Bases Celulares e Moleculares

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Bases celulares 
e moleculares 
Introducao ao estudo da celula
Origem da biologia celular
Iniciou a 4,5 bilhões de anos 
Na atmosfera primitiva continha:
 metano (CH4) amônia (NH3)
 Hidrogênio (H2) Vapor d’água (H2O)
 Sulfeto de hidrogênio (H2S)
 Gás Carbônico (CO2)
Tempo de meia vida: tempo necessário 
para que a quantidade de uma substância 
no organismo seja reduzido a metade
Materia viva: ex: ossada humana
Caldo ou sopa primordial: poça de água 
inicial 
Big Bang: diz que o universo surgiu há 
cerca de 13,8 bilhões de anos a partir de 
uma grande expansão de matér ia 
extremamente quente e densa 
Big Crunch: hipótese que o universo 
poderia parar de expandir e começar a se 
contrair 
Teoria da evolução química ou 
molecular: 
 Compostos inorgânicos da Terra primitiva 
reagiram formando moléculas orgânicas 
simples (açúcares, aminoácidos, bases 
nitrogenadas). 
Essas moléculas se uniram formando 
macromoléculas complexas (proteínas, 
lipídeos e ácidos nucleicos).
Com o tempo, surgiram estruturas 
c a p a z e s d e m e t a b o l i s m o e 
autoduplicação, originando os primeiros 
seres vivos. 
Grande quantidade de água (oceano e 
lagos)
Massa líquida (caldo primordial)
Rica em moléculas inorgânicas 
Calor e radiação ultra violeta
De scarga s e lét r ica s (f requente s 
tempestades)
Formação de moléculas: proteínas e ácidos 
nucleicos (espontâneo ou acaso)
Nas condições atuais essas células so se 
formam por células ou síntese de 
laboratório
O que é a celula?
A celula é a unidade básica da vida que 
existe em complementariedade entre 
estruturas e funções
As células surgem apenas de outras 
células existentes
Podem existir isoladamente nos seres 
unicelulares (bactér ias) ou formar 
arranjos ordenados (teci dos) , que 
c o n s t it u e m o c o r p o d o s s e r e s 
pluricelulares (animais, plantas, etc)
As primeiras células possuíam camadas de 
membranas fosfolipidicas
Fosfolipidios: lipídios —> cabeça hidrofílico 
 | —> afinidade por agua 
 —> cabeça hidrofóbica 
 |—> repele a água
—> estabelece uma interface entre o meio 
intracelular e o meio extracelular
Proteinas canais 
São proteínas localizadas na membrana 
plasmáticas: formam “tuneis” ou “poros” 
permitindo a passagem de substancias 
especificas para dentro ou fora da 
célula 
 Transportam principalmente: 
 —> ions (Na+; K+; ca2+; cl-)
 —> água (em alguns casos - 
aquaporina) 
Tipos de canais 
Dependentes de voltagem: ex: neurônio
Dependentes de ligamento: quando uma 
substancia se liga a eles
Mecanossensiveis: abrem por estimulo 
mecanico
 —> ex: pressão, toque
Procariontes: ex: bacterias 
autotroficos: produzem seu proprio 
alimento por meio de:
 Fotossíntese luz do sol ex: plantas e 
algas
 Quimiossíntese: energia de radiações 
químicas ex: algumas bactérias
Heterotróficos: Não produzem seu 
proprio alimento 
Formada por DNA, RNA e proteínas 
envolta por bicamada de fosfolipidios
Anaeróbicas (não existia oxigênio) 
De acordo com números de células nos 
organismos 
Unicelulares - uma célula 
 —> bacterias, cianofitas, 
protozoarios, algas unicelulares e 
leveduras
Pluricelulares - mais de uma célula
 —> os demais seres vivos 
De acordo com a organização estrutural 
Células Procariontes 
São células mais simples e primitivas.
 Características:
• Não possuem núcleo definido (o 
DNA fica disperso no citoplasma).
• Não têm organelas membranosas.
• Geralmente são menores.
