BiologiaCelular_Unidade1_PDF (1)

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10/08/2013
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Unidade I – Introdução à 
Biologia Celular
Prof. Christiano Bittencourt Machado, Ph.D.
Universidade Estácio de Sá
SDE0004 – Biologia Celular
Fisioterapeuta – Universidade Estácio de Sá – Campus Friburgo
Doutor em Física Acústica – Universidade de Paris 6 – França
Doutor em Engenharia Biomédica – COPPE/UFRJ
1.1. Origem e evolução nos seres vivos
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Componentes da célula
• Células procariotas (procariontes):
– Surgiram há cerca de 3 bilhões de anos;
– Caracterizam-se pela pobreza de membranas;
– Compreendem as bactérias e as cianofíceas (algas 
azuis);
– O material genético não está separado do 
citoplasma;
– Estrutura relativamente simples;
– São bioquimicamente versáteis � apresentam 
glicólise, respiração, fotossíntese.
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Exemplo de procarionte:
• Células eucariotas (eucariontes):
– Surgiram há cerca de 1 bilhão de anos;
– Núcleo bem individualizado e delimitado pelo 
envoltório nuclear;
– Organelas distintas podem ser reconhecidas no 
citoplasma;
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• Os eucariontes teriam derivado de “dobras” na 
membrana plasmática dos procariontes �
hipótese de Robertson, a Teoria da Invaginação 
da Membrana;
• Os dobramentos teriam dado origem aos diversos 
compartimentos celulares;
• Mitocôndrias e cloroplastos � origem diferente 
das outras organelas, explicada pela Teoria da 
Endossibiose (Lynn Margulis, em 1981):
– A mitocôndria e o cloroplasto teriam sido organismos 
procariontes independentes, que passaram a viver em 
sinbiose com o organismo unicelular.
1.2. Morfologia das células procariota e 
eucariota
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VÍRUS
• Do latim virus = “veneno” ou “toxina”;
• Pequenos agentes infecciosos (20 a 300 
nanometros de diâmetro);
• Ácidos nucléicos (material genético) 
geralmente envolvido por uma cápsula 
protéica;
• Não apresentam maquinaria metabólica, 
LOGO dependem de suas células hospedeiras 
para sobreviverem – parasitas intracelulares 
obrigatórios.
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1. Ácido nucléico: molécula portadora do
genoma viral.
2. Capsídeo: envoltório protéico que
envolve o material genético dos vírus.
3. Nucleocapsídeo: estrutura formada
pelo capsídeo associado ao ácido nucléico
que ele engloba.
4. Capsômeros: subunidades proteícas
(monômeros) que agregadas constituem o
capsídeo.
5. Envelope: membrana rica em lipídios
que envolve a partícula viral externamente.
6. Peplômeros (espículas): estruturas
proeminentes, geralmente constituídas de
glicoproteínas e lipídios, que são encontradas
ancoradas ao envelope, expostas na
superfície
Vírus: ser vivo?
• Propriedades básicas do ser vivo:
a) São capazes de produzir e utilizar energia
química para a síntese de macromoléculas
por meio de uma variedade de proteínas;
b) Possuem ácido nucléico – genoma celular.
• Existe grande debate na comunidade
científica – o vírus é um ser vivo ou não?
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• Vírus não se reproduzem in vitro (por meio de 
cultura contendo os nutrientes fundamentais 
à vida);
• Vírus possuem apenas um tipo de material 
genético, o DNA ou RNA, nunca ambos (o que 
ocorre com os seres vivos).
• As células vegetais apresentam paredes celulares;
• Células vegetais contêm plastídeos:
– Não contêm pigmentos: leucoplastos;
– Contêm pigmentos: cromoplastos.
• Células vegetais contêm vacúolos citoplasmáticos
maiores do que na célula animal;
• Presença de amido nas células vegetais;
• Presença de plasmodesmos nas células vegetais:
pequenos túbulos ligando células vizinhas. Nas
células animais, existem as “junções
comunicantes”, morfologicamente diferentes.
