material de estrutura e fisiologia celular

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FISIOLOGIA E ESTRUTURA CELULAR
O que é uma célula?
A palavra “célula” é um diminutivo do termo “cela”, que designa um compartimento (como as células de uma prisão ou de um mosteiro).
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Os dois tipos celulares Fundamentais
Célula Procariótica: do grego “protos”, primitivo, e “karyon”, núcleo. São mais simples e seu citoplasma não tem estrutura membranosa nem núcleo;“cromossomo” bacteriano concentra-se em uma região da célula chamada nucleoide.
Célula Eucariótica: do grego “eu” verdadeiro, e “karyon” núcleo. Tem citoplasma repleto de canais, bolsas e outras estruturas membranosas, sendo uma delas o núcleo, onde se localizam os cromossomos.
ESTRUTURA BÁSICA DAS CÉLULAS MENBRANAS BIOLÓGICAS
Todas as células, sejam elas procarióticas ou eucarióticas, possuem uma membrana plasmática, que é uma fina película, de natureza lipoproteica, que separam o meio interno da célula do ambiente externo. Essa membrana delimita e confere forma a célula;
A microscopia eletrônica revelou também que o citoplasma de uma célula eucariótica é repleto de membranas, com espessura e composição química semelhante a membrana plasmática.
A membrana plasmática também determina, de forma seletiva o que pode ou não entrar ou sair da célula -> Permeabilidade seletiva.
ESTRUTURA MOLECULAR DAS BIOMENBRANAS
Analises bioquímicas de biomembranas isoladas mostraram que os fosfolipídios são seus principais componentes. As membranas plasmáticas das células animais apresentam também o colesterol, um tipo de lipídio ausente em células vegetais.
As moléculas de fosfolipídios podem ser descritas como tendo uma “cabeça” eletricamente carregada, representada pelo grupo fosfato, e duas “caudas” apolares, representadas pelo glicerídeo.
As cabeças eletricamente carregadas dos fosfolipídios tendem atrair moléculas de agua (que também tem cargas), sendo por isso denominadas hidrofílicas ( do grego hydro, agua, e phylos, amigo). As caudas, sem carga elétrica, tendem a repelir moléculas de água, sendo por isso denominadas hidrofóbicas ( do grego hydro, agua, e phobos, medo, aversão).
Em 1972, os pesquisadores estadunidenses Jonathan Singer e Garth Nicolson, com base na constituição química e no comportamento das biomembranas, elaboraram um modelo molecular para explicar sua estrutura altamente dinâmica.
Os fosfolipídios da biomembranas, no modelo de Singer e Nicholson, estão com as cabeças, eletricamente carregadas, voltadas para as faces externas à célula. Com isso “escondem” suas caldas sem carga elétrica da água circundante, voltando-as para o interior da bicamada molecular da membrana.
Segundo o modelo, é essa estrutura que confere às membranas biológicas estabilidade e dinamismo. Embora se desloquem continuamente no plano da membrana, as moléculas de fosfolipídios nunca perdem o contato umas com as outras.
O modelo de Singer e Nicholson completa-se com a presença de moléculas globulares de proteínas, incrustadas na bicamada de fosfolipídios como se fossem peças de um mosaico. Algumas estão em posição superficial enquanto outras atravessam de lado a lado.
A movimentação das proteínas na biomembranas permite o desempenho de diversas funções importantes e levou Singer e Nicholson a dar seu nome de modelo mosaico fluido.
BIOMEMBRANAS E PERMEABILIDADE CELULAR
A manutenção da vida depende do continuo intercambio de substancias entre o meio extracelular e o citoplasma através da membrana plasmática. A entrada e a saída das substancias das células constituem a permeabilidade celular, também conhecida como permeabilidade seletiva.
Certas substancias atravessam a membrana plasmática espontaneamente, sem gasto de energia pela célula, o que se denomina transporte passivo. Outras substancias no entanto, precisam ser “bombeadas” para dentro ou para fora da célula em processos que consomem energia e, por isso, classificados como transporte ativo.
Transporte passivo: difusão e osmose
 Difusão
Moléculas de água, certos tipos de íons e pequenas moléculas hidrossolúveis passam facilmente através da membrana sem que haja gasto de energia pela célula. Esse processo depende apenas da diferença de concentração de moléculas ou íons difusíveis dentro e fora da célula. Algumas proteínas presentes na membrana plasmática, chamadas genericamente de permeases, são capazes de facilitar o ingresso de certas moléculas na célula. Elas atuam como transportadoras, capturando substancia na face externa e liberando-as na face oposta. Esse transporte pelas permeases obedece às mesmas regras da difusão.
Se determinada substancia está mais concentrada no meio externo, sua tendência natural é entrar na célula, onde sua concentração é menor. Como as proteínas transportadoras apenas facilitam esse ingresso e a célula não gasta energia, esse processo passivo de transporte é denominado difusão facilitada.
Osmose
É um tipo de difusão diferencial de água através de uma membrana semipermeável (que deixa passar apenas moléculas de solvente) que separa duas soluções com diferentes concentrações em solutos. A água tende a se difundir para a região de maior concentração de solutos.
O citoplasma é uma solução aquosa, ou seja, uma solução em que o solvente é agua. Moléculas solúveis em água presentes no citosol e nas bolsas citoplasmáticas (glicídios, proteínas, sais minerais e etc). são os solutos.
Quando uma célula é mergulhada em água pura, a concentração externa desse solvente é sempre maior do que encontrada no interior da célula, onde a água divide o espaço com as moléculas de soluto. Consequentemente, a água tende a se difundir em maior quantidade para dentro da célula, fazendo-a inchar. As moléculas de água são capazes de atravessar a membrana com facilidade, o que não ocorre com a maioria dos solutos.
E se uma célula é colocada em um meio concentrado de solutos a tendência é que ocorro maior difusão da água para fora da célula, com isso a célula murcha.
	Comportamento de uma célula animal (acima) e uma célula vegetal (abaixo) em soluções diferentes. Em solução isotônica não ocorre alteração de volume. Em solução hipertonica, as células perdem agua e murcham (em células vegetais o processo é chamado de plasmólise). Em solução hipotônica, as células absorvem água e incham, podendo se romper (lise celular) se não houver a proteção da parede celular.
Membrana semipermeável é aquela que deixa é aquela que deixa passar apenas (ou predominantemente) as moléculas de solvente, mas não as de soluto.
Na terminologia química, quando se comparam duas soluções quanto à concentração em solutos, diz se que a mais concentrada é hipertônica, (do grego hiper, superior), em relação a outra; esta por sua vez, é Hipotônica, (do grego hypo, inferior) em relação a primeira. Duas soluções com concentrações equivalentes em solutos são chamadas isotônicas (do grego isso, igual, semelhante).
Transporte Ativo
Algumas substâncias precisam ser “bombeadas” para dentro ou para fora da célula em processos que consomem energia. Nesse caso, fala-se em transporte ativo.
As células conseguem manter diferencias as concentrações iônicas em seu interior, graças aos mecanismos ativos realizado por proteínas das membranas plasmáticas, denominadas genericamente de bombas iônicas.
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
Bomba iônica que transporta acopladamente íons de Na+ e de K+. Nesse processo, proteínas transportadoras presentes na membrana plasmática capturam íons de Na+ no citoplasma, transportando-os para fora da célula. Na face externa da membrana, as proteínas transportadoras capturam íons de K+ do meio extracelular, transportando-os para o citoplasma, e assim sucessivamente, de forma ininterrupta, compensando a difusão espontânea desses íons e mantendo suas concentrações diferenciadas dentro e fora da célula.
TRANSPORTE EM BOLSAS MENBRANOSAS
Certas moléculas podem entrar ou sair da célula por meio de bolsas membranosas que se formam a partir da membrana plasmática. Quando esse transporte ocorre para dentro da célula, fala-seem endocitose (do grego endos, dentro, e kytos, célula); quando bolsas membranosas citoplasmáticas fundem-se à membrana plasmática e eliminam seu conteúdo para fora da célula, fala-se em exocitose (do grego exos, fora, e kytos, célula).
Endocitose: pinocitose e fagocitose
Pinocitose do grego pinein, beber, processo realizado por praticamente todos os tipos de células e que permitem capturar líquidos e pequenas partículas.
Fagocitose do grego phagein, comer, nesse processo, à célula emite expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes, que envolvem uma partícula do meio externo e a englobam totalmente em uma bolsa membranosa. Essa bolsa se desprende da membrana e passa a circular livremente no citoplasma, recebendo o nome de fagossomo (do grego phagein, comer, e soma, corpo), termo que literalmente significa “corpo comido”. Protozoários, organismos unicelulares, utilizam o processo de fagocitose em sua alimentação.
EXOCITOSE
Certas substancias citoplasmáticas permanecem temporariamente armazenadas no interior de bolsas membranosas antes de ser eliminadas para o meio externo. Em determinado momento, as bolsas aproximam-se da membrana plasmática e fundem-se a ela, eliminando seu conteúdo para fora da célula.
A exocitose é utilizada por certos tipos de células para eliminar restos da digestão intracelular. É também por esse processo que as células glandulares secretam seus produtos.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO
O Reticulo endoplasmático é uma série de tubos e canalículos membranosos que se estendem por todo o citoplasma, é classificado em dois tipos: reticulo endoplasmático granuloso onde há ribossomos aderidos a face externa de suas membranas e sua função e a síntese de proteínas e o transporte dessas substancias; E o reticulo endoplasmático não granuloso onde as partes da membrana apresentam-se sem ribossomos, sua função é o transporte de substancias dentro da célula. Ribossomos: são grânulos constituídos por moléculas de RNA associadas e proteínas. A síntese de qualquer proteína se inicia em ribossomos livres no citosol. Dependendo do tipo de proteína ele adere ou não ao reticulo endoplasmático.
COMPLEXO GOLGIENSE
Pilha de vesículas membranosas adjacentes, achatadas, em geral com configuração côncavo convexa, cercada por numerosas vesículas sua função é processar e “empacotar” proteínas, carboidratos e lipídeos, antes de serem enviados por vesículas de secreção para o exterior da célula. É também função desta organela a produção de lisossomos, organelas responsáveis pela digestão intracelular.
LISOSSOMOS E DIGESTÃO INTRACELULAR
Os lisossomos (do grego lise, quebra e somatos, corpo) são produzidos no complexo golgiense, são bolsas membranosas intracelulares que contem enzimas capazes de digerir grande variedade de substancias orgânicas. As enzimas lisossômicas são sintetizadas no reticulo endoplasmático granuloso, de onde migram para o complexo golgiense. Aí são “empacotadas” em bolsas membranosas liberadas para o citosol e passar a constituir os lisossomos primários. Uma célula animal pode conter dezenas ou centenas dessas organelas.
Função heterofágica
A função dos lisossomos é promover digestão intracelular. A atividade lisossômica é grande em células que capturam partículas ou substancias do meio externo por fagocitose ou pinocitose. A exemplo disso temos os macrófagos e certos tipos de glóbulos brancos do sangue, que capturam bactérias e outros agentes invasores do organismo humano, defendendo-o de infecções.
As bolsas membranosas com o material ingerido, sejam fagossomos ou pinossomos, fundem-se a lisossomos e originam-se bolsam maiores, em cujo interior ocorre a digestão intracelular. Essas bolsas são os vacúolos digestivos, também chamados de lisossomos secundários.
Função autofágica
Os lisossomos também atuam na digestão da própria célula em que se encontram, o que é denominado função autofágica (do grego autos, próprio, e phagein, comer). Por exemplo, quando um organismo é privado de alimento e suas reservas se esgotam, as células podem realizar autofagia e digerir partes de si mesmas como estratégia de sobrevivência.
Células eucarióticas utilizam normalmente a autofagia para eliminar partes desgastadas e reaproveitar alguns de seus componentes.
