Biologia Celular

1. Maria Erivalda Farias de Aragão
BIOLOGIA CELULAR
1ª Edição
2009

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INFORMAÇÕES TÉCNICAS
Autores
Maria Erivalda Farias de Aragão
Revisor
Eliseu Marlonio Pereira de Lucena
Design instrucional
Antonio Germano Magalhães Junior
Igor Lima Rodrigues
Pedro Luiz Furquim Jeangros
Projeto gráfico
Pedro Luiz Furquim Jeangros
Igor Lima Rodrigues
Marcos Paulo Rodrigues Nobre
Ilustração
Marcos Paulo Rodrigues Nobre
Diagramação
Marcos Paulo Rodrigues Nobre
Paulo Elianderson Alcântara Pinheiro
Capa
Marcos Paulo Rodrigues Nobre

3. PRESIDENTE DA REPÚBLICA
Luiz Inácio Lula da Silva
MINISTRO DA EDUCAÇÃO
Fernando Haddad
SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Carlos Eduardo Bielschowsky
DIRETOR DO DEPARTAMENTO DE POLÍTICAS EM EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA – DPEAD
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GOVERNO DO ESTADO DO CEARÁ
GOVERNADOR
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA CEARÁ
REITOR
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VICE-REITOR
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PRÓ-REITORA DE GRADUAÇÃO
Josefa Lineuda da Costa Murta
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - SEaD
COORDENADOR DA SECRETARIA DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Antônio Germano Magalhães Júnior
COORDENADOR GERAL UAB/UECE
Francisco Fábio Castelo Branco
COORDENADORA ADJUNTA UAB/UECE
Josete de Oliveira Castelo Branco Sales
COORDENADOR DO CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Germana Costa Paixão
COORDENADOR DE TUTORIA DO CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Jeanne Barros Leal Ponte Medeiros

5. Origem e evolução celular .............................................................. 11
1. Introdução ............................................................................................ 12
2. Descobrimento da célula e a elaboração da Teoria Celular .................... 12
3. Origem das células e evolução celular................................................... 12
3.1 Aparecimento das primeiras moléculas ................................................ 13
3.2 Formação das macromoléculas ........................................................... 13
3.2.1 Aparecimento do polímero primordial .............................................. 14
3.3. Surgimento das membranas biológicas ............................................... 15
3.4. Surgimento das células eucarióticas .................................................... 15
3.4.1 Hipótese endossimbiótica (origem das mitocôndrias e dos cloroplastos) . 16
4. Evolução do processo de obtenção de energia pelas células .................. 17
Diferentes tipos de células ............................................................... 19
1. Introdução ............................................................................................ 20
2. Bactérias .............................................................................................. 21
3. Archeabacterias ................................................................................... 23
4. Visão geral da célula eucariótica ........................................................... 23
4.1. Membrana plasmática ........................................................................ 23
4.2. Mitocôndria ....................................................................................... 24
4.3 Cloroplastos ....................................................................................... 24
4.4 Sistema de endomembranas ................................................................ 25
4.5 Núcleo................................................................................................ 26
4.6 Citoesqueleto ...................................................................................... 26
4.7 Microcorpos........................................................................................ 26
4.8 Ribossomos......................................................................................... 27
4.9 Parede celular ..................................................................................... 27
4.10 Vacúolos ........................................................................................... 28
Métodos de estudo em Biologia Celular ............................................ 31
1. Introdução ............................................................................................ 32
2. Microscópio ótico ................................................................................. 32
2.2 microscopia de contraste de fase ......................................................... 34
2.3 Microscopia confocal .......................................................................... 34
2.4 Microscópio de polarização ................................................................ 34
2.5. Microscópio de fluorescência ............................................................. 35

6. 2.6 Marcos históricos do uso da microscopia ótica em células ................... 35
3. Microscópio eletrônico de transmissão .................................................. 36
4. microscópio eletrônico de varredura ..................................................... 36
5. Preparação dos tecidos para visualização em microscópio ..................... 37
5.1. Fixação .............................................................................................. 37
5.2. Inclusão ............................................................................................. 37
5.3. Coloração ......................................................................................... 38
6. Fracionamento celular ........................................................................... 38
7. Eletroforese ........................................................................................... 39
8. Métodos histoquímicos ........................................................................ 40
9. Métodos imunológicos ......................................................................... 40
9.1 Elisa ................................................................................................... 40
9.2 Imunoblotting ..................................................................................... 41
Membranas biológicas .................................................................... 43
1. Introdução ............................................................................................ 44
2. Visão Geral da membrana plasmática ................................................... 44
3. Lipídios que compõem as membranas .................................................. 44
3. Proteínas membranares ......................................................................... 47
3.1 Proteínas integrais de membranas ....................................................... 47
3.2 Proteínas periféricas ........................................................................... 48
4. Carboidratos ........................................................................................ 48
5. Transporte através das membranas ........................................................ 49
5.1 Transporte passivo .............................................................................. 49
5.2 Transporte ativo ................................................................................. 49
6. Transporte único ................................................................................... 51
7. Transporte duplo, co-transporte e contra-transporte ............................... 51
Citoesqueleto ................................................................................. 53
1. Introdução ............................................................................................ 54
2. Macrofilamentos .................................................................................. 54
3. Centríolos e corpúsculos basais ............................................................. 56
4. Cílios e flagelos .................................................................................... 57
5. Fuso mitótico ........................................................................................ 59
6. Microfilamentos .................................................................................... 59
6.1 Funções dos microfilamentos ............................................................... 60
6.2 Proteínas motoras que se ligam à actina .............................................. 60
7. Mecanismo de contração do músculo estriado esquelético .................... 61
8. Filamentos intermediários ...................................................................... 62
8.1 Montagem dos filamentos intermediários ............................................. 63
Estruturas de adesão celular ............................................................ 65