• Estrutura simples.
Exemplo:
• Bactérias
O material genético fica em uma região 
chamada nucleoide.
Células Eucariontes 
S ã o c é lu la s ma i s co mp lexa s e 
organizadas.
 Características:
• Possuem núcleo definido (envolvido 
por membrana).
• Têm organelas membranosas:
◦ Mitocôndria
◦ Retículo endoplasmático
◦ Complexo de Golgi
◦ Lisossomos, etc.
• São maiores e mais organizadas.
Exemplo:
• Células humanas
• Plantas
• Fungos
• Animais
Como se deu o surgimento de 
células auotroficas 
-
- C é l u la s p r o c a r i o n t e s t e r i a m 
desenvolvido um sistema capaz de 
utilizar a energia do sol e armazena-la 
em ligações químicas, sintetizando 
assim alimentos e liberando oxigênio 
(seriam semelhantes as algas azuis ou 
cianofíceas = atuais: cianobactérias).
 - Originou-se a fotossíntese, graças ao 
aparecimento de certos pigmentos nas 
células, como a clorofila (pigmento de cor 
verde), capta radiação solar, e utiliza essa 
energia para ativar processos sintéticos.
Papel do oxigênio? 
- O oxigênio liberado pela fotossíntese 
que era realizada pelas bactérias 
autotróficas fo i se acumulando na 
atmosfera. Alterações 
- O Gás oxigênio (O2) se rompeu sob a 
ação da radiação ultravioleta liberando o 
átomo Oxigênio (O) que se recombinou 
formando o Ozônio (O3) que é capaz de 
absorver a radiação ultravioleta, desse 
modo formou-se aos poucos a CAMADA 
DE OZÔNIO. 
Modificação da atmosfera terrestre
- Evolução das células e origem de 
outras formas de vida; 
 - Aparecimento de células aeróbicas 
(dependem oxigênio para se manter); 
 - Com a camada de ozônio os seres 
anaeróbios restringiram os seus nichos; 
- Passo para o surgimento de seres 
EUCARIONTES
Célula eucariontes: origem dos 
compartimentos intracelulares 
 - Se originaram de procariontes por 
invaginações da membrana plasmática, 
puxa da po r prote ínas co ntráte i s 
previamente contidas no citoplasma; 
 - Hipótese apoiada pela observação que 
membranas intercelu lares mantêm 
aproximadamente, a mesma assimetria, 
que existe na membrana plasmática; 
 - A interiorização da membrana foi 
fundamental para a formação dos 
c o m p a r t i m e n t o s i n te r c e lu la r e s 
(ORGANELAS)
Teoria Endossimbiótica 
- Propõe que ORGANELAS que compõem 
as células eucariontes, tenham surgido 
como consequência de uma associação 
simbiótica estável entre organismos.
Associação simbiótica – dois ou mais 
organismos envolvidos se beneficiam da 
relação. 
- Ex . : Bactér ia s enco ntra da s n o 
estômago dos ruminantes (bois, cabras), 
se nutrem da celulose ingerida por 
esses animais, fornecendo, em troca, 
am in oác i do s e s senc ia i s para o 
metabolismo proteico do mesmo
ASSOCIAÇÃO SIMBIÓTICA – dois 
ou mais organismos envolvidos se 
beneficiam da relação. 
Ex.: Liquens (fungos – fornece ambiente 
propicio e algas – fornecem alimentos aos 
fungos).
Classificação quanto ao ciclo de 
vida 
- Células lábeis: se dividem durante toda 
a vida do indivíduo. Possuem ciclo vital 
curto e baixa especialização. Ex.: 
células epiteliais, hemácias e gametas.
- Células estáveis: se dividem até certo 
estágio da vida do indivíduo (crescimento), 
retornando a capacidade de divisão em 
algumas con dições (regeneração) . 
Possuem ciclo vital médio. 
Ex.: células ósseas, cartilaginosas e 
glandulares. 