SUSTENTAÇÂO CELULAR: PAREDE E CITOESQUELETO
Parede celular: as células de bactérias, fungos, algas, plantas e alguns protozoários tem parede celular, um envoltório externo rígido ao qual se adere, internamente, a membrana plasmática.
Citoesqueleto: as células eucarióticas apresentam um complexo estrutural de túbulos e filamentos proteicos mergulhados no citosol: o citoesqueleto. Este desempenha diversas funções: define a forma da célula e organiza sua estrutura interna; permite adesão de uma célula as suas vizinhas e a superfícies extracelulares; promove o deslocamento de materiais no citoplasma. O citoesqueleto também participa de movimentos celulares, da contração muscular, da movimentação dos cromossomos durante as divisões celulares e dos movimentos de cílios e de flagelos.
CENTRIOLOS, FLAGELOS E CÍLIOS
Centríolos: pequenos cilindros ocos, cada qual constituídos por nove conjuntos de três microtúbulos unidos por proteínas adesivas. A maiorias das células eucarióticas, com exceção das de fungos e de plantas com sementes, apresenta pelo menos um par de centríolos localizados na região celular denominada centrossomo ou centro celular, local para onde convergem os microtúbulos do citoesqueleto.
Certas células têm estruturas filamentosas móveis que se projetam da superfície celular como pelos microscópicos. Dependendo do tipo de movimentação, esses filamentos são classificados em flagelos ou cílios.
Flagelos: geralmente são mais longos, e ocorrem em menor número por célula. Os movimentos flagelares são ondulações que se propagam da base para a extremidade livre do filamento.
Cílios: são mais curtos que os flagelos e ocorrem em número relativamente maior por célula, da ordem de dezenas ou centenas. Seus movimentos assemelham-se aos de um chicote, com frequência de 10 a 40 batimentos por segundo.
As funções dos flagelos e cílios compreendem a movimentação celular em meios líquidos, como ocorre em gametas e certos protozoários, ou a movimentação de líquidos em relação a célula. Exemplo, nossa traqueia é internamente revestida por células, ciliadas que “varrem” para fora o muco que lubrifica as vias respiratórias, livrando-nos assim de bactérias e partículas inaladas com o ar.
Tanto os cílios quanto os flagelos originam-se a partir dos centríolos, que migram para a periferia da célula e crescem pelo alongamento de seus microtúbulos. A membrana plasmática acompanha esse crescimento e passa a envolve-los, como se fosse uma luva.
NUCLEO CROMOSSOMOS E DIVISÃO CELULAR	
Núcleo Celular 
É uma estrutura características das células eucarióticas, cada célula, quase sempre contém um núcleo, cujo tamanho e forma variam com o tipo celular. Existem células com dois ou mais núcleos: protozoários ciliados, por exemplo, possuem um núcleo pequeno, o micronúcleo, e outro maior, o macronúcleo. 
As fibras musculares estriadas de nosso corpo, resultantes da fusão de várias células precursoras, tem dezenas ou centenas de núcleos. As hemácias (células vermelhas do sangue) dos mamíferos, o núcleo se degenera no decorrer do amadurecimento celular.
ENVELOPE CELULAR: CARIOTECA
O núcleo é delimitado pelo envelope nuclear, ou carioteca, constituído por duas membranas lipoproteicas justapostas e muito bem ajustadas uma a outra. 
A face interna da membrana, voltada para o interior do núcleo, é reforçada por uma camada de filamentos proteicos (a lâmina nuclear).
Em diversos pontos do envelope nuclear, as membranas externa e interna fundem-se em torno de um poro, pela qual ocorre a troca de substancias entre o núcleo e o citoplasma. 
CROMATINA E NUCLEOLO 
Cromatina (do grego chromatos, cor) para designar o material altamente corável presente no núcleo celular. É formadapor um emaranhado de fios finíssimos, os cromossomos.
O Nucléolo é constituído pela aglomeração de ribossomos em formação e não apresenta membrana envolvente. A principal substancia constituinte dos ribossomos e, portanto, dos nucléolos é o RNA ribossômico, produzido por certas regiões de determinados cromossomos. O nucléolo é uma estrutura dinâmica: ao mesmo tempo que o material ribossômico sai do núcleo para o citoplasma, onde constitui os ribossomos, a região cromossômica que forma o nucléolo produz mais material ribossômico, que repõe o que vai para o citoplasma. 
CARACTERISTICAS GERAIS DOS CROMOSSOMOS
Cromossomos são estruturas filamentosas intranucleares constituídas por uma longa molécula de DNA associada a proteínas. Praticamente todas as informações para o funcionamento das células eucarióticas e, consequentemente do organismo, estão inscritas nos cromossomos. Essas informações codificadas no DNA cromossômico, são os genes. O número de cromossomos varia nas espécies. Por exemplo, na espécie humana (homo sapiens) as células corporais, tem 46 cromossomos no núcleo. 
Nas células eucarióticas, o cromossomo é constituído por uma longa molécula de DNA, que a espaços regulares, dá duas voltas sobre um granulo de proteínas denominadas histonas. Cada granulo de histona com seu DNA enrolado ao redor constitui uma unidade estrutural – o nucleossomo, que se repete ao longo do filamento cromossômico. 
CROMÁTIDES IRMÃS E CENTROMERO
Ao se duplicar, cada cromossomo produz outro idêntico e ambos permanecem juntos, aderidos por meio de proteínas especiais, as coesinas, e fundidas em um ponto denominado centrômero. Enquanto estão unidas, as copias de um cromossomo duplicado são denominadas cromátides-irmãs. Os pesquisadores costumam classificar os cromossomos pela posição do centrômero, facilmente reconhecida pela presença de um estrangulamento que divide o cromossomo condensado em “dois braços”.
CROMOSSOMOS E GENES
Em uma definição simplificada, cada trecho da molécula de DNA que contem a informação para a produção de uma proteína constitui um gene. O conjunto total de moléculas de DNA de uma espécie, incluindo os genes e os trechos de DNA sem informação genética, constitui o genoma.
Cromossomos Homólogos
Na espécie humana há 24 tipos de cromossomos: 22 deles são denominados autossomos e identificados por números de 1 a 2; os outros dois tipos, chamados cromossomos sexuais, são identificados pelas letras X e Y. Autossomos são os tipos de cromossomos presentes igualmente em células de ambos os sexos.
Cromossomos sexuais são os que variam entre os sexos e diferenciam células masculinas e femininas;
CÉLULAS DIPLÓIDES E CÉLULAS HAPLÓIDES
O zigoto e as células somáticas que descendem dele tem pares de cromossomos homólogos e por esse motivo recebem o nome de células diploides ( do grego diplos, duplo), representadas por 2n. 
Células que apresentam apenas um lote de cromossomos, como os gametas humanos, são chamadas de células haploides (do grego haplos, simples), e representadas por n.
DIVISÃO CELULAR
FASES DA MITOSE
O termo mitose deriva da palavra grega mitos, que significa “filamento”, referindo-se ao fato de os cromossomos, durante o processo, se tornarem cada vez mais espessos, como se estivesses sendo “tecidos” com cromatina.
A divisão celular em resumo compreende dois processos: a mitose (duplicação do núcleo) e citocinese (divisão do citoplasma). Ao longo da mitose ocorrem eventos que dividem o processo em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Prófase (pro = antes, em frente) caracteriza-se pela condensação dos cromossomos, que se tornam mais curtos e grosso. Ao se condensar os cromossomos encurtam e, desse modo, podem separar-se mais facilmente e distribuir-se para as células filhas. 
Metáfase (meta = meio) sucede a prófase e é marcada pelo posicionamento dos cromossomos na região equatorial do fuso acromático. Microtúbulos provenientes dos centrossomos crescem e “fisgam” os cromossomos. Os cromossomos presos as fibras do fuso mitótico posicionam-se na região mediana da célula, constituindo a chamada placa metafásica ou placa equatorial. O termo refere-se justamente ao fato dos cromossomos se alinharem na região mediana da célula.
Anáfase (ana = separação) caracteriza-se pela separação das cromátides-irmãs, puxadas para os polos opostos pelo encurtamento dos microtúbulos do fuso. 
Telófase (telos = fim) é a ultima fase da mitose, os cromossomos se descondensam e novas cariotecas reorganizam-se ao redor de cada conjunto cromossômico separado, reconstituindo dois novos núcleos.
 
ASPECTOS BIOQUIMICOS DAS ESTRUTURAS CELULARES
A COMPOSIÇÃO QUIMICA DOS SERES VIVOS
Os seres vivos são constituídos de compostos inorgânicos, como água e sais minerais e compostos orgânicos como carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos. Estando todos eles na bioquímica celular.
Água 
É o composto químico mais abundante nos seres vivos, 80% em média.  Pode ir desde 100% no início da formação do feto, 80% no bebe, 70% no adulto e cair para 50% no idoso, é um solvente natural de íons, sais minerais e outras substancias.
Principais funções da Água
Transporte: carrega substâncias dissolvidas, como no sangue de animais e nas seivas das plantas. Controle térmico: em função do seu alto calor específico, a água demora pra esquentar e demora para esfriar, permitindo a manutenção da temperatura, por exemplo, no suor.
Sais Minerais
Podem aparecer no organismo: Fixo ou cristalizados, ou na forma dissolvidos, ou ionizados. Fixos ou cristalizados: formando ossos e dentes de fosfato de cálcio Dissolvidos ou ionizados: encontram-se dissolvidos na forma de íons em meu.
Principais sais de seres vivos e suas funções
Sódio: principal íon extracelular, ajuda no equilíbrio osmótico dos líquidos celulares. 
Potássio: principal íon intracelular, ajuda no equilíbrio osmótico dos líquidos celulares e impulso nervoso. 
Cálcio: forma ossos, dentes, conchas, atua na contração muscular e na coagulação sanguínea
Fósforo: forma o nucleotídeo, que forma o DNA e RNA, forma o ATP que armazena energia para a célula, forma ossos e dentes. 
Iodo: compõem os hormônios da tireoide T3 e T4, que regulam a taxa metabólica do corpo. 
O sal iodado permitiu o acesso de todos os indivíduos ao iodo. 
Ferro:  compõe a hemoglobina presente nas hemácias, ele reduz e oxida para transportar e liberar o oxigênio. Participa da respiração celular nas mitocôndrias, compondo os citocromos. O ferro garante a coloração vermelha do sangue. 
LIPÍDEOS
Lipídios ou gorduras são moléculas orgânicas insolúveis em água e solúveis em certas substâncias orgânicas , tais como álcool, éter e acetona. Também chamados de Lipídeos ou lipidos, essas biomoléculas são compostas por carbono, oxigênio e hidrogênio.   
Tipos de Lipidios
Carotenóides: são pigmentos alaranjados presente nas células de todas as plantas que participam da fotossíntese, junto com a clorofila tendo papel acessório. 
A cenoura por exemplo, é uma excelente fonte de caroteno e ao ser ingerida por um animal essa substância é precursora da vitamina A, fundamental para a boa visão.  
Ceras: apresenta na superfície de folhas de plantas e do corpo de alguns insetos, as ceras de abelhas e mesmo aquela que há dentro do ouvido humano. Esse lipídio evita a perda de água por transpiração. 
Fosfolipídios: São os principais componentes das membranas das células. É um glicerídeo (glicerol unido a ácidos graxos) combinados com um fosfato.  
Glicerídeos: podem ter de um a três ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol ( um álcool com 3 carbonos unidos a hidroxilas-OH). 
O exemplo mais conhecido é o triglicerídeo que é composto por três moléculas de ácidos graxos.
Esteróides: São compostos por 4 anéis de carbonos interligados, unidos a hidroxilas, oxigênio e cadeias carbônicas. 
Os hormônios sexuais masculinos (testosterona) e femininos (progesterona e estrogênio), entre outros  hormônios, e o colesterol são exemplosde esteroides.
Função dos Lipidios
Os lipídios são uma importante reserva de energia, que é utilizada em momentos de necessidade, e está presente em animais e vegetais. Nos animais as células gordurosas formam uma camada que atua como isolante térmico, sendo fundamental para animais que vivem em climas frios.