1.3. Células eucariotas 
animais x vegetais
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• Água (H2O):
– Substância mais abundante em sistemas vivos 
(70% do peso corporal);
– Todos os aspectos da estrutura e função celular 
são adaptados as propriedades químicas e físicas 
da água;
– Formam pontes de hidrogênio:
1.4. Composição molecular da célula
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– Solvente polar, capaz de dissolver a maioria das 
biomoléculas que são geralmente carregadas ou 
polares – compostos hidrofílicos;
– Solventes não-polares (ex: clorofórmio, benzeno) 
são bons solventes para moléculas hidrofóbicas
(lipídios, graxas, ceras);
– Moléculas não-polares tendem a se agrupar em 
meio aquoso. 
Repare na orientação das
moléculas de água em contato
com os solutos, organizada em
função das cargas dos mesmos.
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– Muitos compostos 
apresentam regiões 
polares e outras apolares 
– compostos anfipáticos, 
que quando são 
misturados na água:
– A água apresenta pequeno grau de ionização, em 
função da presença de íons hidrogênio (H+) e íons 
hidroxila (OH-);
– Quando ácidos fracos são dissolvidos em água 
eles contribuem para o aumento de íons H+, 
ionizando a água; bases fracas consomem H+
tornando-se protonadas, e tornando o meio mais 
básico;
– A quantidade total de H+ em um meio pode ser 
medida experimentalmente e é expressa como o 
pH da solução:
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NEUTRO
+ ÁCIDO
+ BÁSICO
(ALCALINO)
– No citosol – pH = 7,2;
– Sangue humano – pH = 7,35 – 7,45.
– Hidrólise – quebra de ligações covalentes pela 
adição dos elementos da água � ataque 
nucleofílico. EX: hidrólise do ATP em ADP e fosfato 
orgânico;
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• Proteínas:
– Longos polímeros de aminoácidos, representando 
o principal constituinte celular depois da água;
– Algumas proteínas tem atividade catalítica e 
funcionam como enzimas, outras servem como 
elementos estruturais, proteínas sinalizadoras, 
receptores celulares, transportadores que 
carreiam substâncias específicas para dentro e 
fora da célula;
– As proteínas talvez sejam as biomoléculas mais 
versáteis.
Ligação peptídica – entre dois aminoácidos:
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• Ácidos nucléicos:
– São polímeros de nucleotídeos;
– Estocam e transmitem a informação genética, e 
algumas moléculas de RNA tem participação 
catalítica e estrutural dentro da célula.
• Carboidratos:
– Glicose: carboidrato mais importante (C6H12O6);
– Classificam-se como:
• Monossacarídeos: não podem ser hidrolisados em 
carboidratos mais simples. Podem ser classificados 
como trioses, tetroses, pentoses, etc., de acordo com o 
número de carbonos;
• Dissacarídeos: condensação de 2 monossacarídeos pela 
ligação glicosídica (maltose = glicose + glicose; lactose = 
galactose + glicose; sacarose = glicose + frutose);
• Oligossacarídeos: condensação de 3 a 10 
monossacarídeos;
• Polissacarídeos: condensação de mais de 10 
monossacarídeos (amido, glicogênio).
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Glicose
• Dissacarídeos e a ligação glicosídica:
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Glicogênio
• Lipídeos:
– Formam a estrutura da membrana plasmática;
– Estoques ricos em energia;
– Participam como moléculas na sinalização 
intracelular;
– Formados por ácidos graxos (AG’s):
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• Triacilgliceróis (triglicerídeos – TGL’s): 
principais formas de armazenamento de AG’s.
• Fosfolipídios: principais constituintes lipídicos 
da membrana celular;
– Derivados do ácido fosfatídico;
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ESTUDO DIRIGIDO
1) Diferencie as células eucariontes e procariontes.
2) Como a mitocôndria surgiu?
3) O que é um vírus? Ele pode ser considerado um ser vivo? 
Explique.
4) Descreva a estrutura de um vírion envelopado.
5) Quais são as diferenças entre as células vegetais e animais?
6) Qual a importância da água para o organismo?
7) O que são moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas? Quais delas 
são solúveis em água? Por quê?
8) Descreva quais são as biomoléculas do organismo (proteínas, 
carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos).
9) Por que as proteínas são consideradas moléculas versáteis?