7. 1. Introdução ............................................................................................ 66
2. Proteínas de adesão celular (CAM) ........................................................ 66
3. Zona de oclusão ................................................................................... 66
4. Junção adesiva ...................................................................................... 67
5. Desmossomo ........................................................................................ 68
5.1 Hemidesmossomo............................................................................... 68
6. Junções em fenda ................................................................................. 68
1. Introdução ............................................................................................ 70
Sistema de endomembranas...................................................................... 71
2. Componentes do sistema de endomembranas ....................................... 72
3. Retículo endoplasmático granuloso ....................................................... 73
4. Síntese de proteínas no retículo endoplasmático granuloso .................... 73
5. Retículo endoplasmático não-granuloso ................................................ 77
6. Complexo golgiense.............................................................................. 78
7. Lisossomos ............................................................................................ 78
Mitocôndria ................................................................................... 81
1. Introdução ............................................................................................ 82
2. Características gerais das mitocôndrias .................................................. 82
3. Morfologia ............................................................................................ 82
3.1 Membrana externa e espaço intermembranoso .................................... 83
3.2 Membrana interna e as cristas mitocondriais........................................ 83
3.3 Matriz mitocondrial ............................................................................. 84
4. Síntese das proteínas mitocondriais........................................................ 85
5. Divisão das mitocôndrias ...................................................................... 85
6. Autofagia das mitocôndrias ................................................................... 86
7. Respiração............................................................................................. 86
7.1 Glicólise .............................................................................................. 86
7.2 Complexo piruvato-desidrogenase ....................................................... 87
7.3 Ciclo de Krebs ..................................................................................... 88
7.4 Cadeia transportadora de elétrons........................................................ 89
7.5 Síntese de ATP ..................................................................................... 91
Cloroplastos ................................................................................... 95
1. Introdução ............................................................................................ 96
2. Características gerais dos cloroplastos .................................................... 96
3. Morfologia ............................................................................................ 96
3.1 Envelope do cloroplasto (membranas externa e interna) ....................... 97
3.2 Tilacóides ........................................................................................... 97
4. Reações do claro................................................................................... 98
4.1 Aspectos gerais da luz visível ............................................................... 98

8. 4.2 A luz e os pigmentos ........................................................................... 98
4.3 Transmissão de energia por ressonância .............................................. 98
4.4 Redução do NADP ............................................................................ 99
4.5 Síntese de ATP .................................................................................... 100
5. Reações do escuro ................................................................................ 101
6. Algumas considerações adicionais sobre o estroma ............................... 102
7. Origem dos cloroplastos ........................................................................ 102
Ciclo celular ................................................................................... 105
1. Introdução ............................................................................................ 106
2. O núcleo celular interfásico .................................................................. 106
2.1 envelope nuclear ................................................................................ 106
2.2 poro nuclear ...................................................................................... 106
2.3 lâmina nuclear ................................................................................... 107
2.4 Nucleoplasma .................................................................................... 107
2.5 Cromatina .......................................................................................... 107
2.6 Nucléolo ............................................................................................ 108
3. Divisão celular – mitose ........................................................................ 108
3.1 Interfase ............................................................................................. 108
3.1.1 Fase G1 ........................................................................................... 108
3.1.2 Fase S .............................................................................................. 109
3.1.3 Fase G2 ........................................................................................... 109
3.2 Mitose ................................................................................................ 109
3.2.1 Prófase ............................................................................................ 109
3.2.2 Pró-Metáfase ................................................................................... 109
3.2.3 Metáfase ......................................................................................... 110
3.2.4 Anáfase ........................................................................................... 110
3.2.5 Telófase............................................................................................ 110
3.2.6 Citocinese ........................................................................................ 110
4. Controle do ciclo celular ....................................................................... 111
4.1 Ciclinas .............................................................................................. 111
4.2 Quinases dependentes de ciclinas ....................................................... 112
4.3 Proto-oncogenes ................................................................................ 113
Comunicação celular ..................................................................... 115
1. Introdução ............................................................................................ 116
2. Natureza dos sinais químicos ............................................................... 116
3. As células apresentam diferentes tipos de receptores ............................. 116
4. classificação de acordo com a distância entre a célula indutora e a célula
alvo ............................................................................................................ 117
5. Receptores ligantes de proteína G.......................................................... 118

9. 6. Recetores tirosina-quinase ..................................................................... 119
7. Receptores guanilil ciclase ..................................................................... 120
Diferenciação celular e apoptose ..................................................... 123
1. Introdução ............................................................................................ 124
2. Histórico ............................................................................................... 124
3. Determinantes citoplasmáticos e diferenciação celular ........................... 125
4. Fatores de transcrição ............................................................................ 125
5. Determinação ....................................................................................... 126
6. Indução e morfógenos .......................................................................... 127
7. Células-tronco ....................................................................................... 127
8. Apoptose .............................................................................................. 129
8.1 diferenças entre apoptose e necrose ................................................... 130
8.2. Funções da apoptose.......................................................................... 130
8.3 principais características da célula apoptótica ...................................... 131
8.4 Caspases ............................................................................................. 132
8.5 outras proteínas associadas à apoptose ................................................ 133
8.6 Receptores da morte ........................................................................... 133
8.7 Mecanismos de ativação da apoptose ................................................. 134