos sem disfunções genéticas,
aparentemente). Uma dessas �lhas é a mãe de C.J.N., que se casou com o pai de C.J.N., o qual
também não era daltônico. C.J.N. nasceu daltônico. Sua única irmã realizou o teste genético e
descobriu ser portadora do gene do daltonismo. A mulher de C.J.N. não apresentou o alelo
recessivo para o daltonismo em seu genótipo.
Diante dessa situação, como você construiria o heredograma do casal, tomando como base o
histórico familiar de C.J.N., para demonstrar a probabilidade de o terceiro �lho ser portador ou
afetado pelo daltonismo? E como explicar o fato de que C.J.N. nasceu com a doença hereditária
do daltonismo mesmo que seus pais não tenham sido daltônicos? Além disso, no caso da
síndrome de Down, constatou-se que se trata de uma doença genética não hereditária. Como
você esclareceria essa ocorrência na família?
O daltonismo é um distúrbio ou anomalia visual caracterizado por uma di�culdade ou alteração
na capacidade de o indivíduo distinguir determinadas cores, principalmente as cores verde e
vermelho. A mutação ocorre em genes encontrados na parte homóloga do cromossomo X,
con�gurando-se, portanto, como uma condição genética hereditária recessiva. Trata-se de uma
herança ligada ao sexo ou ao cromossomo X. Cabe lembrar que, para a mulher apresentar o
daltonismo, ela precisa necessariamente ter dois alelos com mutação em homozigose,
diferentemente dos homens, para os quais basta um alelo recessivo com a mutação herdada da
mãe, uma vez que eles apresentam somente um cromossomo X. Con�ra o Quadro 3, a seguir. 
Indivíduo Genótipo Fenótipo
 
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� XDXD ou XDXd Visão normal
� XdXd Daltônico
� XDY Visão normal
� XdY Daltônico
Quadro 3 | Daltonismo
Nota: o alelo dominante é o D, correspondente à visão normal, e o alelo recessivo é o d,
correspondente ao daltonismo.
Figura 2 | Heredograma
A mãe de C.J.N. é portadora do gene para o daltonismo, mas não é afetada. Ela transferiu o alelo
recessivo do daltonismo para C.J.N., que acabou sendo afetado pelo distúrbio. Por se tratar de
uma herança ligada ao cromossomo X, todas as �lhas mulheres que o casal tiver receberão o
alelo recessivo do daltonismo, tornando-se portadoras do distúrbio. Elas poderão transferir essa
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herança para as gerações seguintes. No entanto, como a mulher de C.N.J. não é portadora do
alelo recessivo para daltonismo, todos os �lhos homens que o casal tiver não serão afetados
pelo distúrbio.
Já a síndrome de Down, também conhecida como trissomia do 21, é causada pela presença de
um cromossomo extra no par 21. Tal condição genética pode acometer indivíduos 100%
saudáveis em qualquer idade, originando-se de erros no processo de divisão celular. São raros os
casos em que essa doença é provocada por uma herança genética do tipo translocação
Robertsoniana. Um dos riscos que aumentam a probabilidade de uma criança nascer com a
síndrome de Down relaciona-se à idade da mãe: a partir dos 35 anos, as chances de alterações
cromossômicas se tornam maiores. Mas atualmente o número de mulheres que desejam ter
�lhos após os 35 anos é bem expressivo, e já existem outros exames e acompanhamentos para
promover o sucesso da gravidez e o diagnóstico precoce de qualquer alteração cromossômica
que possa acontecer. Como o casal da situação-problema não foi diagnosticado como portador
da translocação Robertsoniana, é difícil predizer a probabilidade de um futuro �lho do casal ser
afetado novamente pela síndrome de Down. Para uma resposta acurada, fazem-se necessários
outros exames. Além disso, é importante dar continuidade ao acompanhamento de especialistas
durante a gestação.
Saiba mais
O processo que avalia os riscos, a ocorrência ou recorrência de doenças genéticas em uma
família é executado por especialistas em genética clínica por meio do aconselhamento genético.
O pro�ssional que acompanha a pessoa ou casal que pretende ter �lhos solicita vários exames,
incluindo testes genéticos e exames de cromossomos, com o intuito de veri�car a probabilidade
de ocorrência de uma doença genética na família. Isso é importante para promover a orientação
adequada sobre possíveis tratamentos ou opções para lidar com potenciais problemas. Podem-
se investigar as possibilidades de os pais transmitirem alguma malformação ou patologia para o
futuro bebê. Além dos exames solicitados, é feito um levantamento do histórico familiar para
analisar a herança de uma doença genética e a probabilidade de ela ocorrer. Mas será que todo
mundo deve passar por um aconselhamento genético antes de ter �lhos? Não necessariamente.
O aconselhamento genético é indicado em algumas situações especí�cas, como: casais
consanguíneos, cujo risco de gerar uma criança com algum distúrbio genético é maior; casais
com histórico familiar de doenças genéticas; suspeitas de câncer hereditário; casos repetidos de
aborto; ou infertilidade. Quando algum risco é detectado, não signi�ca que o casal não poderá ter
�lhos, mas os pacientes serão orientados para lidar com possíveis problemas. Em alguns casos,
recomendam-se tratamentos ou somente medidas de precaução. Em outros, o teste pode
detectar, por exemplo, doenças para as quais ainda não há cura e que poderão se manifestar
somente em uma idade mais avançada.
Para explorar mais informações sobre esse tema, sugiro a leitura do capítulo 5, intitulado
“Herança monogênica: tipos e variações na expressão dos genes”, do livro Genética humana,
cujo link de acesso está disponível a seguir.
Disciplina
INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
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BORGES-OSÓRIO, M. R.; ROBINSON, W. M. Genética humana. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013.
Referências
BORGES-OSÓRIO, M. R.; ROBINSON, W. M. Genética humana. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013.
Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788565852906/pageid/147. Acesso
em: 26 abr. 2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON JR., J. N. Genética médica: uma abordagem integrada. Porto
Alegre: Artmed/Grupo A, 2015. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788580554762/pageid/148. Acesso
em: 25 abr. 2024.
Aula 5
Introdução à Biologia Molecular e Genética
Videoaula de Encerramento
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Disciplina
INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
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Olá, estudante! Nesta videoaula recordaremos algumas informações importantes relacionadas à
genética, a �m de entender os conceitos básicos que nos permitem assimilar o surgimento de
diferentes eventos que ocorrem nos seres vivos. Aprendemos que as proteínas são essenciais
para o funcionamento do organismo, mas quem é responsável pela síntese de proteínas, pela
formação de moléculas e por tantas outras funções desenvolvidas nas células? O que faz um
organismo apresentar características semelhantes às dos seus descendentes? Como é possível
comprovar a paternidade por meio do exame de DNA? Essas são algumas das perguntas que
você conseguirá responder após este conteúdo. Preparado? Vamos lá!
Ponto de Chegada
Para desenvolver as competências associadas a esta unidade de aprendizagem, que são
“Compreender e diferenciar as fases do ciclo celular, da diferenciação celular e da morte celular
programada.” e “Compreender os conceitos relacionados a informações genéticas e à
hereditariedade em conjunto com os processos que envolvem a replicação, transcrição e
tradução.”, é preciso saber, antes de tudo, que é o DNA é a molécula mestra da hereditariedade, a
qual contém as informações genéticas que determinam as características de um organismo.
Portanto, é uma estrutura fundamental para o entendimento de toda a base da genética. Durante
o ciclo celular, o DNA é replicado na fase S da interfase, garantindo que cada célula-�lha receba
uma cópia completa do material genético. Na mitose, as células-�lhas resultantes são
geneticamente idênticas à célula-mãe, já que o DNA é distribuído de maneira exata entre elas. Na
meiose, que ocorre em células germinativas, o DNA é recombinado e redistribuído para gerar
células haploides, com metade do número de cromossomos, os quais são essenciais para a
reprodução sexual.
Entender a relação entre as moléculas de ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, e os processos
celulares, como a mitose e a meiose, é indispensável para saber como surge a hereditariedade e
de que modo as características são transmitidas de geração em geração.
Agora, vamos relacionar esses processos com as leis de Mendel. Gregor Mendel foi um pioneiro
no estudo da hereditariedade, e suas leis são a base da genética moderna. A primeira lei, a da
segregação independente dos alelos, explica como os alelos (diferentes formas de um gene) são
segregados durante a formação dos gametas na meiose. A segunda lei, a da distribuição
independente dos fatores, descreve como diferentes genes são herdados independentemente
uns dos outros, em função da segregação independente dos cromossomos homólogos ao longo
da meiose.
Por �m, devemos considerar os padrões clássicos e não clássicos da herança monogênica. Nos
padrões clássicos, como os descritos por Mendel, um único par de genes determina uma
característica, e os alelos seguem as leis mendelianas de segregação e distribuição. Entretanto,
existem padrões não clássicos de herança, como a codominância, a dominância incompleta e a
herança ligada ao sexo, que envolvem interações mais complexas entre os genes e os alelos.
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INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
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Em resumo, as moléculas de ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, desempenham um papel
fundamental no ciclo celular, in�uenciando diretamente processos como a mitose e a meiose.
Esses processos, por sua vez, estão intimamente ligados às leis de Mendel e aos padrões de
herança, fornecendo subsídios para compreendermos a hereditariedade e a transmissão das
características de uma geração para outra.
Espero que você tenha assimilado os conteúdos que analisamos e que este conteúdo tenha
esclarecido suas dúvidas e contribuído para o seu entendimento sobre esse tema fascinante da
biologia.
É Hora de Praticar!
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Para contextualizar sua aprendizagem, imagine a seguinte situação: uma menina de 7 anos
precisa encontrar urgentemente um doador compatível para realizar um transplante de medula
óssea. A sua vida depende de uma possível compatibilidade genética com um doador. A criança
já está há um ano tratando uma leucemia aguda. Depois de lidar com a análise de mais de 5
milhões de doadores, todos incompatíveis, a família da menina segue realizando campanhas
para que mais pessoas tornem-se doadoras, na esperança de encontrar alguém compatível ou de
gerar mais oportunidades de cura para outros pacientes na mesma situação. Os médicos estão
com expectativas muito positivas, pois os pais da paciente, diante de toda essa luta para salvar a
vida da �lha, resolveram ter um novo bebê, o qual já está a caminho (a mãe está no 8º mês de
gravidez), o que aumenta as chances de compatibilidade.
Diversas campanhas são veiculadas anualmente em busca de novos doadores e para promover a
atualização de cadastro de doadores antigos, pois muitas vidas dependem de transplantes,
mesmo que as chances de compatibilidade entre pessoas desconhecidas sejam muito
pequenas.
Considerando esse contexto, imagine que você, como pro�ssional da saúde, tenha participado de
uma das etapas de atendimento à menina em um serviço de saúde. Você teve contato com os
cuidadores da paciente e foi questionado, pelo pai da garota (o qual gostava de ler e aprender
mais sobre a doença que havia acometido sua �lha), sobre a importância desse transplante,
relacionando-o à diferenciação celular. Qual a relevância das células da medula óssea para o
organismo? E por que os médicos estão esperançosos por um resultado positivo diante do
nascimento do novo bebê?
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INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
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Para consolidar o que foi apreendido durante as aulas, re�ita sobre as seguintes questões:
Como as características genéticas são transmitidas de geração em geração, considerando
os processos celulares da mitose e da meiose, bem como as leis de Mendel?
Explique a importância da replicação do DNA durante o ciclo celular e de que maneira esse
processo contribui para a hereditariedade.
Quais são as diferenças fundamentais entre os padrões clássicos e não clássicos da
herança monogênica? Como esses padrões in�uenciam a expressão de características
genéticas?
Nessa situação-problema, o pai de uma paciente com leucemia aguda questionou você, um
pro�ssional da saúde, quanto à importância de um transplante de medula óssea, relacionando-o
à diferenciação da célula. Qual a relevância das células da medula óssea para o organismo? E
por que os médicos estão esperançosos por um resultado positivo no tratamento da paciente
com leucemia diante do nascimento de um novo bebê na família?
Para responder aos questionamentos do pai, primeiro você precisa compreender a importância
da medula óssea para o nosso organismo. Essa estrutura é responsável pela produção das
nossas células sanguíneas, tanto as hemácias (glóbulos vermelhos) quanto as plaquetas, bem
como das células de defesa do nosso organismo, chamados de leucócitos (glóbulos brancos).
Essas células são renovadas continuamente a partir do ciclo celular. Quando a produção normal
dessas células sanguíneas é comprometida por alguma aplasia ou síndrome de imunode�ciência
congênita, o transplante de medula óssea se torna necessário ao paciente, pois as células
doentes se multiplicam rapidamente, acumulando-se e substituindo as células normais
saudáveis, o que prejudica todo o organismo.
As células-tronco são células com alto potencial para se renovar e se diferenciar em qualquer
tipo celular, sendo utilizadas no tratamento de várias doenças. Podem ser classi�cadas em
diversos tipos. As células-tronco hematopoéticas (células-tronco adultas), encontradas na
medula óssea, estão relacionadasà produção dos elementos que compõem o sangue. O
transplante consiste em transferir células, substituindo as células doentes por células normais,
com o objetivo de reconstruir uma nova medula óssea saudável. Para tanto, é preciso que haja
compatibilidade entre o doador e o receptor, senão a medula é rejeitada. A compatibilidade é
testada em laboratórios por meio da análise de genes especí�cos, encontrados no cromossomo
6. De acordo com as leis da genética, as chances de o doente encontrar um doador compatível
entre irmãos de mesmo pai e mãe são de 25% (muito maior). Com isso, podemos entender o
entusiasmo dos médicos com o nascimento do bebê, já que as células retiradas do próprio
cordão umbilical da criança poderão salvar a vida da irmã. Vale lembrar que essas células
também são consideradas células-tronco adultas, com potencialidade e capacidade de ação
bem menores do que as células-tronco embrionárias.
Você percebeu como os conceitos básicos da biologia celular podem ser importantes na sua
futura atuação como pro�ssional da saúde? Espero que sim! Continue se dedicando aos seus
estudos, pois você utilizará os conhecimentos obtidos em muitas outras situações durante o seu
dia a dia no trabalho.
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O infográ�co a seguir ilustra como os ácidos nucleicos, o ciclo celular, as leis de Mendel e a
hereditariedade estão interconectados. Logo, o domínio desses conceitos permitirá uma
compreensão abrangente sobre a transmissão de características genéticas.
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ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
BORGES-OSÓRIO, M. R.; ROBINSON, W. M. Genética humana. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013.
Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788565852906/pageid/147. Acesso
em: 26 abr. 2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
SCHAEFER, G. B.; THOMPSON JR., J. N. Genética médica: uma abordagem integrada. Porto
Alegre: Artmed/Grupo A, 2015. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788580554762/pageid/148. Acesso
em: 25 abr. 2024.
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Unidade 4
Introdução à Biologia do Desenvolvimento
Aula 1
Gametogênese e fertilização
Gametogênese e fertilização
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Olá, estudante! Você já parou para pensar em quais fenômenos ocorrem desde a concepção até
o nascimento do ser humano? Nosso corpo passa por um processo extraordinário de
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desenvolvimento, e entender os mecanismos por trás desse fenômeno é verdadeiramente
fascinante. Nesta videoaula você será convidado a desvendar os fascinantes mistérios da
embriologia, a �m de assimilar alguns conteúdos que nos permitem entender os diferentes
eventos que ocorrem por trás da formação da vida. Você descobrirá como são formados os
espermatozoides, os óvulos e, por �m, investigará o momento da fecundação, com a formação
de um zigoto, processo que dá origem a uma nova vida. Não perca esta oportunidade de
expandir seus conhecimentos. Vamos lá!
Ponto de Partida
A�nal, como ocorre o desenvolvimento dos organismos vivos? Você já sabe que os seres vivos
se reproduzem de forma sexuada, passando pelos processos de divisão celular (mitose e
meiose). A partir da gametogênese e da espermatogênese, formam-se os gametas femininos e
masculinos, respectivamente. Para que uma nova vida seja gerada, é necessário que uma série
de etapas sejam percorridas e bem-sucedidas. A fecundação marca o início do desenvolvimento
embrionário, mas ela só acontece quando há o encontro de um óvulo maduro e saudável com um
espermatozoide que consiga penetrá-lo, seja de forma natural, a partir da relação sexual, seja por
meio de técnicas de reprodução assistida, como a fertilização in vitro ou a inseminação arti�cial.
São produzidos milhões de espermatozoides, e somente um deles será capaz de dar início a uma
nova vida.
Nesta etapa de aprendizagem, daremos início ao estudo da embriologia, ciência que investiga
como os embriões se desenvolvem, considerando desde o momento da fecundação, quando os
gametas se unem para constituir o zigoto, até a completa formação dos seres vivos. Ela observa
e estuda os diferentes estágios do desenvolvimento dos organismos, acompanhando todas as
transformações que ocorrem desde o início até o nascimento.
Durante o desenvolvimento, podem-se identi�car possíveis anormalidades ou doenças
congênitas, as quais são ocasionadas por fatores genéticos ou ambientais, que impedem a
evolução normal do feto. Compreender os eventos da embriologia auxilia na otimização do
conhecimento das alterações pelas quais o corpo passa. Desse modo, torna-se possível saber
quais são as mudanças impelidas ao feto, de modo a diminuir os riscos na gestação.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Vamos acompanhar a história de um casal. Ambas as partes têm mais de 35 anos. Eles vêm
lidando com uma di�culdade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de exames
que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma fertilização in
vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Mesmo que a alternativa sugerida seja uma das
técnicas de reprodução assistida mais e�cazes, ainda não é possível garantir que a gravidez
ocorrerá. Apesar de as chances de sucesso serem grandes com a adoção dessa abordagem, o
êxito depende da implantação do embrião. Imagine que você, como pro�ssional da saúde,
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trabalhe para uma clínica especializada em reprodução humana, a qual utiliza técnicas de
reprodução assistida, com médicos e especialistas altamente quali�cados. O casal procura pela
clínica na qual você atua e inicia o procedimento para a FIV (fertilização in vitro). Como você
explicaria a relação entre a endometriose detectada na mulher e a recomendação da técnica FIV
em vez da inseminação arti�cial? Em qual caso a técnica de inseminação arti�cial deveria ser
usada? Realizado o processo de fertilização dos gametas, o embrião �ca em incubadora, sendo
acompanhado por três a cinco dias, até ser transferido para o útero. O que acontece com o
embrião durante esse período?