Os óleos vegetais extraídos de sementes, como as de soja, de girassol, de canola e de milho contém ácidos graxos essenciais, que são usados na síntese de moléculas orgânicas e das membranas celulares. 
Esses lipídios essenciais também auxiliam a absorção das vitaminas A,D,E e K que são lipossolúveis e se dissolvem nos óleos. Como essas moléculas não são produzidas no corpo humano é importante o consumo desses óleos na alimentação.
COMPOSTOS ORGÂNICOS 
Proteínas
São compostos orgânicos bastante abundantes no organismo animal, são constituídas por aminoácidos que formam cadeias entre si por intermédio de ligações peptídicas. Esses aminoácidos são formados por um carbono, um ácido carboxílico, uma amina e um radical, o qual varia de aminoácido para aminoácido. Geralmente, para ser considerada uma proteína, a cadeia deve apresentar mais de setenta aminoácidos. Quando a cadeia é menor, o termo adequado é peptídeo.
As proteínas podem ser classificadas como simples ou conjugadas. As simples são denominadas também de homoproteínas e são constituídas exclusivamente por aminoácidos. Ex: as albuminas – clara de ovo.
Proteínas conjugadas: são também denominadas de heteroproteinas. As proteínas conjugadas são constituídas por um aminoácido mais um componente não-proteico, chamado de grupo prostético. Dependendo do grupo prostético, tem-se: 
Funções das Proteínas
Função Estrutural: participam da arquitetura celular, conferindo formas, suporte e resistência, como é o caso da cartilagem e dos tendões, que possuem o colágeno ou unhas e cabelos que possuem a queratina.
Função Enzimática: as enzimas são catalizadores biológicos com alta especificidade, é o gurpo mais variado de proteínas. Praticamente todos os processos metabólicos são comandados por enzimas. Ex: Lipase, os lipídios, são degradados pela lipase, resultante nos seus constituintes, ácidos graxos e glicerol. A lipase é sintetizada no pâncreas. 
Função Hormonal ou reguladora: os hormônios são proteínas que regulam muitas atividades metabólicas. É o caso da insulina, hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com a manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue). 
Função de defesa: existem células no organismo capazes de “reconhecer” proteínas “estranhas” que são chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas de defesa denominadas anticorpos. 
Função Nutritiva: as proteínas são formadas por aminoácidos. Os aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. 
Função de transporte: Podemos encontrar proteínas transportadoras nas membranas plasmáticas e intracelulares de todos os organismos. Elas transportam substâncias como glicose, aminoácidos, etc. através das membranas celulares. Também estão presentes no plasma sanguíneo, transportando íons ou moléculas específicas de um órgão para outro. A hemoglobina presente nos glóbulos vermelhos transporta gás oxigênio para os tecidos. O LDL e o HDL também são proteínas transportadoras.
Utilizando-se como base seus níveis de organização, as proteínas também podem ser classificadas em primárias, secundárias, terciárias e quartenárias. Na estrutura primária, observa-se que a cadeia polipeptídica é linear e não apresenta, portanto, ramificações. Na estrutura secundária, por sua vez, observa-se que a proteína não está esticada, e sim torcida e dobrada, o que muitas vezes lembra a estrutura do DNA. Já na estrutura terciária, observa-se uma organização tridimensional globosa exclusiva das proteínas globulares. Por fim, temos as proteínas quartenárias, que formam grandes enovelados. Uma proteína só pode ser classificada como quaternária se apresentar duas ou mais cadeias polipeptídicas.
Uma característica importante das proteínas é sua capacidade de desnaturação. Ao serem submetidas, por exemplo, ao calor excessivo, agitação, radiação e pH extremo, observarmos que as estruturas secundárias e terciárias desses compostos orgânicos alteram-se de maneira irreversível, o que causa a perda de suas propriedades. É por isso que, ao cozinhar alguns alimentos, perdemos muito do seu poder nutricional.
AMINOACIDOS
São moléculas orgânicas que servem como unidade fundamental das proteínas. 
Em sua estrutura molecular encontramos um carbono central, chamado de carbono alfa α, ligado a um hidrogenio (H), a um grupo carboxila (COOH), a um grupo amina (NH²) e um radical “R”, que muda de aminoácido para aminoácido. É esse radical que determinará as características de um aminoácido para o outro.
Existem dezenas de tipos de aminoácidos na natureza, mas apenas 20 aparecem no código genético, os quais chamamos de principaisque formam as proteínas, dividimos em grupos.
Aminoácidos não essenciais: são os que os seres humanos conseguem sintetizar em seu organismo;
Aminoácidos Essenciais: São aqueles que não produzimos, sendo necessária a ingestão de determinados alimentos. São eles: triptofano, valina, fenilalanina, treonina, lisina, isoleucina, leucina, histidina e metionina. A maioria deles nós encontramos em alimentos de origem animal: carne, leite, ovos, etc.
Existem ainda os aminoácidos essenciais ocasionais, o que significa que são produzidos por organismos saudáveis, mas em determinadas situações de patologias, nosso corpo pode não produzi-los. São eles: cisteína, glicina, prolina e tirosina.
Os aminoácidos podem ainda sofrer outras divisões, segundo o “R” de cada um deles:
Aminoácidos apolares: o grupo “R” é uma cadeia lateral apolar, ou seja, são hidrofóbicos. É o caso da alanina, leucina, valina, cisteína, glicina, prolina, isoleucina, metionanina, triptofano e fenilalanina.
Aminoácidos polares neutros: o grupo “R” é uma cadeia lateral polar sem carga elétrica, ou seja, neutra. São hidrofílicos e geralmente contêm hidroxilias, sulfidrilas e aminas. São os: Glicina, Serina, Treonina, Cisteína, Tirosina, Asparagina e Glutamina.
Aminoácidos polares ácidos: São hidrofílicos e o grupo “R” é uma cadeia lateral com carga negativa, normalmente possuem grupo carboxila, além daquela da estrutura geral. É o ácido glutâmico e ácido aspártico.
Aminoácidos polares básicos: São hidrofílicos e o grupo “R” é uma cadeia lateral básica, carregada positivamente, possuem grupo amino. São eles: Histidina, lisina e arginina.
ASPECTOS GERAIS DO METABOLISMO CELULAR 
Metabolismo energético é o conjunto de várias reações químicas que ocorrem no organismo e possui com um objetivo satisfazer a necessidade de energia dos organismos. A fotossíntese e a respiração são os processos mais importantes de transformação de energia dos seres vivos, mas a fermentação e a quimiossíntese também são processos celulares desse tipo importantes para alguns seres vivos.
SERES AUTOTRÓFICOS E HETEROTRÓFICOS
Todos os seres vivos gastam energia para manter suas diversas atividades celulares, e a fonte de energia mais importante para os seres vivos é a luz solar. Luz solar, água e gás carbônico são os ingredientes necessários para os seres clorofilados realizarem a fotossíntese e produzirem moléculas orgânicas, como a glicose. Esses seres, chamados de autótrofos (que produzem o próprio alimento), servem de alimento a diversos outros, os heterótrofos (que não são capazes de produzir o próprio alimento). Quando se alimentam dos autótrofos, os seres heterótrofos introduzem em seus corpos a matéria orgânica, que é degradada dentro das células, liberando a energia necessária para a execução das funções vitais.
REAÇÕES DE SÍNTESE E DEGRADAÇÃO
Geralmente, as reações metabólicas são classificadas em dois tipos: as reações de síntese e as reações de degradação.
Nas reações de síntese, moléculas mais simples são unidas para formar outras de maior complexidade,como ocorre com a união de aminoácidos para formar as proteínas. Já nas reações de degradação, ocorre o contrário: as moléculas mais complexas são quebradas, transformando-se em moléculas mais simples, como ocorre na quebra do glicogênio em glicose.
Todas as reações de síntese – por meio das quais os organismos vivos constroem as complexas moléculas orgânicas que formam o seu corpo – são chamadas de anabolismo, e as reações de degradação de moléculas constituem o catabolismo. Dessa forma, podemos concluir que é pelas reações anabólicas que o ser vivo constrói seu corpo e é pelas reações catabólicas que os seres vivos conseguem a matéria-prima e a energia necessárias à vida.
METABOLISMO ENERGÉTICO: FOTOSSINTESE E RESPIRAÇÃO
ATP a “moeda energética” do mundo vivo
Praticamente todos os processos celulares demandam energia, que as células obtêm a partir de moléculas orgânicas que lhes servem de alimento. Nesse contexto, podemos perguntar: como as células conseguem captar a energia proveniente do alimento, armazená-la temporariamente e disponibiliza-la prontamente para os processos metabólicos?
Para responder a essas questões, temos que nos transportar ao mundo molecular!
Como é produzido o ATP
Nas células eucarióticas, a maior parte do ATP é sintetizada no interior de mitocôndrias e de cloroplastos, embora ocorra uma pequena produção de ATP no citosol. Moléculas de ATP, são sintetizadas a partir de moléculas precursoras de ADP. Essa síntese ocorre pela adição ao ADP de um grupamento fosfato (simbolizado por Pi, fosfato inorgânico), reação que consome energia e está sempre acoplado a reações que liberam. É como se o ADP recebesse um Pi e uma “carga energética” para uni-lo, transportando-se em ATP. 
FOTOSSINTESE
O processo de fotossíntese consiste na transformação da energia luminosa em energia química e é dividido em duas fazes, fase clara e fase escura. 
Na fase clara, ainda podemos dividi-la em mais dois processos, fotólise da agua onde ocorre a quebra de moléculas de agua pela energia luminosa e foto fosforilação oxidativa onde a energia proveniente da luz é transformada em ATP e NADPH. Na fase escura ocorre o ciclo das pentoses que é o ultimo conjunto de reações da fotossíntese. 
Na esquação geral da fotossíntese, de um lado temos gas carbônico (CO2) e água que são os reagentes do processo, do outro lado temos glicidios (CH2O)n e gas oxigênio (02) como produtos da reação. E como fonte de energia temos a luz. 
Nas células vegetais, a fotossíntese ocorre no interior dos cloroplastos, organelas onde se localiza a clorofila e pigmentos acessórios responsáveis pela captação da energia da luz, além de enzimas, coenzimas, cofatores etc. Nas bactérias fotossintetizantes, a clorofila e outros pigmentos fotossintetizantes ficam em estruturas especiais no citoplasma.
CLOROPLASTOS A SEDE DA FOTOSSÍNTESE 
Os cloroplastos estão presentes apenas em células de algas e plantas. essas organelas têm geralmente a forma alongada e achatada, com cerca de 4um de comprimento por 1 a 2 um de espessura. Os cloroplastos das plantas são delimitados externamente por duas membranas lipoproteicas; Em seu interior há um complexo membranoso formado por bolsas discoidais achatadas e empilhadas, os tilacoides, onde se localizam as moléculas do pigmento clorofila (do grego, chloros, verde).
A SÍNTESE DE ATP NO CLOROPLASTO: FASE CLARA
A clorofila presente nos cloroplastos é capaz de absorver energia da luz, principalmente as das radiações luminosas vermelha e violeta, refletindo quase todo o verde, daí a cor do pigmento. Ao ser atingida pela luz, a molécula de clorofila, capta a energia luminosa e ocorre a excitação eletrônica, pois os elétrons absorvem a energia da luz e tornam-se excitados, o que faz com que eles saltem para fora da molécula de clorofila. Substancias chamadas aceptores de elétrons, estão estrategicamente dispostas ao lado das moléculas de clorofila para captar os elétrons energizados antes que eles “liberem” seu excesso energético na forma de luz ou calor. A excitação eletrônica da clorofila pela luz e a captura dos elétrons energizados marcam o momento que ocorre a transformação da energia luminosa em energia química. A energia de parte dos elétrons é liberada a medida que são transferidos do primeiro aceptor para um segundo, para um terceiro, e assim por diante naquilo que os cientistas denominam cadeia transportadora de elétrons.
