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1. CÉLULAS E BIOMOLÉCULAS

2. ― 3.1 Diversidade e organização biológica
― 3.2 Células e biomoléculas

3. Células e Biomoléculas
― Tal como tudo o que nos rodeia, os seres vivos são constituídos por diferentes
elementos químicos.
― Dos 92 elementos químicos existentes na natureza, o ser humano apenas precisa
de 25 e as plantas de 17.
― 96% de toda a matéria viva é formada apenas por 4 elementos químicos: oxigénio,
carbono, hidrogénio e nitrogénio.
A química da vida
Principais elementos
da vida
65% O Oxigénio
18% C Carbono
9,5% H Hidrogénio
3,2% N Nitrogénio
Outros elementos
da vida
4,5% K Potássio
1,5% Ca Cálcio
1,2 % P Fósforo
0,2% Na Sódio
0,2% S Enxofre
> 1% Outros

4. Células e Biomoléculas
― Os compostos podem ser de dois tipos: orgânicos ou
inorgânicos.
― A água, dióxido de carbono ou os sais minerais são exemplos
de compostos inorgânicos.
― Os compostos orgânicos são, em geral, sintetizados pelos seres
vivos.
― Tem sempre na sua constituição, pelo menos um átomo de
carbono ligado a um átomo de hidrogénio.
― Podem ter outros elementos químicos ligados aos átomos de
carbono tais como o oxigénio, fosforo, potássio, cálcio, entre
outros.
A química da vida – compostos orgânicos e inorgânicos
Fig. 1 - Percentagem de compostos orgânicos e inorgânicos em mamíferos (valores aproximados).

5. Células e Biomoléculas
― Mais de metade da massa de qualquer ser vivo é agua.
― A importância da água resulta, em larga medida, de ser uma molécula polar.
A química da vida – importância da água.
+ +
Fig. 2 – Polaridade da molécula
de água. Fig. 3 – Intervenção em reações
químicas.
Fig. 4 – Regulação temperatura.
Fig. 5 – Poder solvente da água. Fig. 6 – Coesão da molécula de água.

6. Células e Biomoléculas
― Os compostos orgânicos que existem na constituição dos
seres vivos – biomoléculas – e, possuem organização e
propriedades muito características.
― O “esqueleto” das biomoléculas é um conjunto de átomos de
carbono ligados entre de si em cadeiras abertas ou fechadas
em anel.
Biomoléculas
Fig. 7 – Exemplos de biomoléculas.

7. Células e Biomoléculas
― Existem moléculas com um reduzido número de átomos – micromoléculas – enquanto outras são formadas por
milhares ou milhões de átomos – macromoléculas.
― Essa macromoléculas são geralmente polímeros, pois são formadas pela ligação de pequenas moléculas que
constituem a sua unidade básica – os monómeros.
― Os polímeros formam-se por reações de polimerização, reações que permitem a ligação entre dois monómeros
com libertação de uma molécula de água.
― A reação inversa é a reação de despolimerização, em que há a separação dos monómeros que formam um
polímero. Designa-se também por reação de hidrólise pois é necessária a presença de uma molécula de água.
Biomoléculas
Fig. 9 – Reação de despolimerização.
Fig. 8 – Reação de polimerização.

8. Células e Biomoléculas
― São compostos ternários, ou seja, são constituídos por três tipos de átomos de carbono, hidrogénio e oxigénio.
― Os monómeros são os monossacarídeos. Entre estes estabelecem-se ligações glicosídicas formando dissacarídeos
formando posteriormente os polímeros - polissacarídeos.
― Principais funções dos glícidos são energética e estrutural.
Biomoléculas - Glícidos
Fig. 10 – Reação polimerização entre a glicose e a frutose.

9. Células e Biomoléculas
Biomoléculas - Glícidos
Glicogénio
Substância de reserva dos músculos.
Celulose
Principal constituinte da parede da célula vegetal.
Amido
Substância de reserva da batata.
Quitina
Constituinte do exoesqueleto de invertebrados.
Fig. 11 – Diversos polissacarídeos de glicose: glicogénio, amido e celulose.
A quitina é um polissacarídeo de um derivado da glicose.

10. Células e Biomoléculas
Biomoléculas - Glícidos
Fig. 12 – Funções dos glícidos.

11. Células e Biomoléculas
― São compostos essencialmente ternários, tal como os glícidos.
― Moléculas heterogéneas. Não formam polímeros e são insolúveis em água.
― Alguns exemplos de lípidos são as gorduras, óleos, ceras e algumas hormonas.
― Principais funções dos lípidos são reserva, energética, estrutural e hormonal.
Biomoléculas - Lípidos
Fig. 13 – O azeite e a manteiga são exemplo de alimentos constituídos por lípidos.

12. Células e Biomoléculas
― São formados por três ácidos gordos ligados a uma molécula de glicerol por ligações éster.
Biomoléculas – Lípidos - Triglicerídeos
Fig. 14 – Estrutura dos triglicerídeos.