Vamos Começar!
O desenvolvimento embrionário humano é composto por uma série de eventos coordenados
para produzir um bebê saudável após semanas de gestação. A gestação depende de
acontecimentos prévios para que o corpo crie um ambiente ideal, na intenção de que ocorra a
fecundação e a implantação do zigoto, o futuro feto. Primeiro, faz-se necessária a formação dos
gametas. Como eles são formados? Ao �nal da espermatogênese, a partir da meiose, formam-se
os gametas masculinos (espermatozoides), e, ao �nal da oogênese, forma-se o gameta feminino
(óvulo).
Espermatogênese
O processo de formação e desenvolvimento dos espermatozoides é chamado de
espermatogênese, que ocorre nos testículos masculinos.A membrana plasmática, ou celular, como também é conhecida, é a estrutura que delimita a
célula, ou seja, que separa o meio intracelular do extracelular. Ela está presente na superfície de
todas as células, sejam estas procariontes ou eucariontes, e é encarregada de manter a
integridade da célula e controlar o tráfego de substâncias que entram e saem, formando uma
barreira seletiva com uma estrutura complexa e organizada. Por causa de sua diminuta
espessura, com cerca de 7 a 10 nm, não pode ser visualizada em microscópio óptico, o que torna
necessária a utilização da microscopia eletrônica, a qual possibilitou a identi�cação das
características e composição das membranas plasmáticas, concluindo que a estrutura básica
das membranas biológicas é semelhante em todos os tipos celulares. Vamos conhecer, a seguir,
mais detalhes sobre essa membrana.
Composição e funções
Todas as membranas plasmáticas consistem em uma bicamada de fosfolipídio contendo
moléculas de proteínas inseridas. Dessa maneira, a composição básica da membrana
plasmática inclui moléculas de lipídios, proteínas e cadeias de carboidratos ligados aos lipídios e
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às proteínas. A proporção desses componentes varia conforme o tipo de célula. Por exemplo, as
membranas de mielina (que recobrem �bras nervosas) possuem 80% de lipídios, enquanto as
membranas de eritrócitos (glóbulos vermelhos) têm cerca de 40% de sua massa composta por
lipídios, e o restante é distribuído entre os demais constituintes.
O primeiro componente da membrana celular que investigaremos é o lipídio. Os lipídios
associados às membranas são moléculas com uma extremidade hidrofílica e uma cadeia
hidrofóbica. Mas o que isso signi�ca?
As moléculas que apresentam a região hidrofílica têm a�nidade com a água, sendo solúveis em
meio aquoso. Isso acontece porque elas são moléculas polares. Já a região hidrofóbica dessas
moléculas tem aversão à água e é insolúvel em meio aquoso, mas solúvel em lipídios e
considerada apolar. As moléculas que carregam essas características são consideradas
an�páticas, ou seja, possuem regiões hidrofílicas e hidrofóbicas.
Os lipídios mais abundantes da membrana são os fosfolipídios, pelo fato de conterem grupos
fosfato. Os mais comumente encontrados nas membranas celulares são os fosfoglicerídeos,
es�ngolipídios, colesterol e glicolipídios.
Graças às suas propriedades an�páticas, os fosfolipídios, em meio aquoso, formam uma dupla
camada ou bicamada, com porções hidrofóbicas voltadas para o interior da célula e
extremidades hidrofílicas voltadas para o meio exterior aquoso. Essa característica é essencial
para a manutenção da bicamada lipídica, uma estrutura básica universal da membrana
plasmática, assim como de outras membranas biológicas que, associadas a proteínas,
constituem um mosaico �uido, sobre o qual estudaremos mais adiante.
As proteínas podem ser consideradas o segundo maior componente das membranas
plasmáticas, cuja atividade metabólica depende das proteínas. Cada tipo de membrana tem
proteínas especí�cas, responsáveis pelas funções da membrana (Junqueira; Carneiro, 2023).
Existem dois grandes grupos de proteínas: as integrais (ou intrínsecas) e as periféricas (ou
extrínsecas), classi�cadas de acordo com a facilidade com que são extraídas da bicamada
lipídica. Elas atravessam a bicamada lipídica e auxiliam em quase todas as funções da
membrana. Também estão envolvidas no transporte através da membrana e na comunicação
celular. As proteínas encontram-se agrupadas pela membrana conforme as suas especialidades,
uma vez que são as principais responsáveis pela atividade da membrana plasmática.
As proteínas existentes na membrana podem ser: integrais, quando estão integradas à
membrana e �rmemente associadas aos lipídios; transmembranas, quando atravessam a
membrana de um lado a outro; e periféricas, quando são extrínsecas e não estão associadas aos
lipídios.
Por �m, os outros componentes da membrana celular são os carboidratos (oligossacarídeos).
Encontrados na superfície externa das células, eles podem estar associados às proteínas
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(glicoproteínas) ou aos lipídios (glicolipídios). Quando associados às proteínas, os carboidratos
formam marcadores celulares, os quais permitem que as células reconheçam umas às outras.
A região composta por glicoproteínas e glicolipídios é denominada glicocálice, ou glicocálix, e
exerce importantes funções para a célula, as quais abrangem proteção contra lesões de natureza
química e mecânica, capacidade de adsorver água (evitando ligações indesejadas entre células),
reconhecimento celular e adesão celular (importante para a criação de tecidos).
Conhecendo a composição básica das membranas plasmáticas, podemos concluir que elas
estão envolvidas em processos vitais das células, como: proteção das estruturas celulares;
permeabilidade seletiva (no controle de entrada e saída de substâncias da célula); delimitação do
conteúdo intracelular e extracelular (mantém a integridade da célula); transporte de substâncias
essenciais ao metabolismo celular (com o auxílio das proteínas); suporte físico para enzimas
que �cam �xadas nela; reconhecimento de substâncias; e comunicação celular (por meio de
receptores especí�cos na membrana).
Características da membrana plasmática
Além de sua propriedade de permeabilidade seletiva, controlando o �uxo de substâncias na
célula, a membrana plasmática possui outras duas características marcantes: �uidez e
assimetria.
Para representar a estrutura dinâmica e complexa da membrana plasmática, formada por uma
bicamada lipídica, constituída de proteínas e carboidratos, foi proposto, em 1972, o modelo de
mosaico �uido, idealizado por Singer e Nicholson. O modelo foi assim denominado porque a
membrana plasmática se assemelha a um mosaico composto por uma combinação de proteínas
e lipídios (fosfolipídios).
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Figura 1 | Modelo de mosaico �uido da membrana plasmática. Fonte: adaptada de Wikimedia Commons.
A bicamada da membrana é formada por fosfolipídios, moléculas an�páticas que encontram-se
em constante deslocamento, permitindo a �uidez da membrana. As moléculas de proteínas
presentes na bicamada da membrana estão dispostas com a sua parte hidrofílica em contato
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com a região aquosa da célula. Algumas proteínas podem deslocar-se lateralmente,
comprovando que a membrana é um �uido capaz de viabilizar a movimentação das proteínas
dentro de uma matriz lipídica líquida (Junqueira; Carneiro, 2023).
É importante termos o conhecimento de que a membrana plasmática de algumas células
apresenta especializações de funções. Nesses casos, as regiões da membrana sofrem
determinadas modi�cações, especializando-a para uma atividade mais exclusiva, como absorção
de substâncias, aderência, locomoção e comunicação intracelular. Alguns exemplos mais
conhecidos dessas especializações são:
Microvilosidades: prolongamentos digitiformes encontrados na superfície de células do
intestino e rins, os quais aumentam a absorção de nutrientes.
Desmossomos: estruturas formadas pela membrana com a função de manter as células
unidas umas às outras, aumentando a adesão entre elas. São encontrados em vários
pontos da superfície da membrana plasmática.
Cílios e �agelos: estruturas citoplasmáticas anexas à membrana plasmática, geralmente
com função de locomoção. Os �agelos, por exemplo, são encontrados em
espermatozoides, enquanto os cílios estão presentes nas vias respiratórias, auxiliando na
defesa (retenção de impurezas).
Siga em Frente...
Tipos de transportes através da membrana plasmática
A membrana plasmática, como aprendemos, não apenas separa o meio intracelular do
extracelular, mas também controla a entrada e a saída de substâncias da célula, formando uma
barreira que facilita ou di�culta a passagem de moléculas. Por essa razão, é denominada
membranaEle é fundamental para a produção das
células reprodutivas masculinas, que é dividida em várias etapas distintas e acontece nas
estruturas conhecidas como túbulos seminíferos.
A espermatogênese se inicia com as células germinativas primordiais, chamadas de
espermatogônias (2n), que estão presentes nos túbulos seminíferos. Durante a puberdade, essas
células germinativas começam a se dividir por meio de um processo conhecido como mitose.
Algumas dessas células permanecem como espermatogônias, enquanto outras se transformam
em células especializadas denominadas espermatócitos primários (2n).
Os espermatócitos primários passam, então, por um processo de divisão celular chamado
meiose. Durante a meiose, os cromossomos homólogos se separam, resultando em
espermatócitos secundários (n), os quais contêm metade do número de cromossomos da célula
original. Os espermatócitos secundários, por sua vez, passam por uma segunda divisão de
meiose para produzir espermátides (n), que são células imaturas com apenas um conjunto de
cromossomos.
As espermátides sofrem uma série de mudanças estruturais complexas, incluindo a
compactação do núcleo e a formação de uma cauda �agelada. Esse processo de maturação é
conhecido como espermiogênese. No �nal da espermiogênese, as espermátides se transformam
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em espermatozoides funcionais, que são liberados nos túbulos seminíferos e eventualmente
armazenados no epidídimo, onde amadurecem completamente. Assim, a espermatogênese é um
fenômeno altamente coordenado e vital para a produção contínua de espermatozoides ao longo
da vida de um homem. Cada etapa desse processo é cuidadosamente regulada por uma série de
fatores hormonais e ambientais, a �m de assegurar a produção e�ciente de espermatozoides
saudáveis.
Oogênese
A produção de células reprodutivas nos ovários é chamada de oogênese. Ao contrário da
espermatogênese, que tem início nos homens durante a puberdade, a oogênese começa nas
mulheres antes mesmo do nascimento. O processo de oogênese é bastante semelhante ao da
espermatogênese, envolvendo a ocorrência de meiose, seguida do amadurecimento das células
germinativas resultantes.
Durante as fases iniciais do desenvolvimento fetal, células germinativas primordiais migram do
saco vitelino para os ovários, onde se transformam em oogônias. As oogônias, por serem células
diploides, passam por mitose, gerando milhões de células germinativas. No entanto, antes
mesmo do nascimento, muitas dessas células germinativas sofrem degeneração, em um
processo conhecido como atresia. Algumas dessas células se transformam em oócitos
primários, os quais entram na prófase da meiose I durante o desenvolvimento fetal, mas só
concluem essa fase após a puberdade. No decorrer desse processo prolongado, cada oócito
primário é envolvido por uma camada única de células foliculares planas, formando o que é
conhecido como folículo ovariano primordial. Por ocasião do nascimento, existem
aproximadamente 200 mil a 2 milhões de oócitos primários em cada ovário. Dentre esses, cerca
de 40 mil permanecem por ocasião da puberdade e em torno de 400 amadurecerão e se tornarão
oócitos secundários durante o período fértil da vida das mulheres. O restante dos oócitos
primários sofre atresia. Desse modo, apenas cerca de 400 se transformarão em gametas
maduros, um a cada ciclo menstrual. Essa fase terá início somente quando a menina alcançar
sua maturidade sexual, a partir dos 11 anos de idade, aproximadamente.
Após a puberdade e até a menopausa, todos os meses, as gonadotro�nas (FSH e LH),
produzidas pela adeno-hipó�se, continuam estimulando o desenvolvimento de diversos folículos
ovarianos primordiais. No entanto, geralmente apenas um desses folículos atinge a maturidade
necessária para a ovulação. Alguns dos folículos ovarianos primordiais começam a crescer e se
tornam folículos ovarianos primários. Cada um desses folículos primários é composto por um
oócito primário, cercado por várias camadas de células granulosas cúbicas e colunares baixas
em estágios posteriores de desenvolvimento. As células granulosas externas são sustentadas
por uma membrana basal. Enquanto o folículo ovariano primário cresce, forma-se uma camada
de glicoproteína clara, denominada zona pelúcida, entre o oócito primário e as células
granulosas. Além disso, as células estromais em torno da membrana basal passam a formar
uma camada organizada conhecida como teca folicular. O folículo ovariano primário amadurece
e se torna um folículo ovariano secundário. No folículo ovariano secundário, as células
granulosas começam a secretar líquido folicular, que se acumula em uma cavidade denominada
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antro, no centro do folículo ovariano secundário. A camada mais interna de células granulosas
�ca �rmemente conectada à zona pelúcida e passa a ser denominada coroa radiada.
O folículo ovariano secundário evolui para um estágio maduro conhecido como folículo ovariano
terciário. Durante esse período, pouco antes da ovulação, o oócito primário diploide completa a
meiose I, resultando na formação de duas células haploides de tamanhos diferentes – ambas
com 23 cromossomos. Uma dessas células, chamada de primeiro corpúsculo polar, é
essencialmente uma pequena estrutura que contém material nuclear descartado. A célula maior,
denominada oócito secundário, recebe a maior parte do citoplasma. Após a sua formação, o
oócito secundário inicia a meiose II, mas esta é interrompida na fase da metáfase. Logo em
seguida, o folículo terciário se rompe, liberando o oócito secundário em um processo chamado
de ovulação.
Durante a ovulação, o oócito secundário é liberado na cavidade pélvica, sendo acompanhado
pelo primeiro corpúsculo polar e pela coroa radiada. Geralmente, essas células são direcionadas
para a tuba uterina. Se não houver fertilização, tais células se degradam. Contudo, se
espermatozoides estiverem presentes na tuba uterina e um deles fecundar o oócito secundário, a
meiose II será reiniciada. O oócito secundário divide-se em duas células haploides, novamente
com diferentes tamanhos. A célula maior é chamada oótide, enquanto a menor é o segundo
corpúsculo polar. Os núcleos do espermatozoide e da oótide se fundem para formar um zigoto
diploide. Se o primeiro corpúsculo polar sofrer outra divisão para produzir dois corpúsculos
polares, então o primário oócito dará origem a três corpúsculos polares haploides, que
degeneram, e a uma oótide haploide. Portanto, um oócito primário dá origem a um único gameta
(oótide). Em contrapartida, nos homens um espermatócito primário produz quatro gametas
(espermatozoides).
Observe na Figura 1, a seguir, os processos de espermatogênese e oogênese.
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Figura 1 | Espermatogênese versus oogênese. Fonte: adaptada de Adobe Stock.
Siga em Frente...
Fecundação
A fecundação ou fertilização marca o início da primeira semana do desenvolvimento humano. O
processo ocorre com o encontro do óvulo e do espermatozoide, a partir da relação sexual
(quando acontece de forma natural), quando os milhares de espermatozoides lançados por meio
da ejaculação dentro do corpo da mulher percorrem o útero até a tuba uterina para encontrar o
óvulo, e apenas um deles consegue penetrar no óvulo (salvo os casos de gêmeos). Para penetrar
no óvulo, os espermatozoides contam com a sua estrutura, o acrossomo. Lembra-se dela? Essa
estrutura possui enzimas digestivas que auxiliam na decomposição da membrana externa do
ovócito (zona pelúcida), permitindo a penetração no óvulo.
Quando o ovócito é liberado do ovário, encontra-se envolto por uma rede de �lamentos
glicoproteicos chamada de zona pelúcida. Externamente a esses �lamentos, ainda existe um
envoltório de células foliculares, derivadas do ovário, denominado corona radiata. Para que
aconteça a fecundação, o espermatozoide deverá inicialmente passar pela corona radiata e
atingir a zona pelúcida. Nesse momento, ele sofreráalterações, as quais resultarão na formação
da membrana de fecundação, que impede a penetração de outros espermatozoides no ovócito.
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Ao mesmo tempo, a meiose do ovócito, que havia sido paralisada no processo de ovogênese, é
�nalizada, dando origem ao óvulo e formando o segundo corpúsculo polar.
Figura 2 | Estrutura de oócito secundário e fecundação. Fonte: acervo Kroton.
A célula haploide do espermatozoide se junta à célula haploide do ovócito, formando o zigoto
(célula diploide, contendo cromossomos maternos e paternos) ou marcando o início da
formação de um novo ser, encerrando a fertilização. Todo esse processo, apesar de rápido, é
complexo e envolve várias fases. Vamos conhecê-las mais detalhadamente a seguir.
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A primeira fase é caracterizada pela passagem do espermatozoide através das células da corona
radiata do oócito ou óvulo. Nessa etapa, o óvulo é liberado junto de uma camada que o envolve, a
corona radiata, a qual emite sinais químicos responsáveis por atrair os espermatozoides até o
óvulo. O primeiro desa�o do espermatozoide é atravessar essa camada. Assim, o acrossomo
libera enzimas que são auxiliadas por enzimas emitidas pela mucosa da tuba uterina e,
juntamente com os movimentos da cauda do espermatozoide, provocam a movimentação das
células da corona, permitindo que o espermatozoide entre em contato com a zona pelúcida. Em
seguida, inicia-se a segunda fase, a penetração da zona pelúcida. A zona pelúcida é uma camada
glicoproteica que protege o óvulo, envolvendo a sua parte externa. Essa camada não contém
células. Para penetrá-la, o acrossomo libera enzimas como acrosina, neuraminidase e esterase.