Com a energia liberada pelos elétrons nas cadeias transportadoras, prótons (íons de hidrogênio) são forçados a passar do estroma para dentro dos tilacoides para onde se acumulam. A medida que se concentram os íons de H+ tendem a retornar ao estroma, mas a membrana do tilacoides é impermeável a sua saída. Eles só podem voltar ao estroma atravessando a ´sintase do ATP, um processo proteico presente na membrana do tilacoides. A constituição da sintase do ATP é comparável com um nanogerador molecular: ela possui um rotor interno que gira, movido pela passagem dos íons de H+. Nessa atividade, a energia da difusão do H+ é utilizada para sintetizar o ATP, pela união de ADP e Pi. 
FONTE: AMABIS E MARTHO, 2013. 
CICLO DAS PENTOSES E A SINTESE DE GLICIDIOS: FASE ESCURA
O ultimo ciclo de reações da fotossíntese, denominado ciclo das pentoses, ou ciclo de Calvin-Benson, resulta na formação de glicídios com três átomos de carbono – o 3- fosfato gliceraldeído ou PGAL. Nesse processo, moléculas de CO², reagem ao longo de uma série de transformações, com íons de hidrogênio liberados pela agua na fotólise e com elétrons de alta energia liberados pela clorofila excitada, ambos transportados pela molécula de NADPH, produzindo o PGAL.
 O processo demanda ainda certa quantidade de energia adicional que é fornecida pelo ATP produzido na fosforilação.Esquema do ciclo de clavin-benson. O processo tem inicio com a incorporação de moléculas de gás carbônico a moléculas de RuBP 1,6 bifosfato de ribulose, sob a coordenação da enzima rubisco. A cada volta completa, o ciclo das pentoses produz duas moléculas de glicídio com 3 carbonos 3-fosfato gliceraldeído ou PGAL. E 6 moléculas de RuBP, prontas para incorporar novamente CO2 e reiniciar outro ciclo. 
FERMENTAÇÃO COMO FORMA DE OBTER ENERGIA 
Certos fungos e bactérias adaptados a ambientes pobres em gás oxigênio obtém energia por meio de fermentação, processo em que substâncias orgânicas são degradadas parcialmente, originando moléculas orgânicas menores. O fungo Saccharomyces cerevisae, uma levedura conhecida popularmente como fermento de padaria ou levedo de cerveja, recorre a fermentação para obter energia quando o gás oxigênio é escasso no ambiente. Nesse processo, o levedo produz álcool etílico (etanol) e gás carbônico como subprodutos. 
Os lactobacilos, bactérias que fermentam o leite, utilizam a lactose do leite para obter energia e produzem ácido lático como subproduto. Em células musculares humanas ocorre fermentação lática, quando a demanda de energia é muito grande e não há gás oxigenio suficiente para sustentar a respiração celular.
A fermentação inicia-se originalmente com uma molécula de glicose, formada por 6 carbonos encadeados. Ao fim de 10 reações intermediárias, a glicose origina duas moléculas de 3 carbonos, o ácido pirúvico. Esse conjunto de reações compõe a glicólise (do grego glykys, doce, açucar, e lysis, quebra), que significa quebra da glicose. 
Esquema das etapas da glicólise. 
TIPOS DE FERMENTAÇÃO
Dependendo do tipo de organismo fermentador, o ácido pirúvico produzido na glicólise segue diferentes caminhos. Por exemplo, na fermentação alcoólica realizada por leveduras, o ácido ácido pirúvico transforma-se em álcool etílico e gás carbônico. Na fermentação lática realizada pelos lactobacilos, o ácido pirúvico transforma-se em ácido lático.
Na glicólise, além do ácido pirúvico, são liberados 4 íons de hidrogênio (4 H+) e 4 elétrons com alta energia (4 e-). Estes dois produtos são capturados por um aceptor de hidrogênio (ou de eletrons) que participam da fermentação: o NAD+ (do inglês, nicotinamineadenine dinocleotide: dinucleotídeo de nicotinamida-adenina). O NAD+ é um aceptor de elétrons com função semelhante aos aceptores estudados fotossintese: receber elétrons de íons de hidrogênio, transferindo-os posteriormente para moléculas que serão sintetizadas. 
Em umas das etapas da glicólise, duas moléculas de NAD+ recebem elétrons e íons de hidrogênio, transformando-se em NADH, veja na equação a seguir:
 2 H+ + 4e- + NAD+ 2 NADH
Na fase final da fermentação, os elétrons e íons de hidrogênio capturados pelo NAD+ são transferidos para o ácido pirúvico. Nessa reação, o ácido pirúvico transforma-se em álcool etílico e gás carbônico (na fermentação alcoólica) ou em ácido lático ( na fermentação lática). 
Esquema das principais etapas da fermentação lática e fermentação alcóolica.
A respiração aeróbica
A respiração aeróbica é um processo em que moléculas orgânicas provenientes do alimento são degradadas com a participação de gás oxigênio (O2), levando a formação de gás carbônico (CO2) e a água (H2O). Nesse processo, é liberada energia para a síntese de moléculas de ATP. 
Na equação geral da respiração aeróbica, ela corresponde a reagentes e produtos, ao invés da fotossíntese. Além disso ela representa também a combustão total da glicose, pois, na respiração aeróbica grande parte dessa energia é armazenada no ATP.
Á respiração aeróica tem um rendimento energético 15 vezes maior que na fermentação: enquanto esta leva a produção de 2 moleculas de ATP por moléculas de glicose, na respiração uma única molécula de glicose libera energia para a síntese de 30 moleculas de ATP. 
Mitocôndrias: sede da respiração aeróbica.
A respiração aeróbica da glicose compõe-se em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. A glicólise ocorre no citosol; em células eucarióticas, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa ocorrem no interior das mitocôndrias. 
Representação esquemática de uma mitocôndria com parte removida para visualizar seus compontes internos.
Fase citoplasmática da respiração: glicólise.
A glicólise é fase preparatória da degradação da glicose, produzindo substancias que entrarão na mitocôndria para as reações seguintes, que envolvem o gás oxigênio. 
A glicólise não necessita de oxigênio para ocorrer. Porém, as etapas seguintes da respiração só ocorrem se houver disponibilidade de gás oxigênio. Na falta deste, o ácido pirúvico é transformado ainda no citosol, em ácido lático ou em etanol e gás carbônico, dependendo do tipo de organismo.
Fase mitocondrial da respiração aeróbica
Se há gás oxigênio disponível na célula, o ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado para dentro da mitocôndria e, na matriz mitocondrial, reage com uma substância denominada coenzima A (CoA); Nessa reação, formam-se acetilcoenzima A (acetilCoA, uma molécula de dois átomos de carbono) e CO2. Participa desse processo uma molécula de NAD+, que se transforma em NADH ao capturar dois elétrons de alta energia e um dos dois íons de H+ liberados na reação:
Ácido pirúvico + CoA + NAD+ AcetilCoA + NADH + CO2 + H+
Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
A acetilCoA é o ponto de partida para um conjunto de reações que compõe o ciclo de Krebs. Assim que se forma na mitocôndria, cada molécula de acetilCoA reage com uma molécula de ácido oxalacético. Nessa reação, a coenzima A é liberada e forma-se uma molécula de ácido cítrico, o primeiro reagente do ciclo. Ao longo de oito reações subsequentes são liberadas duas moléculas de gás carbônico, elétrons de alta energia e íons de H+. 
Ao longo dessas reações, elétrons de alta energia e ions H+ são capturados por moléculas de NAD+, que se transformam em NADH. Também participa do ciclo de Krebs outro aceptor de elétrons, o FAD (dinucleotidio de flavina-adenina), que se transforma em FADH2. Ao longo de cada ciclo de Krebs são formados 3 NADH e 1 FADH2. 
Em uma das etapas do ciclo, a energia liberada permite a formação direta de uma molécula de trisfosfato de guanosina, ou GTP (difosfato de guanosina) e Pi. O GTP é muito semelhante ao ATP, diferindo deste apenas por apresentar a base nitrogenada guanina ao invés da adenina. O GTP fornece energia para alguns processos celulares, como a síntese de proteínas. 
Em resumo, o ciclo de Krebs são formados: 2CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1GTP (equivalente a 1ATP). 
Fosforilação Oxidativa
A síntese da maior parte do ATP produzido na respiração aeróbica ocorre na transferência de elétrons e íons de hidrogênio das moléculas de NADH e FADH2 para átomos provenientes do gás oxigênio; essa reação leva a formação de moléculas de água, como está resumido nas equações a seguir:
2 NADH + 2H+ + O2 2 NAD+ + 2 H20
2 FADH2 + O2 2 FAD + 2 H2O
A energia liberada pelos elétrons durante sua transferência até o O2 é utilizada para produzir o ATP. O termo fosforilação oxidativa refere-se exatamente à adição do fosfato ao ADP para formar ATP. É denominada oxidativa porque ocorre em diversas reações de oxidação sequenciais, sendo o O2 o último agente oxidante. 
A cadeia transportadora de elétrons 
O processo de transferência de elétrons de íons de hidrogênio do NADH e do FADH2 para o gás oxigênio é realizado por quatro grandes complexos de proteínas, dispostos em sequência na membrana interna da mitocôndria. Entre os componentes desses complexos destacam-se os citocromos, proteínas transferidoras de elétrons que tem ferro em sua composição. Cada conjunto sequencial de transferidores de elétrons é denominado cadeia transportadora de elétrons, que nesse caso também recebe o nome de cadeia respiratória. 
Durante a passagem pela cadeia respiratória, os elétrons liberam gradativamente energia, a qual é utilizada para bombear íons H+ da matriz mitocondrial para o espaço existente entre as membranas mitocondriais tendem a se difundir de volta a matriz mitocondrial, mas só pode fazê-lo passando pela sintase do ATP, presente na membrana interna da mitocôndria. 
Em resumo, a cadeia respiratória consiste em pegar todos os NADH e FADH2 produzidos na glicólise e no ciclo de Krebs, e pegar a energia contida nessas moléculas e transferir essa energia para a produção de ATP. O NADH e o FADH2 liberam hidrogênio e elétrons altamente energizados. Os elétrons altamente energizados são atraídos pelo oxigênio que se encontra na membrana interna da mitocôndria. Para chegar até o oxigênio, os elétrons precisam passar pelas proteínas de membrana liberando sua energia para bombear os hidrogênios que estão na parte interna da membrana (matriz mitocondrial) para fora, os prótons de hidrogênios contêm carga positiva. Quando eles passam para parte mais externa da mitocôndria eles a deixam com carga positiva e a parte interna fica com carga negativa tornando o meio instável, a carga negativa vai atrair novamente o hidrogênio, porém a membrana da mitocôndria é impermeável a sua passagem, obrigando esse hidrogênio a passar pelo complexo proteico denominado sintase do ATP. Quando o hidrogênio passa por esse complexo, ele faz o complexo proteico girar, gerando energia para a formação do ATP.
Na respiração de uma molécula de glicose, a energia liberada pelos elétrons na cadeia respiratória é suficiente para formar até 2 moléculas de ATP. Somando-se a esse numero as duas moléculas de ATP formadas na glicólise e os 2 GTPs (1 para cada AcetilCoA) formados no ciclo de Krebs, obtem-se 30 moléculas de ATP por molécula de glicose metabolizada, considerando atualmente o rendimento máximo da respiração aeróbica. 
Ácidos Nucleicos
São macromoléculas encontradas em todas as células vivas, que constituem os genes, responsáveis pelo armazenamento, transmissão e tradução das informações genéticas. Tais moléculas recebem esse nome devido ao seu caráter acido e também por terem sido descobertos no núcleo celular. 
Existem dois tipos de ácidos nucléicos, o Ácido Desoxirribonucleico conhecido como DNA e o Acido Ribonucleico, conhecido por RNA. Os ácidos nucleicos são formados por três tipos de componentes:
Pentoses:são carboidratos cuja molécula é formada por cinco carbonos. A pentose que forma o DNA é conhecida como desoxirribose, enquanto a do RNA é chamada de ribose.