- Células permanentes: possuem ciclo vital 
lo n g o e pequena capac i da de de 
multiplicação com elevado grau de 
diferenciação. Multiplicam-se apenas 
durante o período embrionário. 
Ex.: Neurônios, células adiposas. Em 
algumas situações as células nervosas 
podem se multiplicar.
Fundamentos da citologia
Citologia 
- os seres vivos formados por células 
podem ser classificados como 
 -> unicelulares: seres vivos formados por 
uma única célula
 Ex: bactérias, algas e protozoários
- As células podem ser categorizadas 
por tamanho: 
- Microscópicas ( 0,1 mm): podem ser 
vistas a olho nú.
Formas das células 
- Discoides - ex: hemácias
- Esféricas 
- Estreladas - ex: neurônios 
- Fusiforme (alongadas)
Estruturas das células 
- Basicamente uma célula é formada por 
três partes básicas 
 -> membrana: estrutura que envolve e 
limita a célula 
 -> citoplasma: região que fica entre a 
membrana e o núcleo 
 -> núcleo: estrutura que controla as 
atividades celulares
 Membrana Plasmática 
• É uma estrutura dupla que envolve e 
protege todo o interior da célula. 
• Permeabilidade Seletiva:capacidade de 
selecionar as substâncias que entram e 
saem da célula.
Funções das Membranas: 
 1) Manutenção da integridade da 
estrutura da célula; 
2) Permeabilidade seletiva - controle da 
movimentação de substâncias para dentro 
e para fora da célula; 
3) Formação de gradientes de potencial 
eletroquímicos; 
4) Regulação das interações célula-célula;
 5) Receptores: reconhecimento de 
antígenos, células estranhas e células 
alteradas; hormônios; 
6) Atuação como interface entre o 
citoplasma e o meio externo; 
7) Estabelecimento de sistemas de 
transporte para moléculas específicas; 
8) Transdução de sinais extracelulares 
físicos e/ou químicos em eventos 
intracelulares.
Citoplasma 
- Localizado entre a membrana 
plasmática e o núcleo; 
- Preenchido pelo hialoplasma; 
- Onde encontram-se dispersas as 
organelas citoplasmáticas que garantem 
o bom funcionamento da célula;
 Glicocálix
O glicocálix é uma camada de 
carboidratos que reveste a parte externa 
da membrana plasmática das células.
Ele é formado por:
• Glicoproteínas
• Glicolipídios
• Proteoglicanos
Funções do Glicocálix 
Proteção da célula 
Reconhecimento celular (importante para 
o sistema imunológico) 
Adesão celular (liga uma célula à outra) 
Participa da comunicação celular
 Onde é encontrado? 
Principalmente em células animais e 
muito desenvolvido em:
• Células epiteliais
• Células do sangue
Eucariontes 
DNA contido em um compartimento 
separado, o núcleo, delimitado por uma 
membrana de dupla camada. 
 Outras organelas membranosas 
– Ribossomos 
 Mitocôndrias 
– Retículo endoplasmático 
– Aparelho de Golgi 
– Citoesqueleto
Núcleo 
O Núcleo atua na reprodução celular. 
Também é portador das características 
hereditárias e coordena as atividades 
celulares. 
Núcleo 
• O núcleo celular, descoberto em 1833 
pelo pesquisador escocês Robert Brown;
• Estrutura presente nas células 
eucariontes, que contém o DNA da 
célula. 
• Delimitado pelo envoltório nuclear; 
• Se comunica com o citoplasma através 
dos poros nucleares. – Funções básicas: 
• regular as reações químicas que 
ocorrem dentro da célula; e armazenar 
as informações genéticas da célula. 
• Carioteca: membrana dupla e porosa 
que envolve o Núcleo, permitindo a 
comunicação com o Citoplasma; 
• Nucleoplasma: massa fluída limitada 
pela Carioteca que ocupa o interior do 
núcleo; 
• Cromatina: material constituído por 
DNA (material genético). Responsável 
pelas CARACTERÍSTICAS 
HEREDITÁRIAS. 