Juntas, essas enzimas causam a lise da zona pelúcida, viabilizando a penetração do
espermatozoide ao alcance do óvulo. Assim que um espermatozoide penetra na zona pelúcida,
ela impossibilita a penetração de outros espermatozoides, uma vez que se torna impermeável,
formando a membrana de fecundação.
Após a penetração do espermatozoide, ocorre a fusão de membranas. As membranas
plasmáticas do óvulo e do espermatozoide se unem, e a cabeça e a cauda do espermatozoide
entram no citoplasma do óvulo. A membrana do espermatozoide e as mitocôndrias não entram
no óvulo, mas são destruídas. Com isso, acontece o término da segunda divisão meiótica do
ovócito. Para entender essa etapa, é necessário se lembrar do processo de ovogênese, no qual o
ovócito, ao sofrer a segunda divisão da meiose, produz um ovócito maduro e um segundo corpo
polar. Ocorre a descondensação dos cromossomos do núcleo do óvulo, e forma-se o pronúcleo
feminino. O pronúcleo masculino é formado na fase seguinte, com a degeneração da cauda do
espermatozoide e o aumento do volume do núcleo. Os pronúcleos, durante o crescimento,
replicam o material genético (DNA), quando acontece a fusão dos pronúcleos. A última fase da
fertilização é marcada pela união dos dois pronúcleos, formando uma única estrutura que
contém informações dos genitores. A nova célula criada é conhecida como zigoto ou célula-ovo,
a qual se deslocará até o útero para dar início à nova vida que será desenvolvida.
É importante ressaltar que o zigoto é uma célula totipotente, com capacidade de se diferenciar
em qualquer tipo de célula. Ele é composto por 46 cromossomos (23 cromossomos do gameta
masculino e 23 cromossomos do gameta feminino), sendo, portanto, uma célula diploide. Nesse
instante, também ocorre a determinação cromossômica do sexo (XX ou XY).
Para que a fecundação aconteça, é necessário que a mulher esteja no período fértil, ou seja,
esteja ovulando. Além disso, é preciso que o espermatozoide alcance o óvulo e ambas as
estruturas se unam, dando origem ao zigoto. O óvulo se mantém viável para a fertilização por 24
horas, e os espermatozoides permanecem viáveis no corpo feminino nas primeiras 48 horas
após a relação.
Vamos Exercitar?
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Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito da gametogênese e da fecundação, vamos
resolver a situação-problema apresentada no início desta aula.
Um casal procurou pela clínica na qual você atua para iniciar o procedimento de FIV (fertilização
in vitro). Como você explicaria a relação entre a endometriose detectada na mulher e a
recomendação da técnica FIV em vez da inseminação arti�cial? Em qual caso a técnica de
inseminação arti�cial deveria ser usada? Realizado o processo de fertilização dos gametas, o
embrião �ca em incubadora, sendo acompanhado por três a cinco dias, até ser transferido para o
útero. O que acontece com o embrião durante esse período?
Primeiro, é necessário se lembrar de que uma gravidez é iniciada apenas quando há a
fecundação ou fertilização, ou seja, o encontro de um óvulo (gameta feminino) com um
espermatozoide (gameta masculino), gerando um zigoto (embrião). A partir de então, existe uma
série de eventos pelos quais o embrião passa até a implantação no útero da mulher, quando, de
fato, torna-se possível identi�car a gravidez por meio de testes (com base na dosagem do
hormônio gonadotro�na coriônica humana – hCG).
A endometriose é uma doença que apresenta a migração do tecido que reveste a cavidade
uterina, o endométrio, para outras estruturas fora do útero, como ovários, trompas e até mesmo
intestino e bexiga. O tecido estimula fatores in�amatórios, tornando-se mais espesso, e, em
alguns casos, pode provocar dores intensas no período menstrual. Já em outros contextos, é
imperceptível. Isso signi�ca que essa doença tem diferentes graus e características. Logo, deve
ser diagnosticada por médicos especialistas durante exames físicos ou complementares
ginecológicos. Somente esses pro�ssionais poderão a�rmar se há algum tipo de tratamento
adequado para o caso ou se uma cirurgia será requerida.
O principal aspecto que associa a endometriose à infertilidade é o fato de que, quando em grau
mais avançado, ela produz um processo in�amatório tubário, o qual interfere na mobilidade das
trompas e, consequentemente, di�culta o processo de fecundação, que geralmente ocorre ainda
na tuba uterina. Por essa razão, para o casal da situação-problema, a FIV foi indicada. A
fertilização in vitro consiste em uma técnica na qual os óvulos são fertilizados em laboratório,
unindo os gametas masculinos e femininos fora do corpo da mulher. O acompanhamento do
desenvolvimento do embrião é realizado em laboratório, depois de três a cinco dias. Em seguida,
o embrião é transferido para o útero da mulher, onde deverá ocorrer a implantação, dando
sequência ao procedimento.
A técnica de FIV é recomendada para casais com di�culdades para engravidar não apenas em
decorrência da endometriose, mas também de falhas em outros tratamentos, doenças genéticas,
infertilidade masculina, alterações nas tubas uterinas, idade materna avançada, gestações
independentes, casais homossexuais, entre outros contextos. Essa abordagem se difere da
inseminação arti�cial (IA), já que, nesse último caso, a fertilização ocorre no próprio corpo da
mulher, e não in vitro.
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A IA é utilizada nos casos em que os espermatozoides não alcançam o óvulo maduro na tuba
uterina. Essa técnica consiste no preparo do sêmen, inserindo os espermatozoides, no momento
ideal, no interior do útero, a �m de auxiliar no processo de fertilização. A FIV pode ser realizada
com doadores anônimos de gametas, os quais são congelados e armazenados em bancos
especí�cos. Como os gametas também podem ser do próprio casal, antes que sejam coletados,
tanto o homem como a mulher podem receber doses altas de hormônios. Além disso, os
gametas coletados são selecionados em laboratório para que a fertilização tenha mais sucesso,
o que não ocorre de maneira natural.
Após realizar a fertilização in vitro, é necessário aguardar o período de três a cinco dias, que é o
tempo em que o zigoto formado no momento da união dos doisgametas inicia o processo de
clivagem. Na clivagem, o zigoto passa por diversas divisões celulares e rapidamente multiplica
suas células. Até o quinto dia, o embrião se encontrará no estado de blastocisto e estará
preparado para ser transferido ao útero onde será implantado. O acompanhamento dos estágios
do embrião em blastômeros, mórula até o estado de blastocisto é desenvolvido em incubadoras.
Assim, os embriões que alcançam esse último estado até o quinto dia têm maiores
probabilidades de oferecer sucesso na gravidez, com maior potencial de implantação no útero.
Saiba mais
Teoria cromossômica da herança
Os traços de um novo indivíduo são determinados por genes especí�cos herdados do pai e da
mãe. Os seres humanos têm aproximadamente 23 mil genes em 46 cromossomos. Os genes de
um mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos e são chamados de genes ligados. Nas
células somáticas, os cromossomos aparecem como 23 pares homólogos, formando o número
diploide de 46. São 22 pares de cromossomos pareados (os autossomos) e um par de
cromossomos sexuais. Se o par sexual for XX, o indivíduo será, geneticamente, do sexo feminino;
se o par for XY, o indivíduo será, geneticamente, do sexo masculino. Um cromossomo de cada
par é derivado do gameta materno, o oócito, e o outro, do gameta paterno, o espermatozoide.
Assim, cada gameta tem um número haploide de 23 cromossomos, e a união dos gametas na
fertilização restabelece o número diploide de 46.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 2, intitulado
“Gametogênese: conversão de células germinativas em gametas masculinos e femininos”, do
livro Langman embriologia médica, cujo link está disponível a seguir.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021.
Referências
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D
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ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubc�/6/30%5B%3Bv
nd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024.
Aula 2
Primeira e segunda semanas do desenvolvimento embrionário
Primeira e segunda semanas do desenvolvimento embrionário
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Para assistir este conteúdo é necessário que você acesse o AVA pelo
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para assistir mesmo sem conexão à internet.
Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Você já parou para pensar em quais fenômenos ocorrem nas primeiras semanas
do desenvolvimento embrionário? Após a fecundação, quais são os processos pelos quais passa
o zigoto a �m de que efetivamente se torne um novo ser humano? Nesta videoaula você
descobrirá o que acontece com o zigoto após a fecundação, entenderá como se dá a formação
do blastocisto e quais são os locais para sua implantação. Não perca esta oportunidade de
expandir seus conhecimentos. Vamos lá!
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Ponto de Partida
Para que uma nova vida seja gerada, é necessário que uma série de etapas sejam percorridas e
bem-sucedidas. A fecundação marca o início do desenvolvimento embrionário, mas ela só
acontece quando há o encontro de um óvulo maduro e saudável com um espermatozoide que
consiga penetrá-lo, seja de forma natural, a partir da relação sexual, seja por meio de técnicas de
reprodução assistida, como a fertilização in vitro ou a inseminação arti�cial.
As duas primeiras semanas de desenvolvimento são permeadas por vários eventos e alterações
das células. Nesse estágio, na maioria dos casos, a mulher ainda não sabe que está grávida. A
embriologia trouxe uma in�nidade de benefícios nesse sentido, permitindo a identi�cação de
anomalias e doenças genéticas que possam surgir durante o desenvolvimento. Isso diminui a
probabilidade de riscos durante a gestação, tanto para a mãe quanto para o feto. Além disso, a
ciência possibilitou que mulheres pudessem engravidar por meio de técnicas especializadas
quando a fecundação natural não fosse viável. As células-tronco embrionárias são de grande
interesse da área médica, visto que elas têm grande capacidade de se tornar outros tipos
celulares, pelo fato de serem pluripotentes, com poder de se multiplicar.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Vamos continuar acompanhando a história do casal da aula anterior. Os cônjuges têm mais de
35 anos e apresentam di�culdade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de
exames que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma
fertilização in vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Mesmo que a alternativa sugerida seja
uma das técnicas de reprodução assistida mais e�cazes, ainda não é possível garantir que a
gravidez ocorrerá. Apesar de as chances serem grandes com a adoção dessa abordagem, o
sucesso depende da implantação do embrião.
Você consegue explicar ao casal a complexidade de eventos necessários para que a fecundação
aconteça? O que ocorre nas duas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário?
Vamos Começar!
Para que a fecundação aconteça, é necessário que a mulher esteja no período fértil, ou seja,
esteja ovulando. Além disso, é preciso que o espermatozoide alcance o óvulo e ambas as
estruturas se unam, dando origem ao zigoto. O óvulo se mantém viável para a fertilização por 24
horas, e os espermatozoides permanecem viáveis no corpo feminino nas primeiras 48 horas
após a relação.
Clivagem do zigoto e formação do blastocisto
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Depois de formado o zigoto, o que ocorre antes de ele chegar ao útero? Começa o processo de
clivagem, ou segmentação, que consiste em múltiplas divisões celulares, resultando em células
chamadas blastômeros. Aproximadamente 30 horas após a fertilização, é iniciada a primeira
divisão do zigoto, formando dois blastômeros. A zona pelúcida segue envolvendo o zigoto, e os
blastômeros, a cada divisão, têm o seu tamanho reduzido e migram para o útero, local onde
ocorrerá o processo de implantação que estudaremos mais adiante. Os blastômeros passam a
se unir em uma espécie de complexo. Quando já foram formados de 12 a 32 blastômeros, ainda
envolvidos pela zona pelúcida, o concepto (embrião) passa a ser chamado de mórula (parecido
com uma amora), a qual é encaminhada para a cavidade uterina, cerca de três a quatro dias após
a fecundação.
A zona pelúcida, nesse estágio, começa a ser digerida por enzimas. Um �uido é secretado pela
tuba uterina, formando uma cavidade entre os blastômeros, conhecida por blastocele, que separaas células em dois grupos: trofoblasto (células mais periféricas, que formarão a parte
embrionária da placenta) e embrioblasto (massa celular interna, que dará origem ao embrião).
Nessa fase do desenvolvimento, o concepto recebe o nome de blastocisto, que aumenta de
tamanho rapidamente e “�utua” pela cavidade uterina até alcançar o útero. Após
aproximadamente seis dias desde a fecundação, o blastocisto é aderido ao epitélio endometrial,
em um processo de implantação também conhecido como nidação. O trofoblasto começa a
proliferar, diferenciando-se em duas camadas: o citotrofoblasto (cama interna de células) e o
sinciciotrofoblasto (camada externa de células).
No �nal da primeira semana, a implantação do blastocisto na camada do endométrio (região
póstero-superior do útero) ainda é super�cial, mas a nutrição já se torna possível por meio dos
tecidos maternos. Considerado altamente invasivo, o sinciciotrofoblasto se expande
rapidamente, atravessa o endométrio, atinge glândulas e vasos sanguíneos. Além disso, produz
enzimas que possibilitam ao blastocisto implantar-se no endométrio do útero.
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Figura 1 | Esquema da clivagem do zigoto e formação do blastocisto. Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. 23).
Nota: A-D representam os estágios da clivagem. E e F representam cortes de blastocistos.
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Estudamos, até este momento, a primeira semana do desenvolvimento. Ao �nal desse período, o
blastocisto ainda se encontra parcialmente implantado no endométrio. A implantação completa
ocorre durante a segunda semana, junto da formação de outras estruturas extraembrionárias.
Formação de cavidade amniótica, saco vitelino e disco embrionário
Durante o processo de implantação do blastocisto, ele passa por mudanças morfológicas que
alteram o embrioblasto, ocasionando a formação do disco embrionário, em forma de placa
achatada e circular, a qual é composta por duas camadas bilaminares de células (epiblasto, mais
espessa, e hipoblasto, mais �na). O disco embrionário será responsável, posteriormente, pela
formação dos tecidos e órgãos do embrião.
As células do epiblasto constituem o assoalho da cavidade amniótica, que é revestida por uma
membrana, o âmnio. Dentro dessa cavidade, encontra-se o líquido amniótico, responsável pela
proteção do embrião contra choques mecânicos, patógenos e desidratação. Já as células do
hipoblasto formam o teto da cavidade exocelômica, que, em conjunto com a membrana
exocelômica, dá origem ao saco vitelino primário ou primitivo. Tanto a cavidade exocelômica
quanto a membrana exocelômica são formadas a partir do hipoblasto.
Ainda na segunda semana de desenvolvimento, o disco embrionário se interpõe entre a cavidade
amniótica e o saco vitelino primário. Células do endoderma do saco vitelino formam uma
camada de tecido conjuntivo frouxo (mesoderma extraembrionário), que envolve o âmnio e o
saco vitelino. A partir do momento em que o âmnio, o disco embrionário e o saco vitelino
primário se formam, alguns espaços aparecem no sinciciotrofoblasto e rapidamente são
preenchidos por uma mistura de sangue materno, que nutrirá o embrião.
No 10º dia, o embrião já está completamente implantado no endométrio. Por volta do 12º dia, os
espaços do sinciciotrofoblasto adjacentes se unem para formar as redes lacunares. O
mesoderma extraembrionário sofre um aumento e, como consequência, surgem espaços que se
fundem, formando uma cavidade grande, conhecida como celoma extraembrionário. Essa nova
cavidade é composta por líquido e envolve o âmnio e o saco vitelino. Conforme o celoma
extraembrionário cresce, o saco vitelino primário tem o seu tamanho reduzido, constituindo o
saco vitelino secundário (ausência de vitelo).
O disco embrionário forma o embrião com seus folhetos primitivos, e os outros componentes
são os anexos embrionários: saco vitelino, cavidade amniótica e saco coriônico (Figura 2).
O sinciciotrofoblasto, além de permitir a implantação do blastocisto, secreta na corrente
sanguínea a gonadotro�na coriônica humana (hCG), que mantém a atividade do ovário durante a
gravidez e serve como base para os testes de gravidez. Após 24 a 48 horas desde a fecundação,
já é detectado nos testes o fator inicial da gravidez, a partir de uma proteína secretada pelo
trofoblasto e encontrada no soro materno, durante os 10 primeiros dias de desenvolvimento. Ao
�nal da segunda semana de desenvolvimento, o hCG já é identi�cado na corrente sanguínea da
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mãe, em quantidade su�ciente, por meio de anticorpos marcados, para apontar um resultado
positivo de gravidez.
Desenvolvimento do saco coriônico
Ao �nal da segunda semana do desenvolvimento embrionário, surgem vilosidades coriônicas
primárias da placenta, formadas a partir da proliferação das células do sinciciotrofoblasto e do
citotrofoblasto. E o mesoderma extraembrionário é dividido pelo celoma extraembrionário em
duas camadas: mesoderma somático extraembrionário (lâmina que reveste o âmnio e o
trofoblasto) e mesoderma esplâncnico extraembrionário (lâmina que envolve o saco vitelino).
Outra estrutura aparece ao �nal dessa semana: o córion, composto pelo mesoderma somático
extraembrionário e as duas camadas do trofoblasto. O córion forma o saco coriônico ou saco
gestacional, cuja função é transportar oxigênio e nutrientes da circulação materna para o
embrião. Os anexos embrionários (saco amniótico e saco vitelino), juntamente com o embrião,
�cam suspensos no saco coriônico por um pedúnculo de conexão (futuro cordão umbilical).
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Figura 2 | Origem dos anexos embrionários. Fonte: Carlson (2014, p. 75).
Nota: A – Blastocisto tardio. B – Início da implantação. C e D – Blastocisto implantado entre 7-8
dias. E – Embrião em 9 dias. F – Após a segunda semana.