13. Células e Biomoléculas
― São constituídos por glicerol e dois ácidos gordos.
― O glicerol também está ligado a um grupo fosfato com carga negativa que, por sua vez, pode estar ligado a um
outro composto.
― Apresentam uma região apolar – hidrofóbica – e outra região polar – hidrofílica. Estas moléculas designam-se por
anfipáticas. Por essa razão são os principais constituintes das biomoléculas.
Biomoléculas – Lípidos - Fosfolípidos
Fig. 15 – Estrutura dos fosfolípidos.

14. Células e Biomoléculas
― As ceras são moléculas complexas. São compostos hidrofóbicos que geralmente constituem barreiras que impedem
a perda de água.
Biomoléculas – Lípidos – Ceras e esteroides
Colesterol
Testosterona
Estrogénio
― Os esteroides são constituídos por 4 anéis de carbono ligados entre si.
― Como exemplos temos as hormonas sexuais (testosterona e estrogénios) ou o colesterol.
Fig. 16 – Exemplo do dimorfismo sexual num casal de patos-
reais. Representação das moléculas das hormonas sexuais.

15. Células e Biomoléculas
― São compostos quaternários, com carbono, hidrogénio, oxigénio e nitrogénio.
― Os monómeros são os aminoácidos (a.a.) sendo constituintes de todos os prótidos.
Biomoléculas – Prótidos
Fig. 17 – Estrutura de um aminoácido.
Grupo amina Grupo carboxilo

16. Células e Biomoléculas
― As ligações entre vários aminoácidos faz-se através das ligações peptídicas.
― Os polímeros resultantes são sequências lineares de aminoácidos – peptídeos. Por possuírem muitos a.a., alguns
desses peptídeos são designados polipeptídeos ou polipéptidos
Biomoléculas – Prótidos
Fig. 18 – Formação de polipéptidos.

17. Células e Biomoléculas
― As proteínas são unidades funcionais constituídas
por um ou vários polipéptidos com uma
estrutura tridimensional que determina a função.
― Essa estrutura resulta de uma organização
espacial que vai aumentando de complexidade.
― Esta estrutura tridimensional é estável dentro de
certos limites de temperatura ou pH.
― Variações nesses valores podem levar à
desnaturação das proteínas.
Biomoléculas – Prótidos
Fig. 19 – Níveis de organização estrutural de uma proteína.

18. Células e Biomoléculas
― As principais funções dos prótidos são:
Biomoléculas – Prótidos
Hormonal
Transporte
Armazenamento
Defesa
Enzimática
Recetora
Estrutural
Motora
Pepsina
Queratina
Proteínas do leite
Rodopsina
Anticorpos
Insulina
Proteínas musculares
Hemoglobina
Fig. 20 – Principais funções das proteínas.

19. Células e Biomoléculas
― As enzimas são proteínas produzidas por células vivas, que aceleram reações químicas sem se consumirem nelas
– são biocatalisadores.
Enzimas, um tipo especial de proteínas
Fig. 21 – A – A reação de hidrólise da sacarose tem uma energia de ativação elevada, o que a torna lenta.
B – A presença de sacarase baixa a energia de ativação (EA), facilitando a ocorrência da reação e aumentando a sua velocidade.

20. Células e Biomoléculas
― As enzimas são altamente especificas.
― Cada uma atua sobre um substrato específico.
― O local onde o substrato se liga na enzima é o centro ativo.
― Quando se ligam forma-se o chamado complexo enzima-substrato.
Atividade enzimática
Fig. 22 – Ação das enzimas.
O centro ativo está
disponível para a ligação
com os substratos.
Os substratos ligam-se ao centro
ativo e a enzima muda de forma
para acomodar melhor os substratos
e para que a catálise ocorra.
Os substratos são
convertidos no produto,
com libertação de uma
molécula de água.
O produto é libertado e a
enzima regressa à conformação
inicial, ficando disponível para
se ligar a mais moléculas de
substratos.

21. Células e Biomoléculas
― Os ácidos nucleicos – ácido desoxirribonucleico (DNA) e o
ácido ribonucleico (RNA) – codificam a estrutura e
funcionamento de qualquer organismo.
― O DNA armazena e transmite a informação genética.
― O RNA participa na conversão dessa informação em proteínas.
― Os monómeros são os nucleótidos, sendo o DNA e o RNA os
polímeros.
Biomoléculas – Ácidos nucleicos
Fig. 23 – Nucleótido.

22. Células e Biomoléculas
Biomoléculas – Ácidos nucleicos
Fig. 24 – Representação das moléculas de DNA e de RNA.
Características DNA RNA
Pentose Desoxirribose Ribose
Bases nitrogenadas Adenina, Citosina,
Guanina e Timina
Adenina, Citosina,
Guanina e Uracilo
Estrutura Cadeia dupla Cadeia simples
Localização Núcleo, mitocôndrias e
cloroplastos
Núcleo, citosol,
mitocôndrias e
cloroplastos
Duração Longa Curta