• Nucléolo: estrutura que produz 
proteínas
Retículo endoplasmático: 
Retículo endoplasmático liso: 
• Formado por sistemas de túbulos 
cilíndricos e sem ribossomos aderidos a 
membrana 
• Função: Participa principalmente da 
síntese de esteróides (hormônios), 
fosfolipídios e outros lipídios; contribui 
para a desintoxicação do organismo. 
Componentes celulares 
• Retículo endoplasmático rugoso: 
(Ergastoplasma) É formado por sistemas 
de túbulos achatados e ribossomos 
aderidos a membrana o que lhe confere 
aspecto granular. 
• Função: Participa da síntese de 
proteínas, que serão enviadas para o 
exterior das células. Esse tipo de 
retículo é muito desenvolvido em células 
com função secretora.
Complexo golgiense 
Organelas encontradas em quase todas as 
células eucarióticas. – Nome homenageia 
de Camilo Golgi, que as identificou. • 
Formado por sacos achatados e vesículas, 
sua função primordial é o processamento 
de proteínas ribossomaticas e a sua 
distribuição por entre essas vesículas. – 
Funciona como uma espécie de sistema 
central de distribuição na célula e atua 
como centro de armazenamento, 
transformação, empacotamento e remessa 
de substâncias na célula.
 
▪ Face CIS (de formação), ou convexa 
▪ apresenta associação com o RER ou 
carioteca externa;
▪ Face TRANS (de maturação), ou côncava.
A via secretora para a síntese e 
ordenação de proteínas.
Microtúbulos: 
- são estruturas proteicas que fazem 
parte do citoesqueleto nas células. 
Apresentam filamentos com diâmetro 
de, aproximadamente, 24 nm e 
comprimentos variados, de vários 
micrometros até alguns milímetros nos 
axônios das células nervosas.
Centriolos 
2 cilindros ocos (diplossomos)
Formados por 9 feixes de 3 microtubulos 
proteicos
Possui DNA próprio 
Asusente em vegetais superiores 
 -> função formação de cilios e flagelos 
- orientação das fibras do fuso
-> cilios e flagelos 
Plastideos 
Características 
Possuem DNA e ribosssomos 
Função: armazenamento de substâncias de 
reserva e pigmentos 
Os cloroplastos são os principais 
responsáveis pela fotossíntese 
Mitose e meiose 
Interfase - fase pré divisional 
Mitose - divisão da célula mãe em 
células filhas 
Meiose - formação de células haploides 
Ciclo de reprodução - varia de acordo 
com o ciclo reprodutivo de cada especie 
Uma célula so se origina de outra célula 
Interfase - fase pre divisional 
Fase em que a célula apresenta maior 
atividade metabólica 
 - permite a formação de cromossomos 
duplos 
 - síntese das cromátides irmãs 
 - A duplicação do DNA e o crescimento 
celular ocorrem durante os períodos G1, S 
e G2
Fases da interfase 
G1 - sintese de grandes quantidades de 
RNA e proteinas para o crescimento 
celular 
S - “sintesis" ocorre a duplicação do DNA 
o que resulta em cromossomos duplos 
G2- DNA já duplicado e se prepara para 
a divisão celular
- o nucleolo é visive 
- O RNAr se unem a proteinas e formam 
riqbossomos 
- Desaparecimento do nucleolo 
- Zona SAT dos cromossomos 
- A cromatina se organiza em finos 
filamentos 
- Espiralização das eucromatinas
Mitose - divisão da célula mãe em 
células filhas 
É um processo de divisão em que uma 
célula-mãe, seja ela haploide ou diploide, 
vai originar duas células filhas idênticas 
 -> ocorre em 4 fases: — prófase 
 — metáfase
 — anafase 
 — telófase 
Profase 
Condensação cromossômica 
 - O DNA já duplicado na interfase, 
torna-se mais curto e grosso
Desaparecimento dos núcleos 
 - devido a fomação dos riqbossomos a 
medida que a prófase progride eles 
deixam de ser vistos
Inicio da formação do fuso
 - formação do fuso e a distinção dos 
microtubulos polares e os cinetocóricos 
Desaparecimento da carioteca 
 - fragmentação da carioteca em varios 
pedaços havendo a mistura do material 
nuclear com o citoplasmatico 
Metafase 
Máximo desenvolvimento do fuso 
- Os microtúlos chegam ao máximo de 
extensão. 