Algumas células do hipoblasto se modi�cam em uma determinada região do disco embrionário e
formam a placa precordal. Essa placa marca o local onde será originada a boca, na área da
cabeça. Assim, caracterizamos os principais eventos que ocorrem durante a segunda semana
desse novo indivíduo que ganha vida.
Siga em Frente...
Locais de implantação dos blastocistos
Em geral, o blastocisto é implantado no endométrio uterino, na parte superior do corpo do útero.
Com menor frequência, o blastocisto é implantado na parede posterior do corpo do útero.
Contudo, em ambos os casos, a gravidez é classi�cada como gravidez tópica, a qual ocorre no
interior da cavidade uterina. O desenvolvimento do embrião acontece dentro do útero, local em
que há trocas de oxigênio e nutrientes de maneira adequada entre a mãe e o feto. Nesses casos,
o óvulo foi fecundado ainda dentro da trompa e percorreu durante alguns dias por essa estrutura
até alcançar o útero e se �xar, ainda na primeira semana de desenvolvimento.
Ao �nal da segunda semana de gestação, muitas vezes as mulheres ainda não sabem que estão
grávidas, e a implantação do blastocisto pode ser visualizada na ultrassonogra�a.
Algumas mulheres podem apresentar endometriose, doença crônica em que o tecido
endometrial normalmente encontrado no interior do útero, revestindo-o, cresce para fora do
útero. A endometriose pode causar dores e, inclusive, comprometer a fertilidade da mulher. Vale
destacar que, em muitos casos, não há sintomas, por isso é importante realizar exames
regulares. Uma vez diagnosticada a endometriose, o médico poderá indicar o melhor método
para desacelerar o crescimento do tecido inapropriado. É possível recomendar desde
medicamentos até cirurgias.
A implantação do blastocisto, no entanto, pode ocorrer fora do útero, em um processo conhecido
como implantação extrauterina ou gravidez ectópica. Em cerca em 95% dos casos, ela ocorre nas
tubas uterinas, mas também pode acontecer na cérvice, em cicatrizes uterinas, cavidade pélvica
ou abdominal e nos ovários.
Quando a gravidez ocorre na tuba uterina,uma das possíveis razões para isso é o atraso ou
impedimento do zigoto até o útero, como no caso do bloqueio da tuba uterina (ou trompa)
durante a fase de clivagem do desenvolvimento. As trompas não estão preparadas para
desenvolver o embrião, não há nutrientes su�cientes e todo o restante do desenvolvimento acaba
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sendo prejudicado. Nesse contexto, muitas vezes ocorre o aborto tubário, em que o próprio
organismo encontra uma forma de expulsar o embrião, identi�cado como um corpo estranho. Em
outros casos mais graves, o desenvolvimento continua dentro da trompa, e, perto da 6ª ou 7ª
semana, tem-se o risco de rompimento dessa estrutura. O sangramento pode, inclusive, colocar
em risco a vida da gestante.
Vamos Exercitar?
Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito das primeiras semanas do
desenvolvimento embrionário, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta
aula.
A fecundação, ou fertilização, é um processo verdadeiramente extraordinário que marca o início
da jornada emocionante em direção à criação de uma nova vida. Envolve uma série de eventos
intricados e coordenados. Primeiro, ocorre a liberação do óvulo maduro a partir do ovário da
mulher, em um processo chamado de ovulação. Simultaneamente, milhões de espermatozoides
são liberados durante a ejaculação, em direção ao trato reprodutivo feminino. Essa é a etapa
inicial, que promove o encontro entre o óvulo e o espermatozoide.
Após a liberação do óvulo, ele é encaminhado pelas tubas uterinas, onde poderá encontrar um
espermatozoide. Esse encontro não é apenas uma questão de acaso, mas sim o resultado de
uma série de fatores, os quais incluem a motilidade dos espermatozoides e as contrações
musculares das tubas uterinas. Quando um espermatozoide bem-sucedido encontra o óvulo,
ocorre a fusão entre suas membranas, dando origem à formação do zigoto, a célula inicial do
embrião.
As etapas necessárias para que a fecundação aconteça são várias. Elas englobam a produção
dos gametas, a maturação dos óvulos e dos espermatozoides, o encontro dos gametas no trato
reprodutivo feminino e a fusão das células reprodutivas. Cada etapa é crucial e delicadamente
coordenada.
As duas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário con�guram um período de rápida
transformação e diferenciação celular. Durante a primeira semana, o zigoto se divide várias vezes
por meio da mitose, formando uma estrutura chamada de blastocisto. Esse blastocisto, por sua
vez, se implanta na parede do útero, preparando-se para receber os nutrientes necessários ao
seu crescimento contínuo.
Na segunda semana, ocorre a formação de duas camadas distintas de células dentro do
blastocisto: o embrioblasto, que dará origem ao embrião propriamente dito, e o trofoblasto, que
se desenvolverá em estruturas de suporte, como a placenta. Essas transformações são
essenciais para o estabelecimento e o desenvolvimento inicial da gravidez.
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Em resumo, a fecundação e o desenvolvimento embrionário são processos incrivelmente
complexos, os quais abrangem uma sequência intricada de eventos que culminam na formação
de uma nova vida.
Saiba mais
Primeira semana do desenvolvimento
Durante a primeira semana após a fecundação, o zigoto, resultado da fusão do óvulo e do
espermatozoide, inicia uma jornada de rápida divisão celular. Esse processo, conhecido como
clivagem, leva à formação de uma esfera oca de células, a qual é denominada blastocisto. O
blastocisto é composto por duas partes distintas: o embrioblasto, que dará origem ao próprio
embrião, e o trofoblasto, responsável por formar as estruturas de suporte, como a placenta.
Essas células especializadas começam a se organizar e a se diferenciar, preparando o terreno
para as futuras etapas do desenvolvimento.
No decorrer dessa semana crucial, o blastocisto viaja pelo trato reprodutivo feminino até se
implantar na parede do útero. Esse processo, chamado de nidação, é fundamental para o
estabelecimento de uma gravidez saudável, proporcionando ao embrião o ambiente ideal para o
seu desenvolvimento contínuo.
Embora seja curta em termos de tempo, a primeira semana de desenvolvimento embrionário é de
extrema importância, pois de�ne as bases para o crescimento e a formação do futuro ser
humano. É um período de transformação notável, no qual uma única célula dá origem a um
organismo em desenvolvimento, cheio de potencial e promessas.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 3, intitulado
“Primeira semana do desenvolvimento: da oocitação à implantação”, do livro Langman
embriologia médica, cujo link está disponível a seguir.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021.
Referências
CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier, 2014.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/32%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter03%5D!/4/4/2%4052:2
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 2016.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubc�/6/30%5B%3Bv
nd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024.
Aula 3
Terceira à oitava semanas do desenvolvimento embrionário
Terceira à oitava semana do desenvolvimento embrionário
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para assistir mesmo sem conexão à internet.
Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Você já parou para pensar em qual momento o nosso cérebro é formado? Quando
surgem os olhos, a boca, nossos braços, pernas, os órgãos e sistemas? Será que a constituição
dessas estruturas sempre segue uma mesma ordem ou elas são formadas aleatoriamente? Em
qual instante o embrião começa a parecer um ser humano? Pois, até então, aprendemos que ele
surge de um aglomerado de células, não é mesmo? Nesta videoaula você analisará importantes
etapas do desenvolvimento do embrião, como a gastrulação, a neurulação e a organogênese.
Não perca esta oportunidade de conhecer as transformações de células em um novo indivíduo e
as fases que compõem esse processo. Vamos lá!
Ponto de Partida
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Em nossas aulas, estamos acompanhando o passo a passo da formação da vida de um novo
indivíduo, veri�cando cada uma das etapas do seu desenvolvimento. Até este momento,
entendemos como ocorre a fertilização e a formação do zigoto, que dará origem ao futuro
indivíduo após uma série de transformações. Nas duas primeiras semanas do desenvolvimento
embrionário, o zigoto passa por várias divisões mitóticas até promover a constituição do
blastocisto e sua implantação no útero. Depois da implantação do blastocisto, o processo de
desenvolvimento jáé considerado uma gestação.
A terceira semana de desenvolvimento é marcada pela transformação do disco bilaminar em um
embrião trilaminar, com a formação dos folhetos embrionários que darão origem aos tecidos e
órgãos, cada um com uma função especí�ca. Nesta etapa de aprendizagem, acompanharemos
essa transformação juntamente com a composição de cada uma das estruturas que surgem da
quarta à oitava semana de desenvolvimento do embrião, quando este �nalmente adotará
aspectos humanos em sua aparência. Investigaremos, em nosso estudo, os principais eventos
que ocorrem nesse período, os quais abrangem desde a ausência da primeira menstruação da
mãe, após a fecundação, até a formação de estruturas como o tubo neural, que se diferenciará
no sistema nervoso. Descobriremos, ainda, quais são os diferentes nomes que o concepto
recebe em cada uma das fases da gravidez. A oitava semana é �nalizada juntamente com o
processo de organogênese. Nesse estágio, o embrião já mede aproximadamente 3 cm de
comprimento. Além disso, como pode haver muitas variações de gestação a gestação, também
saberemos como é calculado o estágio gestacional. As necessidades do embrião aumentam, e a
troca de substâncias entre o sangue materno e o do embrião se torna essencial para a
manutenção da gravidez.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional.
Seguiremos acompanhando a história do casal das aulas anteriores. Os cônjuges têm mais de
35 anos e apresentam di�culdade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de
exames que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma
fertilização in vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Você, pro�ssional da saúde, trabalha
na clínica que atenderá a esse caso e acompanhou o processo de fertilização in vitro realizado
na mulher, que foi diagnosticada com endometriose. Apesar de as chances de sucesso serem
grandes com a adoção da fertilização in vitro, o êxito depende da implantação do embrião.
Decorridos 10 dias desde a transferência embrionária, F.L.S. (a mulher) efetuou o teste
sanguíneo, cujo Beta hCG (hormônio gonadotro�na coriônica humana) foi positivo. F.L.S. voltou à
clínica para realizar o seu primeiro ultrassom, já grávida. Recomenda-se fazer o primeiro
ultrassom entre 5 e 7 semanas após a detecção da gravidez. Muito ansiosa, F.L.S. quis realizar o
procedimento logo no início da quinta semana de desenvolvimento. Ao visualizar o pequeno
embrião no ultrassom, ela, emocionada, fez uma série de perguntas a você.
F.L.S. gostaria de saber, por exemplo, por que ainda não escutava o coração do seu bebê, quando
ela passaria a ouvi-lo e se, de fato, estava tudo bem. Ainda estranhando o formato de seu bebê, a
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paciente também perguntou quando conseguiria ver os “bracinhos e perninhas” do seu �lho,
além de saber o sexo. Para completar, F.L.S. lhe contou que sua última menstruação havia
ocorrido entre os dias 13/09/2020 e 18/09/2020. Ela gostaria de saber qual a data prevista para
o seu parto. Como você responderia a todas essas dúvidas, relacionando-as ao processo de
desenvolvimento embrionário humano?
Vamos Começar!
No �nal da segunda semana, o embrião é constituído de duas camadas de células achatadas: o
epiblasto e o hipoblasto. Com o início da terceira semana de gravidez, o embrião entra no período
de gastrulação, durante o qual as três camadas germinativas se formam a partir do epiblasto. A
terceira semana do desenvolvimento embrionário começa com o disco embrionário composto
pela cavidade amniótica e a cavidade exocelômica, dentro da cavidade coriônica, estruturas que
são geradas ao longo da segunda semana de desenvolvimento. O concepto, ainda chamado de
blastocisto, já foi totalmente implantado no endométrio.
A terceira semana é marcada por alguns eventos, como o surgimento da linha primitiva, que
indica o início da gastrulação, e o desenvolvimento da notocorda (eixo de sustentação do corpo).
Além disso, o embrião, até então composto pelo disco bilaminar, passa a ser trilaminar, com a
diferenciação das três camadas germinativas, as quais darão origem aos tecidos e órgãos do
futuro bebê. Ocorre, ainda, a ausência do período menstrual da mulher (aproximadamente cinco
semanas após o primeiro dia do último ciclo menstrual), que é um dos indicativos de que a
fertilização aconteceu, já sendo possível, em uma gravidez normal, detectá-la por
ultrassonogra�a.
Gastrulação
A gastrulação marca o começo da morfogênese, ou seja, o começo do desenvolvimento da
forma e estrutura dos órgãos e partes do corpo. O processo de gastrulação é iniciado com a
formação da linha primitiva, que se dá pelo espessamento das células do epiblasto na
extremidade caudal do embrião. A outra extremidade, chamada de extremidade cefálica, é
caracterizada pela formação do nó primitivo (acúmulo de células). As células proliferam
rapidamente e seguem em direção à região central, formando o sulco primitivo, que se estende
até o nó primitivo, o que dá origem à fosseta primitiva. Com a formação da linha primitiva, já é
possível veri�car uma simetria no embrião, como lados direito e esquerdo, faces ventral e dorsal,
e as extremidades caudal (próxima à cauda da linha primitiva) e cefálica (próxima ao nó
primitivo).
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Figura 1 | Processo de gastrulação e formação das três camadas germinativas. Fonte: Carlson (2014).
Nota: A – Vista dorsal de um embrião humano durante a gastrulação. As setas mostram as
direções dos movimentos celulares pelo epiblasto em direção, através e afastando-se da linha
primitiva como mesoderme recém-formado. B – Secção sagital através do eixo craniocaudal do
mesmo embrião. A seta curva indica células passando pelo nó primitivo dentro do notocorda. C
– Secção transversal em nível da linha primitiva em A (linhas pontilhadas).
As células da linha primitiva migram através do sulco primitivo e formam o mesoderma
intraembrionário, que se interpõe entre as duas camadas bilaminares formadas durante a
segunda semana de desenvolvimento. Ele se torna trilaminar ou triblástico, com três camadas
germinativas (ou folhetos), e cada uma delas dará origem a tecidos e órgãos especí�cos:
ectoderma (proveniente da diferenciação do epiblasto), mesoderma (originado da linha primitiva)
e a endoderma (resultante da diferenciação do hipoblasto). Nesse estágio, o concepto é
chamado de gástrula. A regressão gradativa da linha primitiva ocorre após a quarta semana de
desenvolvimento, até se tornar uma estrutura sem importância na região do sacrococcígea.
Ainda no processo de gastrulação, as células mesenquimais (multipotentes) migram da
extremidade cefálica e da fosseta primitiva, formando o processo notocordal (cordão celular
mediano). Uma luz é adquirida por esse processo, dando origem ao canal notocordal, o qual, ao
crescer, acaba encontrando a placa precordal. A placa precordal é composta por células
endodérmicas aderidas à ectoderma. Quando essas duas camadas se fundem, formam a região
que futuramente se tornará a boca, a membrana bucofaríngea. Na extremidade caudal da linha
primitiva, a região circular do disco bilaminar é o local que se transformará no ânus, a membrana
cloacal. O assoalho do processo notocordal se une às células do endoderma e, posteriormente,
se degenera, liberando células notocordais a partir da extremidade cefálica. A notocorda, então, é
formada pelo dobramento da placa notocordal. Mas, a�nal, o que é a notocorda?
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A notocorda tem uma grande importância para o embrião, em formato de bastão celular. Essa
estrutura de�ne o eixo do embrião, servindo de base para o desenvolvimento do esqueleto axial
(coluna vertebral), que, no futuro, será a área dos corpos vertebrais.
Neurulação
A notocorda formada durante a gastrulação induz a formação da placaneural (início do sistema
nervoso central) a partir do espessamento do ectoderma embrionário. Aproximadamente no 18º
dia do desenvolvimento embrionário, a placa neural forma um sulco neural mediano, composto
por pregas neurais que se fundem para formar o tubo neural (medula espinhal primitiva). Mais
tarde, ocorre o fechamento desse tubo neural, e algumas células neuroectodérmicas dispostas
na crista de cada prega neural perdem a adesão com células epiteliais vizinhas. Assim, forma-se
a crista neural, uma massa achatada e irregular, entre o tubo neural e a superfície da ectoderme,
que divide o embrião em duas partes (direita e esquerda), as quais darão origem aos gânglios
espinhais e ao sistema nervoso autônomo, incluindo as meninges do cérebro. O sistema nervoso
inicia a sua formação na terceira semana de desenvolvimento, mas só estará totalmente
formado após o nascimento do bebê, durante o crescimento da criança.
A fase de neurulação é marcada pela formação da placa neural e do tubo neural. Nessa etapa, o
concepto é chamado de nêurula.
Formação de somitos e celoma
A terceira semana de desenvolvimento é permeada por muitos eventos. A formação dos somitos
e do celoma representa um desses acontecimentos marcantes. Então, vamos entender como
essas estruturas são formadas. O mesoderma intraembrionário, durante a formação do tubo
neural e da notocorda, se divide em mesoderma paraxial, intermediário e lateral. Ao �nal da
terceira semana, o mesoderma paraxial se diferencia, formando os somitos, que permanecerão
se desenvolvendo e darão origem a uma grande parte do esqueleto axial e dos músculos, além
da derme (uma camada da pele). No decorrer do período embrionário, o número de somitos
auxilia na identi�cação da idade do embrião: cada três somitos formados, em média,
correspondem a um dia do embrião.
Já o mesoderma lateral, junto do mesoderma cardiogênico (que forma o coração), apresenta
espaços celômicos que se unem para formar o celoma intraembrionário. O celoma nada mais é
do que a cavidade revestida por mesoderma que alojará os órgãos internos.
O celoma intraembrionário divide o mesoderma lateral em outras duas camadas: a camada
parietal (ou somática, somatopleura), que se estende ao mesoderma extraembrionário, cobrindo
o âmnio; e a camada visceral (ou esplâncnica, esplancnopleura), que cobre o saco vitelino, sendo
contínua ao mesoderma extraembrionário. A parede do corpo do embrião é formada pela
somatopleura e pelo ectoderma embrionário sobrejacente, e a parede do intestino do embrião é
composta pela esplancnopleura e pelo endoderma embrionário subjacente.