Base nitrogenada: são compostos cíclicos que contém nitrogênio. As bases nitrogenadas são cinco: adenina, citosina, guanina, timina e uracila. Destas as três primeiras podem ser encontradas tanto no DNA como da RNA. A base timina ocorre somente no DNA, enquanto a uracila é uma base exclusiva do RNA.
Fosfato: um radical derivado da molécula do ácido fosfórico, composto químico responsável pelo caráter ácido dos ácidos nucleicos. 
A sigla DNA, que designa o ácido desoxirribonucleico (em inles deoxyribonucleic acid), tornou-se popular nas últimas duas décadas, principalmente devido aos exames de identificação de pessoas e testes de paternidade.
Com excessão de alguns vírus cujo material genético é o RNA, todos os seres vivos tem suas informações genéticas codificadas em moléculas de DNA.
A estrutura Molecular do DNA
O acido desoxirribonucleico, o DNA, é uma molécula longa e fina. Com apenas 2 nanomentros de espessura, mas que pode atingir alguns centímetros de comprimento. Ela é constituída por dois filamentos paralelos e muito próximos que se enrolam helicoidalmente no espaço lembrando a “espiral” de um caderno.
  
Cada um dos filamentos antiparalelos do DNA é composto por milhares ou mesmo milhões de unidades nucleares – os desoxirribonucleotidios -, encadeados em sequência. Cada filamento de DNA é uma cadeia polinucleotídica. Um nucleotídeo é constituído por três componentes químicos unidos: uma base nitrogenada, a pentose desoxirribose e um fosfato, íon negativo derivado de um ácido fosfórico.
Os nucleotídeos do DNA estão unidos entre si por ligações covalentes, que se estabelecem entre o grupo fosfato de um nucleotídeo e a desoxirribose de outro.
As duas cadeias polinucleotidicas do DNA mantém-se unidas por ligações de hidrogênio (ou pontes de hidrogênio), estabelecido entre as bases nitrogenadas das cadeias. As ligações de hidrogênio (ou pontes de hidrogênio ), estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias ocorrem apenas entre pares específicos, de tal modo que a base de adenina liga-se apenas a timina. Citosina liga-se apenas a guanina. Assim as cadeias dupla-hélice do DNA são sempre complementares. 
A DUPLICAÇÃO SEMICONCERVATIVA DO DNA
Modelo de Watson e Crick foi bem aceito porque, além de ser coerente com as propriedades físicas e químicas da molécula de DNA, também explicava como ela se duplica, produzindo duas réplicas exatamente iguais. Quando duas cadeias de uma molécula de DNA se separam, cada uma delas originam a formação de uma cadeia complementar. Esse modo de duplicação é conhecido como Duplicação Semiconcervativa do DNA.
O processo de duplicação do DNA é comandado por diversas enzimas. Dentre elas, destacam-se as helicases, que catalisam a quebra das ligações de hidrogênio entre as duas cadeias, fazendo com que elas se separem, e as polimerases do DNA, que orientam o emparelhamento de nucleotidios livres a cadeia-molde, além de catalisar a união entre eles (polimerização). 
TRANSCRIÇÃO DA INFORMAÇÃO DO DNA PARA O RNA
Como as moléculas de DNA permanecem dentro do núcleo, onde faz parte dos cromossomos. Ele expressa suas informações através do ácido ribonucleico (RNA), que agem como intermediarias e acessoras da manifestação das informações contidas no DNA nuclear. O RNA também é constituido por nucleotidios unidos em sequencia. Estes, contudo, diferem dos nucleotidios do DNA por apresentarem a pentose ribose em lugar da desoxirribose. As unidades constituintes do RNA são, portanto ribonucleotídios. Além de apresentar a base uracila (u) ao invés da base timina (t), as moléculas de RNA, com poucas exceções, são constituídas por apenas uma cadeia polinucleotídicas. 
O DNA expressa-se transcrevendo suas informações para moléculas de RNA, que podem sair do núcleo e atuar em processos metabólicos citoplasmáticos, basicamente na síntese de proteínas.
A transcrição do RNA tem início pela separação das duas cadeias do DNA em determinado trecho, processo comandado pela enzima polimerase do RNA. 
A medida que separa as cadeias do DNA, a enzima também orienta o emparelhamento de ribonucleotidios livres em uma das cadeias, que serve assim de molde para a síntese de RNA, a outra cadeia permanece inativa.
A sequência de bases nitrogenadas do RNA reflete fielmente a sequência de bases da cadeia de DNA que serviu de molde. Portanto, uma mensagem codificada do DNA, seja ela qual for, é rigorosamente transcrita para o RNA. Por isso, a síntese de RNA é chamada de transcrição gênica.
Tipos de RNA e suas funções
A função primordial das moléculas de RNA transcritas do DNA, é participar da síntese de proteínas. Toda proteína é formada por uma ou mais cadeias polipeptidicas, ou polipeptídios.  Cada polipeptídio é uma longa cadeia filamentosa constituída por aminoácidos encadeados. A sequencia de aminoácidos de uma cadeia polipeptídica é denominada estrutura primária. Dependendo da estrutura primária, a cadeia polipeptídica enrola-se, dobra-se e, não raro, une-se a outras cadeias polipeptídicas (ou mesmo a outras substancias), originando a imensa variedade de proteínas que constituem os seres vivos. Portanto, a função biológica de cada proteína é determinada, em última análise, por sua estrutura primária.
Como a estrutura e o funcionamento de qualquer ser vivo dependem da natureza de suas proteínas, todo o metabolismo celular é controlado pelo DNA, onde se encontram as “receitas” para ordenar os aminoácidos. O processo de síntese de proteínas é fundamentalmente semelhante em todos os seres vivos, o que representa mais uma evidencia da evolução da vida e do parentesco entre as espécies biológicas. Os “atores” principais desse processo são três tipos de RNA: o RNA mensageiro, o RNA transportador e o RNA ribossômico. 
O RNA mensageiro [RNAm] 
O RNA mensageiro é o portador da instrução para a estrutura primaria de uma proteína. A sequencia de nucleotídeos de RNAm contém informação para o número e a sequência de aminoácidos de uma cadeia polipeptídica. O sistema de codificação genética dos seres vivos é denominado código genético. Neste, uma trinca de nucleotídeos do RNA mensageiro transcrito, e consequentemente do DNA, corresponde a um aminoácido no polipeptídio. Cada uma das trincas de bases nitrogenadas do RNAm, codificadoras da proteína, é um códon. 
Como vimos, os nucleotídeos do RNA podem ser de quatro tipos quanto às bases nitrogenadas, que são A, G, C e U. Combinando quatro tipos de nucleotídeos em trincas, obtém-se 64 códons diferentes. O código genético é universal, ou seja, é o mesmo em praticamente todos os seres vivos do planeta. 
RNA transportador [RNAt]
Os RNA transportadores são moléculas relativamente pequenas quando comparadas a outros tipos de RNA, sendo constituídas por cerca de 75 a 90 ribonucleotídios. As moleculas de RNAt dobram-se sobre si mesmas, adquirindo uma forma típica que lembra a letra “L”. Em determinada região da molécula, correspondentes a uma das extremidades do “L”, há uma trinca de bases nitrogenadas capaz de se emparelhar, por ligação de hidrogênio, ao códon complementar do RNAm.
Há dezenas de tipos de RNAt capazes de se ligar especificamente aos 20 tipos de aminoácidos que constituem as proteínas. Essa união é mediada por enzimas que reconhecem tanto o RNAt com determinado anticódon quanto o aminoácido correspondente aquele anticódon. 
RNA ribossômico [RNAr] 
Associado a diversas proteínas, constitui o ribossomo que remove a união entre os aminoácidos transportados pelo RNAt. 
Ribossomos são estruturas citoplasmáticas constituídas por diversos tipos de proteína e por um tipo essencial de RNA, o RNAr. Cada ribossomo é composto de duas partículas, ou subunidades, de diferentes tamanhos. O RNAm associa-se à subunidade menor do ribossomo. Os RNAt, cada qual unido ao seu respectivo aminoácido, unem-se a subunidade maior do ribossomo em doislocais específicos conhecidos com sitio A e P.
O mecanismo de síntese de proteínas 
A síntese de uma cadeia polipeptidica consiste, portanto, na união de aminoácidos de acordo com a sequência de codons do RNAm. Como esta é determinada pela sequência de bases do DNA, transcrita para o RNAm, a síntese de proteínas representa, em última instância, a “tradução” da informação genética, sendo por isso chamada tradução gênica.
 
O Ribossomo encaixa-se em uma das extremidades do RNAm e o percorre em direção em outra extremidade. À medida que o deslocamento ocorre, os RNAt vão encaixando os aminoácidos na sequência definida pela ordem dos códons do RNAm. Dessa forma, a informação codificada pela sequência de bases do RNAm vai sendo traduzida na sequência de aminoácidos da proteína, isto é, em sua estrutura primária. 
A síntese de um polipeptídio tem início com a associação entre um ribossomo, um RNAm e o RNAt que transporta o aminoácido metionina. Este cujo anticódon é UAC, emparelha-se a um códon AUG localizado perto da extremidade inicial da molécula de RNAm.
Crescimento da cadeia polipeptídica
O RNAt que transporta metionina encaixa-se ao ribossomo, emparelhando seu anticódon (UAC) ao primeiro códon AUG do RNAm. O local do ribossomo onde se encaixa esse primeiro RNAt é chamado de sítio P; durante a síntese da proteína, ele será ocupado pelo RNAt que carrega a cadeia polipeptídica em formação. Junto ao sitio P do ribossomo, localiza-se o sítio A, no qual se aloja o RNAt que traz o próximo aminoácido a ser incorporado na cadeia polipeptídica em formação. 
Com o primeiro RNAt encaixado ao sitio P, um segundo RNAt aloja-se no sito A. O anticódon desse segundo RNAt será complementar ao segundo códon codificador do RNAm, posicionado no sítio A. O ribossomo catalisa a ligação entre os aminoácidos e os desligamento do primeiro RNAt do aminoácido que ele transporatava. O RNAt que ocupava o sitio A passa a ocupar, agora, o sitio P. Com o deslocamento do ribossomo, o sitio A torna-se disponível para a entrada do próximo RNAt, que se encaixa complementarmente ao terceiro códon da sequencia codificadora do RNAm. Novamente o ribossomo catalisa a separação do aminoácido do RNAt que ocupava o sitio P e sua ligação ao aminoácido recém-chegado, transportado pelo RNAt ocupante no sitio A. 
Termino da Síntese da cadeia polipeptídica 
O ultimo estagio da síntese de um polipeptídio ocorre quando um ribossomo chega a um códon de parada, um dos três para os quais não há aminoácidos correspondentes. Quando isso acontece, o sitio A do ribossomo é ocupado por uma proteína denominado fator de liberação. Todos os participantes do processo se separam, liberando a cadeia polipeptídica formada.
Ao percorrer a molécula de RNAm, um ribossomo promove a síntese de uma única cadeia polipeptídica. Entretanto, a medida que um ribossomo se desloca sobre o RNAm traduzindo-o outro ribossomo pode associar-se ao mesmo RNAm e iniciar a síntese de outra cadeia polipeptídica. Esta será exatamente idêntica a produzida pelo outro ribossomo. 
É comum encontrar entre dez e vinte ribossomos traduzindo simultaneamente um mesmo RNAm. Cada um deles apresenta uma cadeia polipeptídica em formação, cujo tamanho depende do trecho já percorrido no RNAm. O conjunto formado por vários ribossomos traduzindo simultaneamente um mesmo RNAm é denominado polirribossomo, ou polissomo.
Diferenciação Celular
O que é diferenciação celular?