Máximaespiralização dos cromossomos - 
- Os cromossomos, altamente 
condensados ligam-se às fibras do fuso 
por meio dos centrômeros.
Ordenação dos cromossomos no plano 
equatorial 
 - todos os cromossomos através da 
metacinese se dispõe no equador (igualar 
os cromossomos na zona mediana) da 
célula. E as cromátides irmãs se 
posicionam se posicionam cada uma 
voltada para um dos polos da célula 
Anafase 
Encurtamento das fibras do fuso 
 - as fibras sofrem retração, puxando as 
cromátides (que nessa fase já são 
cromossomos simples, para os polos da 
células) 
Ascensão polar dos cromossomos 
 - os cromossomos se separam e cada 
polo da célula recebe o mesmo material 
cromossômico 
 - a anafase termina quando os 
cromossomos chegam nos polos 
Telofase 
 - descondensação dos cromossomos 
 - desaparecimento das fibras do fuso
 - reorganização da carioteca 
 - reaparecimento dos nucléolos
 - término da cariocinese
 -> divisão dos núcleos 
 - citocinese 
Meiose - formação das células 
haploides 
Células Haploides (n)
As células haploides possuem apenas um 
conjunto único de cromossomos. É como 
se a biblioteca tivesse apenas um volume 
de cada livro.
• Representação: São chamadas de 
n.
• Onde estão: Estão presentes 
apenas nos gametas 
(espermatozoides nos homens e 
óvulos nas mulheres).
É um processo de divisão em que uma 
célula mãe, diploide (2n), vai originar 
quatro células filhas haploides (n)
Ocorre em 8 fases: -> profase I e II-> metafase I e II
 -> anafase I e II
 -> telófase I e II
Profase 1 - reducional 
Leptoteno 
 -> início da condensação cromossômica, 
tornando-se visíveis 
Zigtoteno 
 -> emparelhamento dos cromossomos 
homólogos (sinapse)
Paquiteno 
 -> crossing over: processo de troca de 
material genético entre os cromossomos 
homólogos que estabelece variabilidade 
genética 
Diploteno 
 -> afastamento dos homólogos 
evidenciando os quiasmas (ponto de troca)
Diacinese
 -> condensação máxima, os quiasmas 
escorregam para as pontas e o envoltório 
nuclear desaparece
Metafase 1 - divisão reducional 
-> Grau máximo de espiralização 
cromossômica 
-> maximo desenvolvimento das fibras do 
fuso
-> emparelhamento dos cromossomos 
homólogos no plano equatorial da célula 
Anafase 1 - divisão 1, reducional 
-> encurtamento das fibras do fuso
-> separação dos cromossomos homólogos 
Telófase 1 - reducional 
-> desespiralização dos cromossomos
-> desaparecimento do fuso
-> reaparecimento dos nucléolos 
-> reaparecimento da carioteca 
-> citocinese
-> formação de duas células filhas 
haploides, porem com cromossomos duplos 
Meiose 2 - divisao 2 equacional 
Ciclo de reprodução 
Os gametas podem ser formados nessas 
duas formas de divisão celular, 
dependendo do ciclo reprodutivo de 
cada especie 
Existem 3 tipos de ciclos reprodutivos 
envolvendo a participação de 
gametas 
-> ciclo haplobionte
-> ciclo diplobionte 
-> ciclo haplodibionte
Ciclo diplobionte 
Individuos formados apenas por células 
diploides (2n) 
Formação dos gametas, por mitose, 
gerando células haploides 
Meiose gamética, os dois gametas unem-
se e formam um individuo 2n 
O zigoto por mitose forma um indivíduo 
também 2n 
Seres diplomes ou diplobiontes 
 -> ex: homo sapiens