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Figura 2 | Formação dos somitos e do celoma intraembrionário. Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. 39).
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Nota: esquema de embriões de 19 a 21 dias apresentando o desenvolvimento dos somitos e do
celoma intraembrionário. A, C e E – visão dorsal do embrião, exposto pela remoção do âmnio. B,
D e F – secções transversais através do disco embrionário nos níveis mostrados.
Aprendemos que inicialmente a nutrição do embrião ocorre a partir do sangue materno por
difusão através do córion, do celoma extraembrionário e do saco vitelino, formados no �nal da
segunda semana de desenvolvimento. O começo da terceira semana é marcado pela formação
de vasos sanguíneos (vasculogênese), uma vez que se inicia o desenvolvimento do sistema
cardiovascular primitivo, necessário para transportar nutrientes e oxigênio da mãe para o
embrião através do córion. Esse processo é iniciado no córion, e, ao �nal da terceira semana, já é
notável a circulação uteroplacentária primitiva. As células sanguíneas são desenvolvidas no �m
da terceira semana, a partir de células especializadas presentes nos vasos do saco vitelino e do
alantoide (ainda nesta aula, investigaremos a formação e função dessa estrutura). O primórdio
do coração (tubo cardíaco primitivo) também é constituído nessa etapa, por meio de células
mesenquimais. Assim, ao �nal da terceira semana já é possível detectar os primeiros batimentos
cardíacos embrionários, quando o sangue circula e o coração começa a bater, por volta do 21º
dia. No entanto, na maioria dos casos, é a partir da sexta semana de desenvolvimento que se
torna perceptível o som dos batimentos cardíacos por meio da ultrassonogra�a.
Você se lembra das vilosidades coriônicas primárias que começaram a ser formadas no �nal da
segunda semana de desenvolvimento? Durante a terceira semana, as células mesenquimais se
diferenciam, formam um eixo de tecido mesenquimal, passando a ser chamadas de vilosidades
coriônicas secundárias, e logo se distinguem em capilares e células do sangue. As capilares,
quando visíveis, se fundem com as vilosidades que agora são chamadas de terciárias e formam
as redes arteriocapilares, as quais se conectarão ao tubo do coração por meio de vasos, através
do córion e do pedículo de conexão. No �nal da terceira semana, o sangue embrionário começa a
�uir aos poucos, e o oxigênio e os nutrientes maternos já são difundidos através das paredes das
vilosidades até alcançarem o embrião. Nesse momento, é muito importante destacar que o uso
de drogas ou de outros agentes pode causar anomalias no desenvolvimento do embrião, pois,
quando ingeridas pela mãe, essas substâncias já são transmitidas pela corrente sanguínea
nesse estágio.
Durante a terceira semana de desenvolvimento, alguns medicamentos podem provocar
malformações congênitas, uma vez que são transferidos ao embrião a partir da corrente
sanguínea. Medicamentos utilizados em tratamentos quimioterápicos (agentes antineoplásicos),
por exemplo, podem provocar malformações no esqueleto e no tubo neural do embrião, como a
meroencefalia ou a ausência de uma parte do cérebro.
A quarta semana do desenvolvimento embrionário é caracterizada pelo dobramento do embrião.
Ou seja, a forma laminar do embrião passa a ter uma forma tubular (quase cilíndrica). A forma
laminar, anteriormente, era composta por um plano longitudinal (prega cefálica e caudal) e um
plano transversal (pregas laterais). Os dobramentos ocorrem por causa do rápido crescimento do
embrião, principalmente do encéfalo e da medula espinhal. A partir dos dobramentos cefálico e
caudal, ocasionados pelo crescimento do tubo neural, tanto da região dorsal quanto caudal,
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essas estruturas são arrastadas para a região ventral, e o embrião forma as pregas cefálica e
caudal. Nesse processo, o embrião passa a ser todo envolvido pela cavidade amniótica.
Formam-se os intestinos anterior, médio e posterior, sendo o intestino médio o único que ainda
mantém uma comunicação com o saco vitelino, e o alantoide é parcialmente incorporado. O
pedículo de conexão assume a posição ventromedial (cordão umbilical), e o saco vitelino tem o
seu tamanho reduzido. A placenta (estrutura essencial no intercâmbio de substâncias, como
nutrientes, gases e secreções, entre a mãe e o embrião, a partir da circulação sanguínea) já está
mais desenvolvida e pronta para promover o progresso e a manutenção da gravidez, como
aprenderemos mais adiante ao estudar essa estrutura. O dobramento lateral é o resultado do
crescimento rápido dos somitos e da medula espinhal. Cada uma das somatopleuras se dobra
em direção ventral, e o embrião se torna quase cilíndrico. Parte do saco vitelino é incorporado ao
intestino médio, formando o intestino primitivo.
Folhetos embrionários e seus derivados
Descobrimos que durante a gastrulação são formados os três folhetos embrionários, também
chamados de camadas germinativas: ectoderma, mesoderma e endoderma. Lembra quando
dissemos que a partir desses folhetos são formados vários tecidos e órgãos do indivíduo que
está sendo gerado? O ectoderma, por exemplo, dará origem à epiderme, ao sistema nervoso
central e periférico, além de outras estruturas, como a retina do olho. O mesoderma criará as
camadas de músculos lisos, tecidos conjuntivos,cardíacos, hematológico e vascular, além de se
responsabilizar pela formação dos sistemas excretor e reprodutor. Já o endoderma dará origem
aos revestimentos epiteliais do trato gastrointestinal e das vias respiratórias. Órgãos associados
a essas estruturas, como pulmões, tireoide, fígado, pâncreas, entre outros, também são
formados a partir do endoderma.
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Figura 3 | Derivados das três camadas germinativas (ectoderma, mesoderma e endoderma). Fonte: Moore, Persaud e Torchia
(2016, p. 51).
Com o intuito de estimar a idade gestacional (tempo de gravidez), uma regra utilizada por
obstetras para calcular a provável data do parto, já que o dia da concepção pode não ser
conhecido, consiste em subtrair três meses desde o primeiro dia do último período menstrual e,
em seguida, acrescentar um ano e sete dias. Na ultrassonogra�a, é possível determinar o
tamanho do saco gestacional e do embrião (ou feto) a partir do comprimento do início da cabeça
até a nádega, além de estimar uma data provável do parto. A classi�cação de Carnegie, um
sistema adotado internacionalmente, é usada para estimar a idade de embriões recuperados (por
exemplo, a partir de abortos espontâneos). O sistema possui um padrão de 23 estágios de
desenvolvimento, os quais levam em conta o desenvolvimento de características externas e
comprimento.
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Principais eventos da quarta à oitava semana de desenvolvimento
O intervalo compreendido entre a quarta e a oitava semana de desenvolvimento é marcado pelo
período de organogênese, no qual ocorre a diferenciação dos folhetos germinativos, e o embrião
adquire características humanas. A organogênese é a etapa em que os tecidos começam a se
diferenciar, dando origem aos órgãos do organismo, mesmo que o seu funcionamento ainda seja
precário. Na quarta semana, os arcos faríngeos aparecem por volta do 24º dia. O embrião
apresenta um formato curvo, após passar pelos dobramentos cefálicos e caudais. A extremidade
rostral, no 26º dia, encontra-se fechada, e o coração primitivo já bombeia sangue. Entre o 26º e o
27º dia, é possível observar os brotos dos membros superiores, enquanto os inferiores começam
a surgir. O início das orelhas e das fossetas óticas se tornam visíveis na cabeça. Alguns órgãos
passam a ser notados, ainda que de modo rudimentar. Na quinta semana, a forma corporal não é
muito alterada, sendo caracterizada pelo crescimento mais acentuado da cabeça em relação às
demais partes do corpo, visto que ocorre o desenvolvimento das proeminências faciais e
encefálicas. Começam a surgir os primórdios dos rins permanentes. Na barriga, o embrião passa
a apresentar respostas de re�exo ao toque, além de expressar movimentos espontâneos.
Começam a surgir os dedos, com o início das impressões digitais. Os membros inferiores são
desenvolvidos, assim como as aurículas (parte externa da orelha, em formato de concha).
Formam-se os pigmentos da retina, e os olhos exibem um tamanho maior. A cabeça se destaca
pelo seu tamanho em relação ao corpo, encontrando-se curvada em direção à proeminência
cardíaca. A curvatura da cabeça resulta da formação do pescoço, e o tronco inicia a posição
ereta.
Nessa fase, os intestinos penetram no celoma extraembrionário perto do cordão umbilical. A
sétima semana é marcada, principalmente, pelas alterações ocorridas nos membros. É quando
aparecem as membranas entre os raios digitais das mãos, separando os futuros dedos. Surge o
ducto onfaloentérico, que promove a comunicação entre a vesícula umbilical e o intestino
primitivo. Por �m, a oitava semana encerra a fase de organogênese. Os dedos das mãos se
alongam e são individualizados. Nos pés, é possível notar o aparecimento das membranas até
que os dedos sejam individualizados, como acontece nas mãos. No couro cabeludo, forma-se o
plexo vascular (rede de nervos). Nessa semana, ocorrem os primeiros movimentos coordenados
dos membros, e a ossi�cação primária é iniciada (primeiro no fêmur). A proeminência caudal
desaparece, os membros se aproximam ventralmente e, ao �nal dessa semana, o embrião
apresenta características humanas, ainda pouco distintas. A região do pescoço já está
estabelecida, as pálpebras começam a se unir e os intestinos ainda estão concentrados na
região próxima ao cordão umbilical. O embrião possui aproximadamente 3 cm de comprimento e
está com cerca de 56 dias de desenvolvimento. Entretanto, ainda não é possível constatar a
diferenciação sexual por observação das genitálias externas, as quais ainda não estão
desenvolvidas.
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Figura 4 | Estágios do embrião. Fonte: adaptada de Sadler (2021, p. 70-71).
Nota: 1 – Embrião humano na quinta semana de desenvolvimento, com os membros anteriores
em formato de remo. 2 – Embrião humano na sexta semana, com vesícula vitelina visível na
cavidade coriônica. 3 – Embrião humano na sétima semana, quando o tamanho da cabeça é
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bem maior em comparação com o restante do corpo. 4 – Embrião humano na oitava semana de
desenvolvimento, com presença da aurícula da orelha, olho e dedos do pé formados.
Durante a etapa de organogênese, ocorre a diferenciação de muitos tecidos e órgãos, bem como
o início da formação dos sistemas. Portanto, o risco de interferências é grande, o que aumenta
as chances de anomalias congênitas pela exposição do embrião a teratógenos. Os teratógenos
correspondem a todas as substâncias, agentes da natureza, físicos ou químicos, infecções
maternas, fatores nutricionais, entre outros elementos, que podem produzir alterações na
estrutura ou função dos componentes do futuro indivíduo que está em formação.
Entre a quarta e a oitava semana, as principais estruturas internas e externas são formadas. Os
sistemas orgânicos (respiratório, circulatório, muscular, nervoso, urinário, etc.) começam a se
desenvolver. Ao �nal da oitava semana, o funcionamento dos principais sistemas e órgãos
formados ainda é precário, exceto o do sistema cardiovascular. Nesse período, o embrião passa
a apresentar aspecto humano.
Vamos Exercitar?
Agora que você já é capaz de descrever e identi�car as etapas do desenvolvimento embrionário,
contemplando desde a fecundação até a oitava semana de gestação e conhecendo os principais
eventos que ocorrem durante essas etapas, vamos resolver a situação-problema apresentada no
início desta aula.
Após o casal realizar a FIV (fertilização in vitro) e constatar a gravidez por meio do exame de
sangue positivo para o beta hCG (hormônio gonadotro�na coriônica humana), F.L.S. (a mulher)
foi até a clínica na qual você trabalha para fazer o primeiro ultrassom. Você, como pro�ssional da
saúde, �cou responsável pelo acompanhamento dessa paciente.
F.L.S. gostaria de saber, por exemplo, por que ainda não escutava o coração do seu bebê, quando
ela passaria a ouvi-lo e se, de fato, estava tudo bem. Ainda estranhando o formato de seu bebê, a
paciente também perguntou quando conseguiria ver os “bracinhos e perninhas” do seu �lho,
além de saber o sexo. Para completar, F.L.S. lhe contou que sua última menstruação havia
ocorrido entre os dias 13/09/2020 e 18/09/2020. Ela gostaria de saber qual a data prevista para
o seu parto. Como você responderia a todas essas dúvidas, relacionando-as ao processo de
desenvolvimento embrionário humano? 
Diante dessa situação, primeiro você deve se lembrar dos principais eventos que acontecem
entre a quarta e a oitava semana do desenvolvimento embrionário. Durante esse período, ocorre
a organogênese. Ou seja, os órgãos e sistemas começam a ser formados. O embrião, ao longo
da quarta semana, sofre dobramentos, tanto laterais quanto cefálicos e caudais. O disco
embrionário passa a ser trilaminar, contando com as três camadas germinativas que se
diferenciarão, formando os variados tipos de tecidos e órgãos. Embora o coração primitivo já
esteja formado desdeo �nal da terceira semana do desenvolvimento, quando o coração começa
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a bater por causa da circulação do sangue, ainda é muito difícil perceber tais batimentos
cardíacos pelo ultrassom. Geralmente eles se tornam evidentes a partir da sexta semana de
desenvolvimento. Nesse primeiro ultrassom, será possível con�rmar a implantação do embrião e
visualizar a presença da vesícula vitelina. Além disso, pode-se veri�car se a gestação é múltipla.
A partir da quarta semana de desenvolvimento, aparecem os brotos dos membros superiores e
vestígios dos brotos dos membros inferiores, mas somente na sétima semana é que os
membros encontram-se mais desenvolvidos e surgem as membranas entre os raios digitais, as
quais separarão os dedos.
É importante explicar para F.L.S. que somente ao �nal da oitava semana o seu bebê começará a
apresentar características humanas e, ainda assim, não será possível apontar, por meio do
ultrassom, a diferenciação sexual, pois as genitálias externas ainda não estarão visíveis. Essa
informação só poderá ser checada entre a 12ª e a 15ª semana. No entanto, a partir da oitava
semana é possível realizar o exame de sexagem fetal, com base na análise do sangue da mãe,
que, nesse estágio, já está em contato com o sangue do embrião. Nesse procedimento, propõe-
se a identi�cação das características do DNA em busca do cromossomo Y, que identi�ca se o
bebê será um menino.
Por �m, com a informação da data da última menstruação de F.L.S., pode-se a�rmar que a
provável data do parto seria 20/06/2021. Você deve recordar o cálculo baseado na data do
primeiro dia da última menstruação (13/09/2020), acrescido de 7 dias (ou seja, 13+7 = 20),
subtraindo três meses em relação ao mês da última menstruação (assim, 9-3 = 6). Ao �nal, deve-
se adicionar um ano (2020+1 = 2021).
Saiba mais
Da terceira à oitava semana de desenvolvimento
O período embrionário, ou de organogênese, estende-se da terceira à oitava semana do
desenvolvimento, quando cada um dos três folhetos embrionários – ectoderma, mesoderma e
endoderma – dá origem a vários tecidos e órgãos especí�cos. Ao término do período
embrionário, por volta do �m do segundo mês, a maioria dos sistemas orgânicos já se
estabeleceu, tornando reconhecíveis as principais características externas do corpo.
O intervalo compreendido entre a terceira e a oitava semana também é entendido como o
período em que a maior parte dos defeitos congênitos é induzida. Antes disso, qualquer agravo
ao embrião resultaria em sua morte e aborto espontâneo.
Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 6, intitulado
“Da terceira à oitava semana: período embrionário”, do livro Langman embriologia médica, cujo
link está disponível a seguir.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/38%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter06%5D!/4/4/2%4052:2
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Referências
CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier, 2014.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 2016.
SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubc�/6/30%5B%3Bv
nd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024.
Aula 4
Nona semana ao nascimento, placenta e membranas fetais
Nona semana ao nascimento, placenta e membranas fetais
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Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Você sabe quais são os principais eventos que ocorrem durante o período fetal?
Esse período compreende o intervalo entre a nona semana de desenvolvimento e o nascimento
do novo indivíduo. Nesta videoaula você investigará importantes ocorrências observadas desde a
nona semana de gestação até o parto, além de conhecer as modi�cações mensais que
acontecem com o feto durante esse período. Não perca esta oportunidade de compreender as
transformações celulares em um novo ser humano e as fases que compõem esse processo.
Vamos lá!
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Ponto de Partida
A embriologia, como aprendemos, estuda cada uma das fases do desenvolvimento embrionário,
considerando desde a fecundação até o nascimento de um novo indivíduo. Essa ciência nos
permite compreender os mecanismos de formação dos tecidos, dos órgãos, as mudanças do
corpo humano, bem como as interferências que podem ocasionar alguma malformação,
de�ciência ou alteração genética no indivíduo ainda em desenvolvimento.
O novo indivíduo surge de células que se unem para a formação do zigoto, a partir de várias
divisões celulares. Ele sofre diversas transformações, sendo chamado de mórula, blástula,
gástrula, nêurula, até ser reconhecido como feto. Durante as oito primeiras semanas do
desenvolvimento embrionário, cuidados com interferências externas que possam in�uenciar
esse processo são cruciais. Uma vez que os tecidos e órgãos começam a ser desenvolvidos, os
sistemas, ainda primitivos, iniciam o seu funcionamento, como o sistema cardiovascular. É nesse
período que malformações, problemas congênitos e genéticos se tornam mais frequentes. Ao
�nal da oitava semana do desenvolvimento, o embrião passa a apresentar características mais
humanas. É quando se inicia o período fetal, que estudaremos nesta aula.
Nesse sentido, acompanharemos os principais eventos ocorridos durante o período fetal, que
abrange desde a nona semana de desenvolvimento até o nascimento do novo indivíduo.