Consiste em um conjunto de processos que transformam e especializam as células embrionárias. Após essas transformações, sua morfologia e sua fisiologia são definidas, o que as tornam capaz de realizar determinadas funções. 
Após a fecundação, a vida do organismo inicia-se com apenas uma única célula. Nesse sentido, todas as demais células que dela se originarem pela divisão celular (mitose), terão as mesmas informações genéticas, no entanto, exercerão funções diferentes por conta da expressão gênica. 
Em outras palavras, cada diferente tipo de célula possui a inibição ou a ativação de determinados grupos de genes, responsáveis por definir a função de cada uma delas. A expressão gênica controla quatro processos para que a célula inicial origine perfeitamente o embrião, são eles: Proliferação celular, garantindo que muitas células sejam produzidas. especialização celular, permitindo que as células se expressem de forma diferenciada para exercerem suas funções; interação entre as células, promovendo a coordenação e comportamento das células em relação às células vizinhas. Movimentação celular, possibilitando que as células se organizem próximas as células com características em comum para a formação dos tecidos e dos órgãos. 
Processos de Desenvolvimento
Desenvolvimento é um processo no qual um organismo é submetido a uma série de modificações progressivas, adotando as formas sucessivas que caracterizam seu ciclo de vida. Em seus estágios precoces de desenvolvimento, uma planta ou um animal são chamados de embrião. Uma série de estágios embrionários pode preceder o nascimento de um organismo novo e independente. A maioria dos organismos desenvolvem-se até a morte.
Desenvolvimento: Diferenciação e Morfogênese.
Crescimento (aumento de tamanho): ocorre por divisão e expansão celular e continua por toda a vida do indivíduo em algumas espécies. Divisões mitóticas sucessivas produzem o organismo multicelular. Em plantas a expansão celular começa logo após as primeiras divisões do ovo fecundado. Por outro lado, no desenvolvimento animal, a expansão celular é frequentemente lenta, o embrião pode consistir e milhares de células antes de tornar-se maior que o ovo fecundado. 
Diferenciação: É a produção de especializações celulares, isto é, a diferenciação define a estrutura e a função específica de uma célula. A mitose produz núcleos filhos que são cromossômica e geneticamente idênticos aos núcleos que o produziram. Porém, células de um organismo animal ou vegetal obviamente não idênticas em estrutura e função. 
O embrião consiste em poucas células com o potencial para desenvolver-se de muitas maneiras. Contudo, conforme o desenvolvimento avança, as possibilidades para as células se limitam até que o destino esteja totalmente determinado e a célula tenha que se diferenciar. 
Morfogênese (criação da forma): dá origem a forma de um organismo multicelular e seus órgãos. Resulta de formação-padrão, a organização de tecidos diferenciados em estruturas específicas. No desenvolvimento de plantas, as células estão restritas por paredes celulares e não se deslocam, portanto, a divisão e a expansão organizadas são os principais processos que constroem o organismo vegetal. Em animais, os movimentos celulares são muito importantes em sua morfogênese. Morte Celular programada: essencial para o desenvolvimento ordenado. 
Determinação
A determinação precede a diferenciação e é o compromisso de uma célula para um destino especial, é um processo influenciado pelo ambiente extracelular, com os conteúdos da célula atuando sobre o genoma dessa. Não é algo visível ao microscópio pois as células não mudam sua aparencia quando se tornam determinadas. 
Expressão Diferencial de Genes
Células diferenciadas são reconhecidamente diferentes umas das outras, as vezes visualmente, assim como seus produtos proteicos. Certas células em nossos foliculos pilosos produzem continuamente queratina, uma proteína que compõe os pelos, as unhas, as penas e as cerdas do porco-espinho. Outros tipos de células no corpo não produzem queratina. Nas células do folículo piloso, o gene que codifica queratina é transcrito. A ativação do gene da queratina é uma etapa-chave na diferenciação das células do folículo piloso. 
A diferenciação resulta da expressão diferenciada de genes, isto é, da regulação diferencial da transcrição, dos eventos pós transcricionais. O ovo fecundado, ou zigoto, tem a capacidade para dar origem a todo tipo de célula no organismo adulto, assim, dizemos que ele é totipotente. Seu genoma contém instruções para todas as estruturas e funçõesque surgirão durante todo o ciclo de vida. Células determinadas diferenciam-se em tipos específicos de células especializadas, tais como neurônios ou células musculares. Quando uma célula se torna especializada, diz-se que ela se tornou diferenciada.
Principais Tecidos animais e vegetais
Tecido é uma massa organizada de células com uma função especifica que forma uma parte distinta de uma planta ou um animal. Resulta de processo de diferenciação, na qual certos genes são ativados e outros inativados. Essa expressão diferencial de genes interfere no formato e no conteúdo das células. Assim, para cumprir suas funções, as células de diferentes tecidos têm diferentes organizações e frequência de organelas.
Por exemplo, o tecido muscular, de alta demanda energética, apresenta grande quantidade de mitocôndrias e uma organização de citoesqueleto que permite sua contração. Os tecidos animais são de 4 tipos: Epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso.
Tecido Epitelial 
O tecido epitelial ou, simplesmente, epitelio reveste o corpo humano (e o da maioria dos animais) e as cavidades internas e forma as glândulas. Suas células estão estreitamente unidas, havendo entre elas pouca quantidade de substancias intercelular. Esta é formada apenas pela cobertura de glicoproteínas das células animais, o glicocálice. Com raraz exceções, esse tecido não tem vazos sanguíneos e sua nutrição é feita pelo tecido conjuntivo abaixo dele. Em geral tem terminações nervosas sensíveis a estímulos. 
O tecido epitelial é classificado em dois tipos: de revestimento e o glandular.
Epitélio de revestimento
Este tipo de tecido epitelial, reveste o corpo e suas cavidades (tubo digestório e sistemas respiratório e urinário), protegendo o organismo contra atritos, invasão de microrganismos e evaporação; atua também na absorção de alimentos e oxigênio. 
Quase todos os epitélios possuem, na superfície de contato com o tecido conjuntivo, uma região formada por glicoproteínas (fabricadas pelas células epiteliais) e fibras de proteínas (fabricadas pelo tecido conjuntivo). Essa região é chamada de lâmina basal, promove a adesão entre os dois tecidos. 
O tecido epitelial pode ser formado por uma camada de células- epitélio simples – ou por várias camadas – epitélio estratificado. As vezes aparece um tecido pseudoestratificado, constituído por uma camada de células com núcleos em alturas diferentes, aparentando formar várias camadas. Quanto mais groso for o epitélio, melhor será sua capacidade de proteção, quanto mais fino, melhor a capacidade de absorção. 
Alguns tipos de tecido epitelial de revestimento, classificados quanto à forma das células da superfície e quanto ao numero de camada das células. 
As células da superfície do tecido apresentam formas variadas permitindo classificar os epitélios, respectivamente, em cúbicos, prismáticos, também chamados de cilíndricos e pavimentosos. Há ainda o epitélio de transição, encontrado na bexiga urinária, cujas células mudam de forma segundo o grau de distensão da bexiga.
A origem embrionária do tecido epitelial depende de sua localização no corpo. A epiderme, que reveste externamente o corpo, origina-se da ectoderme; o epitélio que reveste o tubo digestório e o sistema respiratório origina-se da endoderme; o epitélio que reveste os vasos sanguíneos (endotélio) e as membranas que revestem os pulmões (pleura), o coração (pericárdio) o estomago e o intestino (peritônio) originam-se da mesoderme. 
O epitélio que reveste as cavidades, formada pelo tecido epitelial e conjuntivo sob ele, e chamada de mucosa. 
Epiderme
Com 0, milímetros, a epiderme é um epitélio estratificado pavimentoso que reveste externamente o corpo. Com o tecido subjacente, chamado derme, ela forma o maior órgão do corpo, a pele, com cerca de 2m² de área e o,5 a 4 milímetros de espessura. 
A epiderme é a primeira defesa do corpo, protegendo-o contra a penetração de agentes estranhos e contra seu desgaste pelo atrito. Sua eficiência nesta função se deve ao grande numero de camadas de células superpostas que a constituem, vindo daí sua classificação como tecido epitelial estratificado. 
Epitélios de Secreção: Glândulas 
As glândulas são estruturas formadas por agrupamentos de células epiteliais que se multiplicam e penetram no tecido conjuntivo. O tecido epitelial glandular é especializado na produção de secreções, substancias que serão usadas em outras regiões do corpo. Há três tipos de glândulas: exócrinas, endócrinas e mistas.
Glândulas exócrinas (exo= para fora; crino = secreção): são glândulas que eliminam substancias para fora do organismo ou em cavidades abertas. Entre as células dessa glândula há uma cavidade que funciona como canal, onde as substancias são lançadas.
Na maioria dos casos, a célula que elimina seu produto permanece intacta, mas nas glândulas sebáceas a secreção é formada pela própria célula, que acumula sua secreção, morre e é eliminada. Por isso as glândulas sebáceas são chamadas de holocrinas (holo=todo), e as outras, que eliminam apenas a secreção sem provocar a morte da célula, são chamadas merócrinas (mero=parte).
Glandulas endócrinas (endo = para dentro): essas glândulas lançam suas substancias na corrente sanguínea. Nessas glândulas o cordão de células que realiza a comunicação da glândula com o exterior desaparece e ficam apenas as células mais profundas, que lançam a secreção, chamada hormônio, no sangue.
Glandulas Mesócrinas (meso=meio): essas glândulas lançam suas secreções tanto no sangue como em cavidades abertas. O melhor exemplo é o pâncreas, que lança no intestino delgado o suco pancreático e, no sangue, a insulina e o glucagon, hormônios que controlam a taxa de glicose no sangue.
Tecidos conjuntivos
Os tecidos conjuntivos formam-se do mesênquima, um tecido embrionário originado da mesoderme e formado por um grupo de células (células mesenquimais) imersas em uma substancia viscosa. Todos apresentam grande quantidade de substancia intercelular (matriz extracelular), formada por proteínas fibrosas, que ficam imersas na substancia fundamental, também chamada de substancia fundamental amorfa.
É classificado em: 
Tecido conjuntivo propriamente dito, que pode ser frouxo ou denso; tecido adiposo, tecido cartilaginoso, tecido ósseo, tecido hematopoiético.
Tecido conjuntivo propriamente dito: a função desse tecido é sustentar e nutrir tecidos que não possuem vascularização. É encontrado abaixo do epitélio e em volta dos órgãos, servindo para o acolchoamento, preenchendo espaços e fazendo a ligação entre dois tecidos diferentes. A substancia fundamental é um gel formado por polissacarídeos com nitrogênio, chamado de mucopolissacarídeos ou glicosaminosacarideos, como o ácido hialurônico, e proteínas ligadas a glicídios, no qual estão imersos três tipos de fibras:
Colagenas: feitas de um tipo de colágeno, proteína muito resistente a tração;
Elásticas: feitas de elastina, glicoproteína que cede a tração, mas retorna a forma original; 
Reticulares: feitas de um tipo de colágeno associado a glicoproteína, formando uma rede de sustentação em alguns órgãos.
De acordo com a quantidade de fibras, esse tecido pode ser classificado em: Frouxo que contém poucas fibras, é delicado e flexível e está espalhado por todo o corpo preenchendo espaços e servindo de apoio aos epitélios, sustentando órgãos; Denso que é mais resistente por causa da maior concentração de fibras e é encontrado na derme formando capsulas em órgãos como o fígado e o baço; nos ligamentos dos ossos, ligando os ossos entre si; nos tendões ligando o musculo ao osso.
Tecido conjuntivo adiposo: é um tecido muito rico em células que acumulam gordura, as células adiposas ou adiócitos, servindo como reserva de energia e proteção contra o frio. Além disso, envolve diversos órgãos, protegendo-os contra traumatismos durante os movimentos do corpo. Aparece ainda nas cavidades de alguns ossos (medula óssea) e forma uma camada sobre a pele, a tela subcutânea ou hipoderme.