Trataremos, portanto, das primeiras batidas do coração detectadas pelo ultrassom, dos
primeiros movimentos do feto, da formação de cabelo, unhas e cílios, da constituição da
genitália externa e da possibilidade de identi�car o sexo por meio do ultrassom. Conhecer os
mecanismos articulados nesse processo e a necessidade que o organismo tem de se adaptar a
cada mudança é uma competência crucial. Daremos destaque, em nossos estudos, à placenta e
às membranas fetais, que aparecem ainda no período embrionário. Analisaremos as
características de cada uma dessas estruturas, veri�cando suas atribuições e importância, uma
vez que são membranas acessórias extraembrionárias, as quais dão todo o suporte para o feto
em desenvolvimento.
Além disso, examinaremos o mecanismo do parto e as eventuais complicações que o feto pode
apresentar caso nasça prematuro. Para �nalizar o estudo sobre o período fetal, você investigará
algumas particularidades relacionadas a gestações múltiplas, aprendendo a diferenciá-las.
Para auxiliar você durante o processo da aprendizagem, vamos continuar acompanhando a
história do casal que apresentava di�culdade para engravidar há mais de dois anos. Os cônjuges
realizaram a fertilização in vitro, e a transferência embrionária promovida por essa técnica foi um
sucesso. Depois que o teste sanguíneo de F.L.S. (a mulher) apontou o resultado positivo, ela fez
o seu primeiro ultrassom na quinta semana de desenvolvimento. Os embriões ainda estavam
muito pequenos, e não foi possível identi�car o sexo dos bebês ou ouvir o batimento cardíaco
dos gêmeos. Isso mesmo!F.L.S e o seu esposo tiveram uma surpresa ao descobrir que estavam
esperando por dois bebês. Ou seja, foi detectada uma gestação múltipla. Durante uma das
visitas do casal à clínica, você acompanhou o exame de ultrassonogra�a de rotina de F.L.S., já
em sua 16ª semana de gestação. Os bebês estavam bem e, apesar de o casal estar ansioso para
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saber o sexo dos bebês, pelo ultrassom só foi possível visualizar a genitália de um dos fetos
(uma menina), por causa do posicionamento deles na barriga. Como se trata de uma gestação
de gêmeos monozigóticos, você poderia apontar o sexo do outro bebê?
Foi possível, ainda, visualizar outras estruturas formadas além das genitálias. Quais outras
estruturas são formadas durante essa semana do desenvolvimento fetal?
Você aproveitou para alertar os pais de que, em casos de gestações múltiplas, as chances de os
bebês nascerem antes da provável data de parto, ou seja, de ocorrer um parto prematuro, são
maiores. Por que os bebês que nascem antes da 26ª semana têm menos probabilidade de
sobreviver? E, no caso de gêmeos que compartilham a mesma placenta, qual síndrome pode ser
desenvolvida?
Vamos Começar!
No �nal da oitava semana de desenvolvimento embrionário, o embrião passa a exibir um aspecto
humano. Ao se iniciar a nona semana ou o terceiro mês do desenvolvimento, ele é chamado de
feto. A transição de embrião para feto ocorre de forma gradual. Os tecidos e órgãos cuja
formação foi iniciada no período embrionário sofrem, no período fetal, um rápido crescimento. A
diferença de tamanho entre a cabeça e o corpo diminui, e poucas estruturas novas são
formadas. Com isso, os danos causados pelos teratógenos e problemas de malformações
tornam-se mais raros nesse período, mas ainda podem ocorrer. A utilização de substâncias
tóxicas, por exemplo, pode afetar a visão e o sistema nervoso do feto. Vamos conhecer, a seguir,
os principais eventos que marcam o desenvolvimento no período fetal compreendido entre a
nona semana e o parto.
Principais eventos da nona semana ao nascimento
Durante o intervalo entre a nona semana e o nascimento, não há um sistema formal que
determine o estágio em que o feto se encontra no período fetal. São levadas em consideração as
mudanças que ocorrem nesse período. O crescimento do feto é medido, com o ultrassom, pelo
comprimento linear entre a cabeça e a nádega (CRL), bem como pelo comprimento linear entre a
cabeça e o calcanhar (CHL), o que torna possível determinar o tamanho e a idade provável do
feto.
No início da nona semana, a cabeça do feto ainda possui cerca de metade do CRL. Os olhos
ainda são bem separados, as pálpebras seguem fusionadas, a face é larga e as orelhas possuem
uma implantação baixa. Durante essa semana, os membros inferiores ainda são curtos e
relativamente pequenos. A 11ª semana é caracterizada pelo retorno do intestino ao abdome.
Entre a nona e a 12ª semana, ocorre a formação da urina, a qual é lançada no líquido amniótico.
Parte do líquido é absorvido pelo feto, e os produtos excretados são transferidos para a mãe
através da membrana placentária pela circulação materna. No �nal da 12ª semana, o CRL
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praticamente dobra de tamanho. Os membros superiores alcançam o seu tamanho relativo ao
nascimento, e os membros inferiores, ainda em desenvolvimento, não atingem o tamanho
relativo �nal. A genitália externa (masculina ou feminina) ainda não está completamente
desenvolvida.
A partir da 14ª semana, os movimentos dos membros notados durante o �nal do período
embrionário passam a ser coordenados e visíveis ao ultrassom. Além disso, os movimentos
lentos dos olhos já são perceptíveis. Ainda na 14ª semana acontece a padronização dos cabelos
no couro cabeludo. Na 16ª semana, o tecido ósseo inicia a sua formação, assim como os
primeiros dentes decíduos. A face já está bem formada, com lábios, boca, nariz e bochechas. O
cabelo, as sobrancelhas e cílios são formados, e a genitália externa está desenvolvida. Logo, o
sexo do bebê já pode ser identi�cado por meio da ultrassonogra�a. O feto já pesa em torno de
200 g e tem cerca de 140 mm. A cabeça, em comparação a um feto na 12ª semana, é
relativamente pequena. No período entre a 17ª e a 20ª semana, o crescimento é desacelerado, os
membros inferiores alcançam o seu tamanho relativo �nal e a mãe já pode facilmente sentir os
movimentos fetais, isto é, os pontapés. Durante esse período, a pele do feto é coberta pelo verniz
caseoso (material gorduroso composto por células mortas secretadas pelas glândulas sebáceas
do feto). Além disso, o feto é coberto por uma camada delicada de pelo, conhecida como lanugo,
que auxilia na preservação do verniz caseoso e na proteção da pele bastante sensível do feto. O
útero fetal feminino é formado, e inicia-se a constituição da vagina, ou, no caso dos fetos
masculinos, os testículos começam a descer.
Após a 20ª semana de gestação, caso ocorra a morte do feto, este será denominado natimorto.
Na 21ª semana são iniciados os movimentos rápidos dos olhos, e, nas semanas seguintes, é
possível detectar as piscadas. Na 24ª semana, as unhas já estão formadas, e as células
epiteliais secretoras começam a secretar nos pulmões um líquido (surfactante) que mantém os
alvéolos pulmonares em desenvolvimento abertos. Da 21ª à 25ª semana, o feto ganha peso e,
embora já possa sobreviver caso nasça prematuro, o risco de morte ainda é grande, mesmo com
cuidados intensivos, pois, antes da 26ª semana, o sistema respiratório ainda está imaturo, o que
aumenta a probabilidade de problemas neurológicos. Nesse período, o feto começa a
desenvolver a percepção da dor.
Entre a 26ª e a 29ª semana, os pulmões já conseguem fazer trocas gasosas su�cientes, e o
sistema nervoso central já amadureceu a ponto de permitir o controle da temperatura corporal e
guiar os movimentos respiratórios. Ainda assim, caso nasça prematuro, o feto necessitará de
cuidados especiais em incubadoras, que ajudarão no controle da temperatura e na respiração
arti�cial. O fator peso é levado em consideração para aumentar as chances de sobrevivência. Os
testículos já começam a descer no saco escrotal, o cabelo está desenvolvido, as pálpebras
encontram-se abertas e as unhas dos pés se tornam visíveis.
Nas últimas semanas do desenvolvimento, que englobam da 30ª à 38ª semana (os dois últimos
meses), o feto adquire metade do peso que terá no nascimento, aproximadamente. Durante esse
período, o cérebro cresce bastante, a pele já é rósea e os membros superiores e inferiores já
estão com o mesmo aspecto que apresentarão no nascimento. O feto já é capaz de responder a
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estímulos luminosos e sonoros, e desenvolve um aperto �rme nas mãos, uma vez que, entre a
37ª e 38ª semana, o sistema nervoso já é considerado maduro para efetuar determinadas
interações.
Quando se aproxima o �nal da gestação, o feto ganha em média 14 g de gordura por dia,
chegando ao �nal das 38 semanas com cerca de 3.000 a 3.500 g e CRL aproximado de 36 cm. A
circunferência do abdome já é maior do que a da cabeça. Os fetos nascidos durante a 32ª
semana têm grandes chances de sobreviver sem o apoio de incubadoras. O bebê já está formado
e pronto para o parto.
Uma gestação tem duração média de 280 dias, ou seja, em torno de 40 semanas após a data da
última menstruação (DUM), ou aproximadamente 266 dias (38 semanas) contabilizados após a
fecundação.
Placenta e membranas fetais
O principal local de trocas entre a mãe e o feto, tanto de nutrientes quanto de gases e outras
substâncias, é a placenta. A sua formação é iniciada com a proliferação do trofoblasto, das
vilosidades coriônicas e do saco coriônico no �nal da terceira semana de desenvolvimento. A
placenta é um órgão materno fetal responsável por conferir suporte nutricional e respiratório ao
desenvolvimento do feto. É composta por uma parte fetal (originada do saco coriônico) e uma
parte materna (derivadasemipermeável ou com permeabilidade seletiva. O transporte de substâncias através
da membrana pode ocorrer de diferentes maneiras, dependendo das características das
substâncias e das estruturas presentes em cada uma das células.
Para compreender os diversos tipos de transportes da membrana plasmática, precisamos, antes
de tudo, saber quais são as substâncias que passam pelas membranas, conhecidas como soluto
(íons ou pequenas moléculas que são dissolvidas) e solvente (meio líquido no qual o soluto é
dissolvido). E como ocorre o �uxo dessas substâncias na membrana? As moléculas seguem um
gradiente de concentração. Isso signi�ca que elas sempre seguem do local de maior
concentração para o local de menor concentração, até que a distribuição das moléculas seja
uniforme. Além disso, para manter o equilíbrio, o intercâmbio de substâncias passa a ser
proporcional. Dessa maneira, podemos caracterizar o meio intra e extracelular como isotônico,
quando a concentração de soluto é igual no meio interno e externo da célula; hipertônico, quando
a concentração de soluto é maior em relação ao solvente no meio; e hipotônico, quando a
concentração de soluto é menor em relação ao solvente no meio. Com base nessas informações,
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já conseguimos entender que o tipo de substância e sua respectiva concentração in�uenciam o
tipo de transporte que será adotado, o qual pode acontecer de forma ativa (com gasto de
energia) ou passiva (sem gasto de energia).
O transporte passivo é caracterizado pela passagem das substâncias através da membrana
plasmática, seguindo o gradiente de concentração, da região mais concentrada para a menos
concentrada. Pode ocorrer tanto no interior das células como entre as células e o meio externo.
Existem três tipos de transporte passivo: difusão simples, difusão facilitada e osmose. Como
podemos diferenciá-los?
Na difusão simples ou passiva, o soluto é transferido através da membrana plasmática do meio
mais concentrado para o menos concentrado, podendo entrar ou sair da célula de acordo com a
disposição dessas concentrações nos meios intra e extracelulares. Nesse caso, o soluto precisa
ser pequeno e apolar. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a
própria agitação térmica das moléculas, não havendo gasto de energia (Junqueira; Carneiro,
2023). A relação entre a concentração de O2 e CO2 nas células é resultante da difusão simples.
A maioria dos fármacos, por exemplo, pelo fato de apresentarem moléculas pequenas, são
capazes de atravessar a membrana placentária por difusão, permitindo à gestante transferi-los
para o feto. No entanto, a insulina possui moléculas grandes incapazes de atravessar a
membrana da placenta por meio da difusão.
Já na difusão facilitada, as moléculas que não conseguem atravessar facilmente a membrana
precisam do auxílio de algumas proteínas com função transportadora, chamadas de proteínas
permeases ou carreadoras. Essas proteínas transportam as substâncias (moléculas e íons)
polares que não são capazes de atravessar a parte dos fosfolipídios (hidrofóbica) da membrana.
Como exemplo, podemos citar a molécula de glicose, algumas vitaminas e aminoácidos. As
proteínas que auxiliam nesse transporte são capazes de mudar a sua conformação, de forma
que passam a reconhecer a substância que deve ser carregada, facilitando o transporte, sem
gasto de energia, a favor do gradiente de concentração. Esse processo ocorre em uma
velocidade maior do que o processo de difusão simples.
Por �m, na osmose, a passagem do solvente acontece de uma região com baixa concentração
de soluto para uma região mais concentrada. A entrada ou saída do solvente na célula depende
da quantidade de soluto presente, a qual é controlada pela pressão osmótica, que atua no
equilíbrio dessas concentrações. Você provavelmente já ouviu alguém dizer que, se jogarmos sal
no corpo de uma lesma, ela derrete, certo? Isso ocorre porque a concentração de sal é muito
maior no meio externo do que no corpo da lesma e, por essa razão, a água, a partir do processo
de osmose, sai do corpo da lesma, provocando a sua morte.
Quando estudamos as células do sangue (hemácias) e as inserimos em um meio hipotônico, a
água passa, a partir da osmose, para o interior da célula, que é mais concentrado. Assim, a célula
acaba inchando por ganhar água e pode até mesmo estourar. Essas mesmas células inseridas
em um meio hipertônico perdem água para o meio e acabam murchando. Muitas vezes, elas
podem morrer ou ter as suas funções comprometidas. O ideal é que as células estejam em um
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meio isotônico, com a mesma pressão osmótica nos meios intra e extracelular, permitindo a
entrada e a saída de água da célula com facilidade.
No transporte passivo ocorre a ação dos gradientes de concentração, sem atuação celular ou
gasto energético, o que constitui um transporte físico. Então, como funciona o transporte ativo?
Ao contrário do transporte passivo, nesse caso as substâncias são transportadas para a célula
contra o gradiente de concentração, do meio de menor concentração (meio hipotônico) para um
meio de maior concentração (meio hipertônico), sendo necessário o gasto de energia.
Além dos processos de transporte descritos, muitas células são capazes de transferir
macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, etc.), além de partículas maiores visíveis ao
microscópio óptico, como bactérias e outros microrganismos, por meio de alterações
morfológicas da superfície celular. As alterações morfológicas envolvem a formação de
vesículas e dobras que englobam o material a ser introduzido na célula. Tais processos são
conhecidos como endocitose (transporte para o interior da célula) e exocitose (transporte para o
meio extracelular).
A endocitose abrange o englobamento e transporte de partículas maiores, moléculas, solutos,
pedaços de tecido, microrganismos, entre outros elementos. Esse processo é diferenciado pelo
tipo de substância englobada, distinguindo-se em fagocitose (englobamento de partículas
sólidas por pseudópodes) e pinocitose (englobamento de partículas líquidas por meio de
invaginações). As partículas englobadas sofrem um processo de digestão intracelular por auxílio
de enzimas presentes nos lisossomos. Já o processo de exocitose permite à célula a liberação
ou excreção de produtos metabólicos provenientes de digestão celular, bem como de compostos
sintetizados no interior da célula, em grandes quantidades. O complexo de Golgi está envolvido
nesse processo de liberação de moléculas da célula para o meio extracelular.
Vamos Exercitar?
Você já conhecia muitos detalhes a respeito das células, sua importância para os seres vivos e
sua composição. Agora, o estudo de um de seus componentes, a membrana plasmática,
permitiu que você tivesse mais clareza sobre o quão complexa é a organização das células.
Para compreender como os fármacos atravessam as membranas celulares, precisamos nos
lembrar dos dois tipos de transportes que as membranas realizam: o transporte passivo (sem
gasto de energia) e o transporte ativo (com gasto de energia). É importante frisar que o gasto ou
não de energia está vinculado ao gradiente de concentração em relação aos meios intracelular e
extracelular. Quando o transporte de substâncias é efetuado de um meio mais concentrado para
um meio menos concentrado, não há gasto de energia, porque o �uxo das substâncias está a
favor do gradiente de concentração. Ao contrário, quando há gasto de energia, as substâncias
seguem em direção oposta ao gradiente de concentração, movendo-se do meio menos
concentrado para o meio mais concentrado.
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A difusão passiva, ou simples, e a difusão facilitada são exemplos de transporte passivo. No
contexto da difusão simples, as substâncias transportadas são solutos pequenos que
conseguem atravessar a membrana, seguindo o gradiente de concentração. Já na difusão
facilitada, as substânciasdo endométrio). É constituída, ainda, pela decídua basal (componente
materno da placenta) e pelo córion frondoso (componente fetal da placenta). Vamos conferir
mais detalhes sobre esses componentes?
A decídua é o endométrio gravídico, ou seja, o endométrio de uma mulher grávida. Possui três
nomeações distintas, de acordo com a região e o local de implantação do concepto: decídua
basal (a parte mais distante do concepto); decídua capsular (a parte que recobre o concepto); e
decídua parietal (corresponde às partes restantes da decídua). As células deciduais são
formadas pelo aumento das células do tecido endometrial, decorrente da elevação dos níveis de
progesterona no sangue da mãe. Já o córion frondoso se origina da expansão e do crescimento
das vilosidades-tronco, à medida que ocorre a progressão da gravidez.
O córion frondoso (ou córion viloso) representa a parte fetal da placenta. Do lado oposto a esse
polo embrionário, as vilosidades se degeneram e formam o córion liso. O córion reveste a parede
do saco coriônico, cujo tamanho é muito importante para auxiliar na determinação da idade
gestacional de embriões, principalmente no caso de pacientes com histórico incerto de
menstruação. A partir do ultrassom, é possível detectar os sacos coriônicos com diâmetros entre
2 e 3 mm, os quais indicam aproximadamente 18 dias de idade gestacional após a fecundação.
Conforme o feto cresce, o que ocorre? A decídua capsular se une com a decídua parietal e, aos
poucos, obstrui a cavidade uterina. A cavidade coriônica também é obstruída, e ocorre a fusão
entre o âmnio e o córion, que resulta na membrana amniocoriônica. A mulher, quando inicia o
trabalho de parto, normalmente tem a sua bolsa d’água rompida, certo? O “tampão” ou
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membrana que se rompe é a membrana amniocoriônica. Quando essa membrana “estoura”, o
�uido amniótico é perdido por meio do colo uterino e vagina.
A placenta é limitada, do lado fetal, pela placa coriônica e, do lado materno, pela decídua basal
(placa decidual). Entre essas placas, o sangue materno preenche os espaços intervilosos
derivados das lacunas do sinciciotrofoblasto. Lembra-se dele? Essa estrutura corresponde às
camadas externas do trofoblasto. A placenta cresce juntamente com o feto e o útero durante o
desenvolvimento do feto. Por volta do terceiro mês, a placenta está completa. Já entre o quarto e
o quinto mês, são formados os septos placentários (septos que crescem em direção aos
espaços intervilosos), dividindo a placenta em cotilédones (espaços irregulares formados na
parte fetal da placenta, os quais são delimitados pelos septos placentários). O formato da
placenta é discoide, e ela é expelida da cavidade uterina após o parto. No �nal da gravidez, a
placenta já ocupa cerca de 30% da superfície interna do útero, pesa aproximadamente 500 g e
possui, em média, 20 cm de diâmetro e 3 cm de espessura.
A partir da terceira semana do desenvolvimento embrionário, inicia-se o desenvolvimento
cardiovascular, com o surgimento do primórdio da circulação uteroplacentária. Mas como
acontecerá a circulação placentária? Na quarta semana, a placenta forma a rede vascular, a
partir das vilosidades coriônicas que cobrem o saco coriônico. O endométrio tem artérias
espiraladas que atravessam a placa decidual e os espaços intervilosos, banhando, com sangue
oxigenado, as vilosidades coriônicas. Nesse momento, por se tratar de vasos estreitos, o sangue
é encontrado sob grande pressão. À medida que essa pressão diminui, o sangue �ui, atingindo a
decídua, até penetrar nas veias endometriais. O sangue materno e o sangue fetal são separados
pela membrana placentária, formada por tecidos das vilosidades coriônicas. Essa membrana, até
o quinto mês do desenvolvimento embrionário, é composta pelo sinciciotrofoblasto,
citotrofoblasto, mesoderma extraembrionário e endotélio dos vasos sanguíneos do feto. Depois,
o citotrofoblasto se degenera, o mesoderma extraembrionário diminui e a membrana se reduz ao
sinciciotrofoblasto e ao endotélio, permitindo que as trocas de substâncias entre a mãe e o feto
em crescimento ocorram com mais facilidade. Por meio da veia do cordão umbilical, o oxigênio e
os nutrientes atravessam a membrana placentária, sendo difundidos do sangue materno para o
sangue fetal. Já o gás carbônico e a ureia, entre outros resíduos do metabolismo fetal, são
disseminados no sentido inverso, isto é, do feto para a mãe, porque a mãe realizará a troca do
gás carbônico por oxigênio, nos pulmões, e a ureia será excretada através dos rins, auxiliando no
desenvolvimento do feto. Cada substância transportada entre a mãe e o feto, e vice-versa, exigirá
um tipo de transporte. Por exemplo, água, gases, ureia e hormônios esteroides são transportados
por difusão simples. A glicose, no entanto, é transportada por difusão facilitada. Já os
aminoácidos, lipídios e grande parte das vitaminas são transportados por transporte ativo.
A placenta, em conjunto com o cordão umbilical (composto por duas artérias e uma veia), forma
um verdadeiro sistema de transportes entre a mãe e o feto. Podemos, então, destacar algumas
das principais funções da placenta, como: participação no metabolismo (síntese de glicogênio,
ácidos graxos, colesterol, etc.); transporte de nutrientes e gases (oxigênio, gás carbônico, água,
aminoácidos, hormônios, vitaminas, anticorpos maternos, medicamentos, drogas, agentes
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infecciosos, etc.); excreção de resíduos (como a ureia); e síntese e secreções endócrinas
(gonadotro�na coriônica humana – hCG, progesterona, estrógenos, etc.).
As membranas fetais ou anexos embrionários são as estruturas que surgem durante o
desenvolvimento embrionário a partir das camadas germinativas, auxiliando na separação entre
o embrião (ou feto) e o endométrio. Elas se originam do zigoto e, com exceção do saco vitelino e
do alantoide, não participam da formação do embrião. Vamos conferir, a partir de agora, as
funções de cada uma dessas membranas.
Iniciaremos pelo âmnio, membrana fetal que forma o saco amniótico, cheio de líquido (líquido
amniótico), o qual envolve o embrião (ou feto), evitando o ressecamento deste, além de conferir
proteção contra choques mecânicos. À medida que o seu tamanho aumenta, o âmnio se une à
cavidade coriônica e forma a membrana amniocoriônica. O líquido amniótico é inicialmente
composto pelo líquido secretado pelas células amnióticas. A maior parte desse líquido é
proveniente do �uido tecidual materno. A passagem de água e solutos do feto para a cavidade
amniótica ocorre através da pele e pelas vias respiratórias e gastrointestinais do feto. A partir da
11ª semana, o feto auxilia na formação do líquido amniótico pela urina expelida. A composição
do líquido amniótico inclui compostos orgânicos e sais inorgânicos em proporções
aproximadamente iguais. Metade desses compostos orgânicos é formada por proteínas e a
outra metade, por carboidratos, enzimas, gorduras e hormônios. O líquido amniótico tem as
funções de permitir o crescimento externo simétrico do embrião durante o seu desenvolvimento,
formar uma barreira contra infeções, impedir o contato entre o âmnio e o embrião, além de
proteger o embrião contra choques, lesões e traumatismos. Contribui, ainda, com o
desenvolvimento muscular, do pulmão fetal e auxilia no controle da temperatura do feto. Por
meio de estudos das células presentes no líquido amniótico, podem-se detectar anomalias
cromossômicas. O córion, como já aprendemos, está relacionado ao tecido uterino e, após
formar as vilosidades coriônicas, dá origem à placenta.
O saco vitelino (ou vesícula umbilical) é essencial para a transferência de nutrientes durante a
segunda e terceira semanas de desenvolvimento, antes de a circulação uteroplacentária ser
estabelecida, ainda na terceira semana. As células do sangue, na terceira semana, recobrem o
saco vitelino e iniciam a formação do fígado até a sexta semana, quando as atividades
hematopoiéticas começam.que não possuem a�nidade com os lipídios, ou íons que, mesmo
pequenos, não conseguem atravessar sozinhos a bicamada lipídica da membrana, recebem o
auxílio de proteínas carreadoras que as transportam através da membrana, sem a necessidade
de gasto de energia.
No transporte ativo, é necessário o gasto de energia. Quando a energia é proveniente de uma
molécula de ATP, caracteriza-se o transporte ativo primário. Já quando a energia utilizada é
originada de outro processo, tem-se o transporte ativo secundário. Como exemplo de transporte
ativo, podemos citar a bomba de sódio-potássio. A pinocitose é um transporte feito por
membranas que englobam partículas líquidas e as transportam para o interior das células a
partir de um processo chamado de endocitose, enquanto a fagocitose consiste no englobamento
de partículas sólidas também efetuado por endocitose.
Saiba mais
O transporte ativo pode ser dividido em transporte primário e secundário. O transporte ativo
primário usa uma fonte de energia química, como o trifosfato de adenosina (ATP) ou outro
fosfato rico em energia, para ativar as proteínas transportadoras e mover as substâncias através
da membrana contra o seu gradiente. Um exemplo é a bomba de sódio-potássio. Já o transporte
ativo secundário (cotransporte) é caracterizado pela utilização de energia indireta, por meio do
uso de um gradiente eletroquímico gerado pelo transporte ativo primário para mover outras
substâncias contra os seus gradientes. Para conhecer mais informações sobre os tipos de
transporte desenvolvidos na membrana, recomendo a leitura do capítulo 3, intitulado
“Membranas celulares: permeabilidade das membranas”, do livro Biologia celular e molecular.
Referências
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
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Aula 3
Sinalizações Celulares
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Dica para você
Aproveite o acesso para baixar os slides do vídeo, isso pode deixar sua
aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Agora que já sabe que as células são as unidades fundamentais da vida e
conheceu uma das principais estruturas que as constituem, você compreenderá como as células
se comunicam. Já parou para pensar em como ocorrem as comunicações entre as células que
compõem os diversos órgãos e o sistema do corpo humano? Nesta videoaula você descobrirá
como funcionam essas comunicações entre as células e os fatores envolvidos em todo esse
processo. Preparado? Então, vamos lá!
Ponto de Partida
As células possuem diversas estruturas, cada uma com funções bem de�nidas, como é o caso
da membrana celular. Aprendemos que a membrana plasmática é formada por uma bicamada
fosfolipídica e por proteínas inseridas nessa dupla camada, as quais auxiliam em quase todas as
atividades celulares. Elas se encarregam de atividades que incluem desde o transporte de
substâncias, permitindo a passagem para o interior ou exterior das células, até a ancoragem para
o citoesqueleto, cooperando na adesão das células adjacentes formadoras de tecidos, além de
funcionarem como receptores da membrana no processo de sinalização celular, que será o
objeto de estudo desta etapa de aprendizagem.
Mas o que é a sinalização celular? Esse complexo processo de comunicação existente entre as
células é fundamental para o funcionamento dos organismos, principalmente dos multicelulares,
que precisam emitir sinais de uma célula a outra para se comunicar. As células podem detectar o
que ocorre ao seu redor por meio de sinais advindos de células vizinhas, de células mais
distantes ou até mesmo de sinais provenientes do meio exterior. A membrana plasmática e as
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proteínas funcionam como transdutores de sinais, ou seja, convertem um tipo de sinal ou
estímulo em outro, o qual é levado para outras células a partir de proteínas e enzimas. Dessa
maneira, as células recebem informações a respeito das funções que deverão desempenhar, isto
é, respostas celulares que resultam em contração, secreção, crescimento, diferenciação,
propagação de um impulso nervoso, morte celular, entre inúmeras outras ações. A compreensão
desse complexo sistema é crucial para o desenvolvimento de pesquisas na área de biologia
celular, nas interações de fármacos com os receptores especí�cos da membrana, na ação
desses fármacos nas células e na elaboração de metodologias terapêuticas e de diagnóstico
para doenças, como o câncer.
Nesta aula investigaremos como funciona a comunicação entre as células e os requisitos
necessários a esse processo, que compreendem desde a molécula sinalizadora, a qual contém o
sinal emitido por uma célula emissora, até a ligação dessa molécula a um receptor especí�co
presente na célula-alvo, que receberá o sinal. Entenderemos que nem todos os sinais são
recebidos por todas as células, pois isso dependerá do tipo de molécula sinalizadora, do tipo de
receptor presente na membrana da célula e, ainda, da distância com que os sinais são
transmitidos entre as células. As sinalizações acontecem por meio de sinais químicos ou
elétricos e podem ser classi�cadas em: dependentes de contato, parácrina, sináptica e
endócrina, de acordo com a proximidade entre as células. Já os receptores existentes na
membrana celular que captam os sinais podem estar localizados no interior das células ou em
sua superfície, e cada um deles é classi�cado em subtipos.
Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-
problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática pro�ssional. Vamos lá!
Uma multinacional farmacêutica abriu um processo seletivo para a vaga de trainee em diversos
setores e você foi um dos candidatos aprovados. Você está atuando no setor de produção,
especi�camente na área de pesquisa, desenvolvimento e testes dos medicamentos. Você e o
farmacêutico Carlos estão trabalhando com um fármaco antitireoidiano que diminui a
quantidade de hormônio produzido pela tireoide, auxiliando no tratamento de pessoas que
sofrem com o hipertireoidismo. Esse fármaco à base de metimazol age reduzindo a quantidade
de iodo e, consequentemente, inibe a elevada taxa de T3 e T4 no organismo, controlando a
glândula da tireoide. No entanto, alguns pacientes podem lidar com efeitos adversos e devem ser
analisados para elaborar a descrição na bula.
Considerando essa situação, na intenção de auxiliar Carlos com os testes que fará, você saberia
explicar como as células se comunicam, ou seja, de que maneira ocorre a sinalização celular no
caso dos hormônios tireoidianos? Quais são os fatores que devemos levar em conta na
sinalização celular? Como podemos classi�car a molécula do hormônio tireoidiano e os
receptores das células-alvo envolvidas?
Vamos Começar!
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As sinalizações celulares são essenciais para que as células decodi�quem os sinais recebidos
do ambiente e de outras células. Há uma diversidade de sinais que instigam a comunicaçãointracelular, como estímulos físicos (luz, temperatura), hormônios, neurotransmissores,
patógenos, entre outros. A sinalização celular é um complexo sistema de comunicação que
coordena as atividades e funções celulares, seja em células procariontes ou eucariontes. Por
meio dos sinais recebidos, as células sabem como e quando devem agir, atuando em processos
que incluem desde a formação de tecidos, síntese de anticorpos, multiplicação celular até a
coordenação do metabolismo e várias outras atividades celulares.
Sinalizadores nas membranas celulares
A base da comunicação celular surge com a emissão de um sinal produzido por uma célula
emissora e liberado no meio extracelular. Esse sinal é enviado a partir de moléculas sinalizadoras
(ligantes), que podem ser proteínas, peptídeos, aminoácidos, nucleotídeos, hormônios, gases e
derivados de ácidos graxos. As moléculas sinalizadoras “�utuam” no meio extracelular até serem
reconhecidas por uma proteína receptora localizada na célula-alvo (célula que receberá o sinal). É
importante saber que nem todas as células podem receber todos os sinais. A célula só receberá
o sinal se tiver uma proteína especí�ca (receptor) para desempenhar tal função. As proteínas
receptoras são localizadas na superfície das membranas, quando a molécula sinalizadora tem
natureza hidrofílica, ou no interior das células, citoplasma ou núcleo, quando a natureza da
molécula sinalizadora é hidrofóbica.
Quando o ligante se prende à proteína receptora, a ligação ativa o receptor, que, por sua vez, ativa
uma ou mais proteínas sinalizadoras intracelulares. Dessa maneira, a mensagem é retransmitida
por uma cadeia de mensageiros químicos dentro da célula, possibilitando a resposta celular. Ou
seja, o sinal intercelular (entre as células) original é convertido em sinal intracelular (dentro das
células), o que caracteriza a transdução do sinal. Isso possibilita que a informação chegue ao
alvo intracelular apropriado (proteínas efetoras), o qual aciona a resposta. Cada célula é
programada para responder a combinações especí�cas de moléculas sinalizadoras. A célula
passa por mudanças que permitem, por exemplo, em resposta, alterar a atividade de um gene,
modi�car a indução de uma divisão celular, alterar funções do metabolismo, formas e
movimentos celulares, entre outras ações. A troca de sinais químicos entre as células regula
quase todas as funções celulares, e um mesmo sinal pode produzir diferentes efeitos,
dependendo do receptor ao qual ele se associa.
Para que ocorra a sinalização celular, tornam-se necessárias as seguintes etapas:
a. Célula emissora realiza a síntese e liberação da molécula sinalizadora.
b. Molécula sinalizadora é transportada até a célula-alvo.
c. Célula-alvo detecta o sinal por meio do receptor especí�co (proteína receptora). Nessa fase,
a molécula sinalizadora altera a conformação do receptor, sendo considerada o primeiro
mensageiro.
d. O sinal é transmitido para o interior da célula (proteínas de sinalização intracelular),
podendo haver um mensageiro secundário que retransmitirá esse sinal a outra ou outras
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proteínas (proteínas efetoras), enzimas, etc.
e. O sinal é recebido e ocorre a modi�cação do metabolismo celular, bem como uma resposta
da célula, a qual pode estar relacionada à função ou ao desenvolvimento celular.
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Figura 1 | Sinalização intracelular. Fonte: Alberts et al. (2017). 
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Tipos de sinalização
A sinalização celular pode envolver sinais químicos ou elétricos, sempre abrangendo a
transmissão do sinal de uma célula emissora para uma célula receptora. Mas sabemos que as
células nem sempre estão próximas umas às outras, como também que nem todas as células
trocam sinais da mesma maneira. Precisamos, então, considerar os diferentes tipos de
sinalização que ocorrem, sobretudo tomando como base a distância que o sinal percorre no
organismo para alcançar a célula-alvo. Encontramos quatro categorias de sinalização química
nos organismos multicelulares: sinalização dependente de contato, sinalização parácrina,
sinalização sináptica e sinalização endócrina.
Sinalização dependente de contato: acontece em contato direto, quando as moléculas
sinalizadoras permanecem ligadas à membrana plasmática de uma célula e podem
interagir com receptores de uma célula adjacente. Mostra-se importante durante o
desenvolvimento embrionário e a resposta imune. Em alguns casos, as células podem não
estar tão próximas umas das outras, e as células se comunicam estendendo
prolongamentos, que formam canais, para entrar em contato com a outra célula. Esses
canais por onde percorrem íons e substâncias pequenas de uma célula a outra são as
junções comunicantes ou gaps (em células animais) e plasmodesmos (em células
vegetais).