Tecido conjuntivo cartilaginoso: além de fibrascolágenas e elásticas, o tecido cartilaginoso (ou cartilagem) possui glicídios e glicoproteínas, que lhe dão consistência firme e flexível, tornando-o capaz de sustentar diversas partes do corpo e permitindo certa flexibilidade de movimento. É encontrado na orelha, no nariz, na traqueia, nos brônquios e também nas articulações (onde dois ossos moveis se tocam), cobrindo a superfície dos ossos e diminuindo o atrito entre eles, o que é garantido também por um liquido lubrificante – o líquido sinovial.
Tipos de cartilagem
Hialina: possui quantidade moderada de fibras colágenas e é mais comum no corpo. Encontra-se na parede das fossas nasais, na traqueia, nos brônquios, nas superfícies articulares dos ossos longos (facilitando no deslizamento no contato entre os ossos) e na ligação das costelas ao osso esterno.
Elástica: além de fibras colágenas, possui grandes quantidades de fibras elásticas e esta presente no pavilhão auditivo (orelha externa), na laringe, na epiglote (válvula que tampa a traqueia quando engolimos, impedindo que o alimento obstrua a passagem do ar. 
Fibrosa: rica em fibras colágenas que ocupam quase toda a substancia intercelular, lembrando o tecido conjuntivo denso. É encontrada entre as vertebras formando os discos intervertebrais, além de amortecer impactos. 
Tecido conjuntivo ósseo: além de atuar na sustentação do corpo, osso é importante nos movimentos, servindo de ponto de apoio para os músculos e protegendo órgãos vitais, como o cérebro e os pulmões. O osso é bem mais rígido que a cartilagem, porque sua substancia intercelular possui, além da parte orgânica formada por fibras colágenas e glicoproteínas, possui uma parte inorgânica compostas de sais minerais (principalmente o fostado de cálcio – na forma de hidroxiapatita que formam os cristais responsáveis por sua riidez)
Organização do osso: no tecido ósseo, alojadas nas lacunas, existem células vivas – os osteócitos -, que se formam a partir de células ósseas jovens, os osteoblastos. 
Tecido Hematopoiético (hematos = sangue; poese = formação): é responsável pela produção dos glóbulos do sangue. Há dois tipos desse tecido: medula óssea vermelha ou tecido mieloide e tecido linfático ou linfoide. 
A medula óssea é encontrada no interior dos ossos. Ela contém célula-tronco capazes de originar todas as células do sangue. Atualmente se sabe que essas células têm o potencial de originar também células de outros tecidos do corpo.
Tecidos vegetais
Os tecidos vegetais formam o corpo da planta e podem ser classificados em diferentes grupos, como os meristemas, os tecidos primários e secundários.
Os vegetais, assim como alguns animais, possuem um corpo formado por tecidos. Esses tecidos podem ser divididos em cinco grupos: meristemas apicais, tecidos meristemáticos primários, tecidos primários, meristemas secundários ou laterais e tecidos secundários.
Meristemas
São tecidos com grande capacidade de sofrer divisão celular. Eles não possuem células diferenciadas e são responsáveis por originar todos os tecidos maduros da planta.
Os meristemas chamados de apicais ou promeristemas são encontrados na extremidade do caule e da raiz. Eles produzem células que originam o corpo primário do vegetal. Logo abaixo do meristema apical, encontram-se os tecidos meristemáticos primários.
Os tecidos meristemáticos primários são a protoderme, o meristema fundamental e o pro câmbio. A protoderme é o meristema que origina a epiderme. Já o meristema fundamental origina o parênquima, o colênquima e o esclerênquima. O pro câmbio é responsável pela formação dos tecidos vasculares primários, ou seja, o xilema e o floema.
Os meristemas secundários ou laterais promovem o crescimento da planta em espessura. Eles são o felogênio e o câmbio. Responsável pelos tecidos vasculares secundários, o câmbio produz xilema e floema secundários, enquanto o felogênio origina a periderme, que substitui a epiderme, e é formado pelo súber e feloderme.
Epiderme
Presente na parte mais externa de um vegetal em crescimento primário, a epiderme é responsável, principalmente, pela proteção. Suas células são vivas, encontram-se justapostas e podem apresentar várias substâncias, tais como taninos e pigmentos. Na epiderme, existem células especializadas, como as células-guarda dos estômatos e tracomas. Em plantas com crescimento secundário, esse tecido é substituído pela periderme.
Parênquima
O parênquima, tecido do sistema fundamental, é formado por células vivas, que possuem paredes primárias delgadas e vacúolos bem desenvolvidos. O formato dessas células é geralmente descrito como isodiamétrico. O tecido parenquimático pode ser classificado em parênquima de preenchimento, clorofiliano e de reserva.
Colênquima
O colênquima, assim como o parênquima, é um tecido do sistema fundamental que apresenta células vivas na maturidade. Ao serem observadas no microscópio fotônico, as paredes dessas células apresentam coloração branca e brilhante e espessamento irregular, características que podem ser usadas para classificar esse tecido. Os tipos básicos de colênquima são: angular, lamelar, lacunar ou anelar.
 Esclerênquima
É um tecido do sistema fundamental que garante resistência ao corpo do vegetal. As células que o compõem apresentam paredes secundárias espessadas, que podem ou não ser lignificadas. [O espessamento, diferentemente do colênquima, é regular.] Geralmente, essas células não são compostas por protoplasto vivo na maturidade. Destacam-se dois tipos celulares importantes: as fibras e as esclereides.
Floema
O floema compõe o sistema vascular no vegetal e sua função é garantir o transporte de materiais orgânicos e inorgânicos em solução. Esse tecido complexo é formado por células de condução (células crivadas e elementos do tubo crivado), células parenquimáticas, fibras e esclereides. Entre as células parenquimáticas, destacam-se algumas especializadas, como as companheiras e as albuminosas. O floema primário origina-se do procâmbio, e o secundário é gerado a partir do câmbio.
 Xilema
Parte do sistema vascular, destaca-se por sua capacidade de conduzir água e solutos para todas as partes da célula. Esse tecido também garante a sustentação e o armazenamento de algumas substâncias. Considerado complexo, ele é formado por elementos condutores (traqueides e elementos de vaso), células parenquimáticas e fibras. O xilema primário é formado a partir do procâmbio, enquanto o secundário é formado a partir do câmbio.
Origem e evolução das células
Como surgiram as moléculas orgânicas que originaram os primeiros seres vivos? Esse é um tema que ainda motiva grandes discussões entre os cientistas. Evidencias experimentais sugerem que teria sido possível a formação de moléculas orgânicas a partir dos gases presentes na atmosfera da terra primitiva. 
Nos seres vivos atuais, os processos químicos que caracterizam a vida ocorrem no interior de células, compartimentos isolados do ambiente externo por uma finíssima película, a membrana plasmática. Esta permite a manutenção de um ambiente celular interno diferenciado e adequado aos processos e as reações químicas essenciais a vida. 
Experimentos de laboratório sugerem o que pode ter ocorrido com moléculas precursoras da vida acumuladas em massas d’agua, na terra primitiva. Quando se adiciona experimentalmente proteínasa soluções aquosas com certo grau de acidez e salinidade, podem-se obter aglomerados proteicos microscópicos, em alguns casos bastante estáveis, graças a formação de uma película de moléculas de agua ao redor das proteínas. Também se observou que, em certas condições especiais, as próprias proteínas podem se organizar, formando películas ao redor de moléculas orgânicas.
Esses fatos levaram os cientistas a pensar que, nas condições da terra primitiva, moléculas orgânicas podem ter se isolado e se organizado, formando glóbulos microscópicos estáveis, precursores de vida. 
As hipóteses: heterotrófica e autotrófica
Embora não se saiba que caminhos levaram das moléculas orgânicas aos seres vivos,acredita-se que as primeiras formas de vida eram microscópicas e delimitadas por uma membrana. Em seu interior, reações químicas ordenadas e controladas forneciam energia para transformar moléculas de alimento em componentes de seu próprio corpo, possibilitando o crescimento e a reprodução. 
Do que se alimentavam esses primeiros seres vivos? Para tentar responder essa pergunta, vamos analisar a alimentação dos seres atuais. Nos dias de hoje, os seres vivos tem duas estratégias alimentares básicas: ou eles mesmos produzem seu alimento ou o obtem do meio onde vivem. 
No primeiro caso fala-se de seres autotróficos (autós = próprio, e trophos = alimento), capazes de produzir substâncias orgânicas a partir de gás crbonico e de energia do ambiente. São autotróficos alguns tipos de bactérias, todas as algas e todas as plantas atuais, com exceção de algumas plantas parasitas. 
No segundo caso, fala-se em seres heterotróficos (heteros = diferente, e trophos = alimento), incapazes de produzir seu próprio alimento, eles têm de obte-lo do meio externo na forma de moléculas orgânicas. São heterotróficas diversas bactérias, os fungos, a quase totalidade dos protozoários e todos os animais.
Atualmente a hipótese mais aceita sobre a nutrição dos primeiros seres vivos é a hipótese autotrófica. Seus defensores argumentam que na terra primitiva não havia moléculas orgânicas em quantidade suficiente para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos. De acordo com os conhecimentos atuais, os primeiros habitantes da terra deveriam ser seres quimiolitoautotróficos ( litós = rocha), capazes de produzir suas próprias substancias alimentares a partir da energia liberada em reações químicas entre componentes inorgânicos presentes nas rochas. Acredita-se, por exemplo, que os primeiros seres vivos podiam obter energia a partir de compostos inorgânicos de ferro e de enxofre. A hipótese autotrófica vem se consolidando graças à descoberta de microrganismo que vivem em ambientes inóspitos, como fontes de agua quente e vulcões submarinos. 
Segundo a hipótese autotrófica, a partir da evolução dos primeiros seres quimiolitoautotroficos teriam surgido os outros tipos de seres vivos; inicialmente, os que realizam realizam fermentação, depois os fotossintetizantes e, finalmente, os que respiram o gás oxigênio (aeróbios).
Noções sobre células tronco
Células tronco ão células indiferenciadas, capazes de autorrenovação e diferenciação em muitas categorias de células. Elas também podem se dividir e se transformar em diversos tipos de células. Além disso, as células-tronco podem ser programadas para desenvolver funções específicas, tendo em vista que ainda não possuem uma especialização. Basicamente, as células tronco podem se autorreplicar, ou seja, se duplicar, gerando outras células-tronco. Ou ainda se transformar em outros tipos de células.
Tipos de células tronco
Existem três tipos de células tronco: as embrionárias e as adultas, que são encontradas principalmente na medula óssea e no cordão umbilical, oriundas de origem natural; e as pluripotentes induzidas, que foram obtidas por cientistas em laboratório no ano de 2007.
Células Tronco embrionárias 
As células pluripotentes, ou embrionárias, são assim chamadas por possuir a capacidade de se transformar em qualquer tipo de célula adulta. Elas são encontradas no embrião, apenas quando este se encontra no estágio de blastocisto (4 a 5 dias após a fecundação). 
Na figura abaixo, a região circulada em vermelho é chamada Massa Celular Interna e é esta massa de células que chamamos de células-tronco embrionárias.
 Em uma fase posterior ao embrião de 5 dias, ele já apresenta estruturas mais complexas como coração e sistema nervoso em desenvolvimento, ou seja, as suas células já se especializaram e não podem mais ser consideradas células-troncos. O corpo humano possui, aproximadamente, 216 tipos diferentes de células e as células-tronco embrionárias podem se transformar em qualquer uma delas.
Células tronco adultas
Na fase adulta, as células-tronco encontram-se, principalmente, na medula óssea e no sangue do cordão umbilical, mas cada órgão do nosso corpo possui um pouco de células-tronco para poder renovar as células ao longo da nossa vida. Elas podem se dividir para gerar uma célula nova ou outra diferenciada. As células-tronco adultas são chamadas de multipotentes por serem menos versáteis que as embrionárias.
Células tronco induzidas
As primeiras células-tronco humanas induzidas foram produzidas em 2007, a partir da pele. E tem sido daí que são retiradas as células para reprogramação, mesmo que teoricamente, qualquer tecido do corpo possa ser reprogramado. O processo de reprogramação se dá através da inserção de um vírus contendo 4 genes. Estes genes se inserem no DNA da célula adulta, como, por exemplo, uma da pele, e reprogramam o código genético. Com este novo programa, as células voltam ao estágio de uma célula-tronco embrionária e possuem características de autorrenovação e capacidade de se diferenciarem em qualquer tecido, como na figura mais abaixo. Estas células são chamadas de células-tronco de pluripotência induzida ou pela sigla iPS (do inglês induced pluripotent stem cells).
Clonagem
A clonagem é o processo utilizado para criar uma réplica geneticamente exata de uma célula, tecido ou organismo. O resultado da clonagem, que tem a mesma composição genética do original, é chamado de clone.
Existem diferentes tipos de clonagem:
Clonagem natural: é o processo de reprodução assexuada de bactérias e alguns fungos, plantas e algas gerando populações de indivíduos geneticamente idênticos.
Clonagem de genes: é a produção e amplificação de segmentos específicos de DNA através de um vetor.
Clonagem reprodutiva: é o processo que consiste na fusão de uma célula somática, que é retirada de um indivíduo animal, com um óvulo ao qual foi previamente retirado o núcleo original.
Clonagem terapêutica: é o processo que cria as células-tronco embrionárias, que podem ser utilizadas na produção de tecido saudável para substituir tecidos lesionados ou doentes no corpo humano.
O termo clone tem origem etimológica na palavra grega klon, que quer dizer broto de um vegetal, e foi citado pela primeira vez no início dos anos 1900, pelo botânico norte-americano Herbert J. Webber, para descrever uma colônia de organismos derivados de um único progenitor através de reprodução assexuada. Em humanos, existem clones naturais, os gêmeos univitelinos, que se originam da divisão de um único óvulo fertilizado.
As primeiras ideias de clonagem surgiram em 1938 quando Hans Spermann, embriologista alemão, propôs um experimento que consistia em transferir o núcleo de uma célula em estágio tardio de desenvolvimento para um óvulo. Em 1952, pesquisadores realizaram a primeira clonagem de sapos a partir de células embrionárias e assim demonstraram que a transferência nuclear era uma técnica de clonagem viável. Na década de 1980, foram criados os primeiros mamíferos por transferência nuclear.
Mas foi em 1996 que os fatos mais marcantes sobre a clonagem surgiram. Os pesquisadores Ian Wilmut e Keith Campbell divulgaram a clonagem da ovelha Dolly, gerada a partir de uma célula somática (já diferenciada) de um doador adulto. Nos anos subsequentes diversos outros mamíferos foram clonados, o que abriu espaço para um intenso debate sobre clonagem, especialmente a humana, que prossegue até os dias de hoje.
Assim como o uso de organismos geneticamente modificados ou transgênicos, a clonagem levanta inúmeras questões e preocupações éticas e sociais. Para muitos bioeticistas, a questão mais problemática é a utilização da técnica para melhoramento de indivíduos. Essa questão pode ter consequências perigosas, pois remete à possível criação de uma linhagem de “super-homens” com características muito diferentes daquelas dos demais humanos.
Em 2001, cientistas começaram a explorar essa tecnologia como uma maneira de criar animais pertencentes a espécies ameaçadas ou extintas. No Brasil, a Embrapa(Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) já realiza clonagens de bovinos e, junto com alguns parceiros, lidera o projeto de clonagem de espécies selvagens ameaçadas. No final de 2012, a Comissão de Meio Ambiente do Senado aprovou o projeto de lei que regulamenta as atividades de pesquisa, produção, importação e comercialização de animais clonados. A aprovação desta lei também deve garantir a prestação de contas à sociedade em relação às questões ambientais
A engenharia Genética
A engenharia genética consiste num conjunto de técnicas de manipulação do DNA que permite isolar e multiplicar genes, e também transferi-los de um individuo para o outro, mesmo entre espécies distintas. Esse processo também é chamado de tecnologia do DNA recombinante. 
Os seres microscópicos – bactérias e vírus – são as principais “cobaias” da engenharia genética. Graças a sua relativa simplicidade, eles se tornaram o material biológico ideal para compreender o mecanismo básico de funcionamento dos genes. 
A Clonagem do DNA
Plasmidios como vetores de clonagem de DNA 
Plasmídeos são moléculas circulares de DNA, menores que o cromossomo bacteriano e cuja presença não é essencial a vida da bactéria. Possuir plasmídeos, no entanto é vantajoso para a bactéria, pois eles podem conter genes responsáveis pela destruição de substancias toxicas, como antibióticos, por exemplo.
Os plasmídeos, presentes nas bactérias, tem capacidade de se multiplicar independentemente do cromossomo bacteriano e são transmitidos as bactérias-filhas na divisão celular.
Em 1970, pesquisadores estadunidenses Stanley Norman Cohen e Herbert Boyer cortaram plasmídeos em pontos específicos e emendaram o DNA plasmidial a um segmento de DNA de outro organismo. O corte foi realizado com endonucleases de restrição; as “emendas”, com enzimas bacterianas denominadas ligases. O resultado dessa engenharia molecular foi um plasmídeo recombinante, ou seja, o DNA do plasmídeo unido ao DNA de outra procedência. Esse plasmídeo foi introduzido em bactérias para testar sua capacidade de se multiplicar em células vivas. As bactérias transformadas multiplicaram-se normalmente, originando copias idênticas. 
As experiencias mostraram que o plasmídeo recombinante multiplica-se normalmente na bactéria que o recebe, transmitindo-se as bactérias-filhas. As moléculas de DNA recombinante obtidas pela multiplicação da célula bacteriana constituem um “clone” molecular e por isso, a metodologia para multiplicar DNA dessa maneira é denominada clonagem molecular.
Bactérias como “fabricas” de proteínas humanas
Com o desenvolvimento da clonagem molecular, tornou-se possível isolar genes codificadores de proteínas humanas, liga-los a plasmídeos bacterianos e introduzi-los em bactérias, transformando esses microrganismos em verdadeiras “fabricas” de proteínas: estas são genuinamente humanas quanto a sequencia de aminoácidos, porem foram sintetizadas pelo metabolismo bacteriano. em 1977 Herbert Boyer e Robert Swanson, fundaram a primeira empresa de biotecnologia que conseguiu produzir o hormônio humano somatotostina em bactérias. Esse hormônio, um oligopeptidio com 14 aminoacidos desempenha diversas funções em nosso corpo, despertando grande interesse da indústria farmacêutica. Nesse experimento pioneiro, um segmento de DNA formado por 60 nucleotideos, com codificação para 14 aminoacidos constituintes da somatotostina, foi unido a um plasmídeo e introduzido em bactérias. A partir delas, foram obtidos os clones bacterianos que produziam o hormônio. 
No ano seguinte foi clonado o gene codificador da insulina humana, hormônio cuja deficiência no organismo esta associada ao diabetes melito. Essa foi a segunda proteína humana a ser produzida em bactérias e teve sua comercialização para uso terapêutico aprovada em 1982. A insulina produzida por bactérias é idêntica à humana e não provoca alergia. Hoje diversas proteínas humanas comercializadas como medicamentos são produzidas por clones bacterianos. 
Misturando genes entre espécies: transgênicos
Organismos portadores de DNA de outra espécie, como as bactérias utilizadas na produção de proteínas humanas, são chamadas de transgênicos, pois foram gerados pela transferência de material genético de outra espécie, ou transgenia. 
As técnicas de manipulação do DNA possibilitaram a transferência de genes também entre organismos eucarióticos, como animais e plantas e fungos para obter ou modificar alguma característica de interesse. Nesse contexto popularizou-se a expressão organismo geneticamente modificado como sinônimo de transgênico. 
Como são produzidos animais transgênicos?
O primeiro “transplante” bem sucedido de genes entre animais foi realizado em 1981. Fragmentos de DNA de coelho, contendo um gene para a hemoglobina, foram injetados em células-ovo de camundongo. Alguns dos camundongos originados desses zigotos tinham hemoglobina de coelho em suas hemácias. Portanto, o DNA injetado no ovo incorporou-se a um cromossomo e transmitiu-se de uma geração de células para outra durante as mitoses ocorridas no desenvolvimento do animal. 
Na produção de transgênicos em mamíferos geralmente são utilizadas células-ovo geradas por fecundação in vitro, processo em que óvulos retirados das fêmeas são colocados em liquido apropriado contendo espermatozoides. O processo de fecundação é acompanhado ao microscópio e segmentos do DNA que se deseja incorporar são injetados na célula ovo recém-formada. Em geral, uma ou mais moléculas do DNA injetado incorporam-se aos cromossomos da célula-ovo e são transmitidas as células-filhas, quando o zigoto se divide assim todas as células do individuo conterão o DNA transplantado. Quando o organismo transgênico se reproduzir, os genes incorporados serão transmitidos a descendência como qualquer outro gene. 
A identificação de pessoas pelo DNA
É possível identificar o DNA de uma pessoa por meio de uma técnica que consiste em picotar as moléculas do acido nucleico com enzimas de restrição e depois identificar o padrão de fragmentos originados por meio de eletroforese em gel. 
A eletroforese consiste em colocar os fragmentos do DNA em uma placa de gel e aplicar nela uma corrente elétrica; a extremidade do gel em que o DNA foi colocado é conectada ao polo negativo, e a extremidade oposta ao polo positivo. Com a diferença de potencial elétrico entre as extremidades da placa de gel, os fragmentos de DNA, eu tem carga elétrica negativa devido a ionização de seus grupos fosfatos “correm” para o polo positivo. Os fragmentos moleculares deslocam-se no interior do gel, “driblando” as fibras desse material, como se estivessem em uma corrida de obstáculos. Quanto menor é o fragmento de DNA, mais facilmente ele passa entre as fibras, sendo mais veloz. 
Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de DNA de mesmo tamanho e que corriam lado a lado “estacionam” juntos em determinada posição, formando uma faixa na placa de gel. Terminada a eletroforese, a placa de gel é tratada com corantes capazes de evidenciar o DNA.
A analise do padrão de bandas obtidos na eletroforese revelou-se um método seguro de identificação de pessoas e hoje é amplamente utilizado em investigações policiais e em processos judiciais. 
Sequencias de DNA utilizadas na identificação de pessoas 
Geralmente, os testes de identificação por DNA empregam sondas capazes de detectar regiões não codificantes no genoma humano que varia muito de uma pessoa para a outra. Essas regiões são constituídas pela sigla VTNR (número variável de repetições em sequência, traduzido do inglês), são constituídas por sequencias curtas, de até algumas dezenas de nucleotídeos, que se repetem ao longo de trechos da molécula de DNA. O numero dessas repetições varia entre as pessoas, daí o nome. 
Através disso se uma pessoa apresentar em determinada região de um cromossomo, um trecho VTNR com cinco repetições e, na região correspondente do cromossomo homologo, um trecho com apenas três repetições. O tratamento de DNA dessa pessoa com determinada enzima de restrição produzirádois tipos de fragmentos nessa região: alguns com três repetições. Muitos outros fragmentos de diversos outros tamanhos serão produzidos na digestão desse DNA, pois as sequencias- alvo de uma enzima de restrição então, em geral, dispersas por todo o genoma. No entanto, uma sonda que identifique as VNTRs em estudo, revelará, após a separação por eletroforese, apenas duas bandas: uma correspondente aos fragmentos com três repetições da VNTR e outra, aos fragmentos de 5 repetições. Usando a mesma sonda, o DNA de uma outra pessoa que tenha três repetições desse trecho VNTR no mesmo par de cromossomos homólogos produzirá apenas uma banda na eletroforese. 
Referencias
AMABIS, José Mariano. MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia em Contexto. - 1ed. São Paulo: Moderna, 2013.
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