Sinalização parácrina: ocorre em distâncias curtas, quando as moléculas sinalizadoras
estão muito próximas às células-alvo. Nesse contexto, as moléculas atuam em diferentes
células vizinhas. São exemplos os hormônios, tais como as citocinas, fatores de
crescimento, neurotransmissores, entre outros. Esse tipo de sinalização também pode ser
classi�cado como autócrina, quando a célula responde à sinalização a partir da molécula
sinalizadora que ela mesma produziu. A célula emissora e a célula-alvo são a mesma
célula. Para exempli�car essa ideia, podemos citar as células cancerosas, as quais
produzem sinais extracelulares que estimulam a sobrevivência e proliferação de sua própria
célula.
Sinalização sináptica: acontece em longas distâncias, e as moléculas sinalizadoras
(neurotransmissores) são liberadas por neurônios por meio de sinais elétricos, em uma
longa �bra (axônio). Quando o impulso alcança a sinapse (junção de duas células nervosas,
onde ocorre a transmissão de sinal), os neurotransmissores são liberados e desencadeiam
respostas em células-alvo que estão localizadas em outras partes do organismo. Os
neurotransmissores, uma vez liberados, podem ser degradados ou retomados pela célula
emissora, para que a sinapse esteja preparada para receber o próximo sinal. Essas
sinalizações por meio dos neurotransmissores também podem ser consideradas
endócrinas (por percorrerem longas distâncias) ou parácrinas (por percorrerem curtas
distâncias, nos casos em que neurônios próximos se comunicam nas sinapses).
Sinalização endócrina: também ocorre em longas distâncias. Nesse caso, as moléculas
sinalizadoras (hormônios) são secretadas na corrente sanguínea que alcancem a célula-
alvo. O sistema circulatório, como uma rede de distribuição, se encarrega de transportar os
hormônios por todo o corpo, permitindo a sua atuação em células-alvo que estejam em
qualquer parte dessa estrutura. Nos animais, as glândulas endócrinas são as células que
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liberam um ou mais tipos de hormônios. Podemos citar como exemplos a tireoide, o
hipotálamo, as gônadas, a pituitária e o pâncreas.
Figura 2 | Categorias de sinalização celular. Fonte: Alberts et al. (2017). 
Nota: (A) sinalização endócrina; (B) sinalização parácrina; (C) sinalização sináptica; (D)
sinalização dependente de contato.
As moléculas químicas, sinalizadoras, responsáveis pela atuação em diversos locais, são
classi�cadas em:
Moléculas hidrossolúveis: moléculas de peso molecular considerável, como os
aminoácidos, as catecolaminas e peptídeos – são os neurotransmissores e os hormônios
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–, que podem se difundir pela membrana e chegar ao núcleo, sendo transportadas por
carreadoras.
Moléculas lipossolúveis: moléculas de pouco peso molecular, derivadas do colesterol
(esteroides), de aminoácidos (tireoides) e compostos gasosos, como óxido nítrico (NO) e
monóxido de carbono (CO), que se ligam a receptores intracelulares.
Diferentes células podem receber um mesmo sinal, utilizar um mesmo tipo de receptorna
membrana e apresentar comportamentos de reação distintos entre si. Por exemplo, o
neurotransmissor acetilcolina (molécula sinalizadora) pode suscitar diferentes respostas
dependendo da célula-alvo que atinge, uma vez que tipos celulares distintos são especializados
para responder de maneiras diferentes aos sinais. Podemos citar como exemplo a célula
muscular cardíaca. Nesse caso, a proteína receptora acoplada à proteína G se liga à acetilcolina,
e os sinais interpretados pela célula produzem como resposta a redução da velocidade de
contração. Já a mesma molécula, ao se ligar a um receptor de uma célula da glândula salivar,
também acoplado à proteína G, produzirá uma resposta diferente, de secreção. Além disso, essa
mesma molécula de acetilcolina, ao ligar-se a um receptor acoplado a um canal iônico de uma
célula muscular esquelética, produz uma resposta distinta das demais, de contração.
Siga em Frente...
Classes de receptores de membranas
Como aprendemos, a sinalização celular ocorre quando há ligação entre uma molécula
sinalizadora (ligante) e sua molécula receptora (receptor). Um receptor reconhece um ou poucos
ligantes especí�cos, e um ligante se liga a apenas um ou poucos receptores presentes nas
células-alvo. Quando há ligação entre ambos, ligante e receptor, o receptor altera a sua forma ou
atividade, e o sinal é transmitido ou desencadeiam-se modi�cações adaptativas dentro da célula-
alvo.
Os receptores podem ser classi�cados como intracelulares ou de superfície celular. Os
receptores intracelulares (proteínas receptoras) são encontrados dentro da célula, no citoplasma
ou no núcleo. Geralmente se ligam a pequenas moléculas hidrofóbicas, transportadas por
carreadoras para que atravessem a membrana plasmática por difusão. Os hormônios esteroidais
(testosterona, estrogênio, cortisol), hormônios da tireoide e a vitamina D presentes no corpo
humano são exemplos de moléculas hidrofóbicas. Outro exemplo é o óxido nítrico (NO), uma
pequena molécula que age sobre as células musculares lisas dos vasos sanguíneos, provocando
vasodilatação local (relaxamento das células musculares locais). Com isso, o calibre do vaso
aumenta, permitindo que o �uxo sanguíneo �ua facilmente. Essas moléculas possuem difusão
rápida através da membrana por serem gasosos e rapidamente se espalharem pelas células
vizinhas.
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Os receptores de superfície celular, também conhecidos como receptores de membrana
plasmática, são as proteínas localizadas na superfície externa da célula. As moléculas grandes,
ou hidrofílicas, que não conseguem atravessar a membrana plasmática se ligam a três tipos de
receptores: acoplados a canais iônicos, acoplados a enzimas e acoplados à proteína G. Todos
eles são proteínas transmembranas e não entram na célula, a menos que sejam degradados.
Os receptores acoplados a canais iônicos são canais controlados por um ligante. Em resposta à
ligação, tais receptores possuem uma região intramembranal com um canal hidrofílico no meio
dela, permitindo que os íons atravessem a membrana sem que precisem se deparar com a
camada fosfolipídica. A alteração dos níveis de íons dentro da célula pode modi�car a atividade
de outras moléculas na produção de uma resposta. A sinalização sináptica, que envolve a
transmissão rápida de sinais entre células eletricamente excitáveis, está vinculada a esses
receptores. Os neurotransmissores, por exemplo, abrem e fecham o canal iônico formado pela
proteína à qual se ligam. Desse modo, conseguem mudar rapidamente a permeabilidade iônica
da membrana.
Os receptores acoplados a enzimas são receptores da membrana plasmática que estão
associados a uma enzima. Nesse caso, o receptor pode ser a enzima que catalisa a reação, ou,
em outras circunstâncias, o receptor interage uma enzima diferente. Podemos citar como
exemplos os receptores tirosina quinases (RTKs), encontrados em humanos e em outras
espécies. Nesse contexto, moléculas sinalizadoras se ligam a dois receptores de tirosina quinase
próximos, e esses receptores vizinhos se juntam, trocando fosfatos que se ligam à tirosina um do
outro. Tais receptores, agora fosforilados, podem transmitir sinais para outras células ou se
tornam receptivos a uma diversidade de proteínas que, quando se ligam a esses receptores,
podem ativar uma grande variedade de vias de sinalização, as quais levam a uma resposta
celular. As proteínas receptoras atravessam a membrana uma única vez. Além disso, têm um
sítio de ligação no exterior da célula e um sítio catalítico no interior celular.
Já os receptores acoplados à proteína G (GPCRs) são heterogêneos e se ligam a diversos tipos
de ligantes. Trata-se de receptores associados a uma proteína transmembrana multipasso. Isso
signi�ca que atravessam a membrana sete vezes e, ao se ligarem à molécula sinalizadora,
ativam outras proteínas, alterando a sua conformação e transmitindo o sinal adiante. A
sinalização celular vinculada a esse tipo de receptor pode se repetir várias vezes em resposta à
molécula sinalizadora, em um ciclo. Tais receptores atuam indiretamente regulando a atividade
de uma proteína-alvo ligada à membrana plasmática, que pode ser um canal iônico ou uma
enzima.
As proteínas G (nucleotídeos de guanosina) fazem parte de uma família com mais de 50 tipos
descritos. São proteínas com estado inativo, acopladas a receptores no meio intracelular com
propriedades funcionais e estruturais. Quando ativadas, podem migrar pelo citosol e ativar
enzimas efetoras ou canais iônicos, realizando a transdução de sinais (Moura; Vidal, 2011). As
proteínas G recebem esse nome porque se combinam com nucleotídeos da guanina GDT
(trifosfato de guanosina) e GTP (difosfato de guanosina), possuem alto peso molecular e são
formadas por três polipeptídios distintos, ou subunidades – α (liga e hidrolisa GTP), β e γ
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(responsáveis pelo ancoramento à membrana) –, formando um complexo transdutor de sinais.
As proteínas G funcionam como interruptores. Quando associadas com GTP, estão “ligadas”
(ativadas). Já quando associadas com GDP, estão “desligadas” (desativadas). Quando a célula-
alvo recebe o primeiro mensageiro (hormônio, neurotransmissor, secreção parácrina) e este se
liga ao receptor acoplado à proteína G, ocorre sua ativação, e a proteína G pode ativar outras
proteínas (proteínas G estimulatórias – Gs) ou inibir proteínas (proteínas inibitórias – Gi). As
proteínas G estimulatórias provocam o efeito cascata de sinalização. Quando um receptor recebe
o ligante e ativa a proteína G, ela, por sua vez, ativa uma terceira proteína, geralmente uma
enzima efetora (adenilciclase ou fosfolipase C). Ao serem ativadas pela proteína G por meio da
sua ação enzimática, tais proteínas geram várias reações moleculares de curta duração, que
levam a uma modi�cação no comportamento celular. A enzima ativada gera um segundo
mensageiro, o qual afetará outros alvos. Alguns exemplos de tipos de proteínas G são: Gs, Gq, Gi,
Gt, Go e Gk.
A adenilciclase é uma enzima que cumpre um importante papel no processo de sequenciamento
de sinalizações envolvendo a proteína G. Quando essa enzima é ativada pela proteína G, ela
hidrolisa uma molécula de ATP, retirando o fosfato dela e transformando-a em AMP (adenosina
monofosfato) ou AMPc (AMP cíclico). O aumento do número de AMPc amplia,
consequentemente, o número de enzimas citoplasmáticas ativadas por ela, reagindo ao pico de
concentração. Para que esse mecanismo funcione bem, é necessário controlar a concentração
de AMPc. Somente assim a célula poderá perceber o próximo sinal. Há uma enzima especí�ca
que ajuda a controlar esse processo.
As proteínas G, junto de seus receptores, transmitem sinais de hormônios e neurotransmissores.
Logo, funcionam como importantes intermediários para a �siologia do organismo, pois
promovem o controle do metabolismo celular, alcançando o sistema cardíaco, as funções
cerebrais e o equilíbrio hormonal. Quando há alterações na �siologiada proteína G, muitos
distúrbios orgânicos podem ser gerados.
Molécula-sinal Local de origem Natureza química Algumas ações
Hormônios      
Adrenalina
(epinefrina) Glândula suprarrenal Derivado do
aminoácido tirosina
Aumenta a pressão
arterial, o ritmo
cardíaco e o
metabolismo.
Insulina Células β do pâncreas Proteína
Estimula a captação
de glicose, a síntese
de proteínas e de
lipídeos em vários
tipos celulares.
Disciplina
INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
CELULAR E DO
DESENVOLVIMENTO
Testosterona Testículos Esteroide (derivado do
colesterol)
Induz e mantém as
características
sexuais masculinas.
Neurotransmissores      
Acetilcolina Terminais nervosos Derivado da colina
Neurotransmissor
excitatório em sinapse
muscular e sistema
nervoso central.
Ácido-γ-aminobutírico
(GABA) Terminais nervosos
Derivado do
aminoácido ácido
glutâmico
Neurotransmissor
inibitório no sistema
nervoso central.
Quadro 1 | Alguns exemplos de moléculas de sinalização. Fonte: Alberts et al. (2017). 
A sinalização celular só ocorre com o perfeito funcionamento de cada uma das etapas
envolvidas, pois qualquer alteração signi�cativa afeta a comunicação entre as células e gera uma
modi�cação capaz de interferir diretamente na função que a célula deveria executar para sua
correta operação.
Vamos Exercitar?
Agora que você já estudou sobre as sinalizações celulares, vamos resolver a situação-problema
apresentada anteriormente.
Os hormônios tiroidianos são produzidos pela glândula tireoide (localizada no pescoço) e
levados através do sangue para as demais partes do corpo, regulando o metabolismo. O
hipertireoidismo é uma condição na qual a glândula da tireoide produz em excesso os hormônios
tireoidianos T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina), que podem desencadear outros problemas de
saúde. A aceleração ou irregularidade nos batimentos cardíacos, a insu�ciência cardíaca ou até
mesmo casos de osteoporose, perda de peso, fraqueza muscular e infertilidade podem ser
sintomas do hipertireoidismo.
De acordo com as características dos tipos de sinalização celular que as células utilizam para se
comunicar, as quais são decorrentes principalmente do distanciamento entre elas, a sinalização
endócrina é a que ocorre no caso dos hormônios tireoidianos e outros tipos de hormônios
secretados por glândulas endócrinas. Nesse tipo de sinalização, os hormônios são carregados
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INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
CELULAR E DO
DESENVOLVIMENTO
através do sistema circulatório, agindo em células distantes do alvo. Vale lembrar que, para que a
sinalização celular aconteça, fazem-se necessários uma célula emissora (glândula endócrina –
tireoide), a emissão de um sinal ou molécula sinalizadora (hormônio tireoidiano) e o receptor
especí�co da membrana que interpretará o sinal para a célula-alvo – nesse caso, a célula
distante que receberá o sinal e produzirá uma resposta (reação).
Com isso, podemos classi�car o hormônio tireoidiano como uma molécula sinalizadora
lipossolúvel, solúvel em gordura, mas não solúvel em solventes orgânicos e incapaz de
atravessar a membrana plasmática da célula-alvo ou de percorrer a corrente sanguínea sem o
auxílio de uma proteína transportadora ou carreadora. Os hormônios da tireoide se ligam a
receptores intracelulares encontrados no núcleo celular. Quando ocorre a ligação, o receptor
muda a sua conformação, permitindo que o hormônio entre no núcleo e regule a atividade gênica
para a qual foi “instruído”.
Os medicamentos antitireoidianos diminuem a quantidade de hormônio produzido pela tireoide.
Mas, assim como todo medicamento, podem causar efeitos adversos quando o princípio ativo
age em outras células do nosso organismo que não precisam dele. Logo, podem surgir efeitos
colaterais de maior ou menor grau – algumas vezes o efeito é tão sutil que não o percebemos.
Isso ocorre pelo fato de diferentes células utilizarem o mesmo receptor especí�co para a
molécula sinalizadora, podendo responder a esse sinal de maneiras distintas.
Como aprendemos, a sinalização celular é extremamente importante para o funcionamento do
organismo dos seres vivos.
Saiba mais
O tempo que uma célula leva para responder a um sinal extracelular varia muito, pois depende
das ações que a célula deve executar para chegar à resposta requerida. Algumas moléculas
sinalizadoras, como a acetilcolina (neurotransmissor), se degradam em um intervalo de
milissegundos após serem secretadas. Isso acontece porque as proteínas afetadas já se
encontram no interior da célula-alvo aguardando os sinais. Outros processos, como a secreção
das glândulas salivares, duram em torno de um minuto. Já alguns hormônios podem demandar
horas ou dias para que sejam degradados. Um exemplo é o hormônio de crescimento, pois a
resposta celular depende de mudanças na expressão gênica e da produção de novas proteínas.
Para conhecer mais detalhes sobre como as células respondem aos sinais extracelulares,
recomendo a leitura do capítulo 16, intitulado “Sinalização celular”, do livro Fundamentos da
biologia celular, cujo link de acesso está disponível a seguir.
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Referências
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788582714065/pageid/554
Disciplina
INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
CELULAR E DO
DESENVOLVIMENTO
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/. Acesso em: 24 abr.
2024.
DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-
2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2023.
Aula 4
Citosol e Citoesqueleto
Citosol e Citoesqueleto
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Dica para você
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aprendizagem ainda mais completa.
Olá, estudante! Vamos dar sequência ao estudo das células, as unidades básicas fundamentais à
vida. Além de estruturar os organismos vivos, elas são responsáveis pelas funcionalidades do
nosso corpo. Você já parou para pensar nos diversos tipos celulares que compõem o nosso
corpo? As células têm estruturas distintas, mas como elas conseguem manter as suas
respectivas formas? Nesta videoaula aprofundaremos nossos estudos sobre as células a partir
da compreensão do citoplasma e do citoesqueleto, veri�cando suas composições e funções.
Preparado? Então, vamos lá!
Ponto de Partida
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/
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INTRODUÇÃO À BIOLOGIA
CELULAR E DO
DESENVOLVIMENTO
As células possuem diversas estruturas, cada uma com atribuições bem de�nidas e de vital
importância para o funcionamento do organismo, como a membrana celular. Nesta aula
investigaremos as funções e a composição do citosol e do citoesqueleto. Você saberia dizer qual
é a localização e a composição do citosol, também conhecido como matriz citoplasmática?
O citosol é o meio interno da célula, que se estende desde o envoltório nuclear até a membrana
plasmática. Essa é a região em que ocorre a maioria das reações químicas metabólicas e onde
estão dispostos as organelas, os ribossomos, o núcleo e os complexos enzimáticos,
representando 50% do volume do citoplasma. O citosol é formado de água, proteínas, sais
minerais, aminoácidos e açúcares, constituindo um material coloide, de consistência gelatinosa.
Trata-se de uma estrutura comum às células procariontes e eucariontes.
Já o citoesqueleto está presente somente nas células eucariontes e possui uma função