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BIOLOGIA MOLECULAR
FRENTE 2 A – AULA 3
Composição Química da Célula
Inorgânicos
• Água
• Sais Minerais
Orgânicos
• Carboidratos
• Lipídios
• Proteínas
• Ácidos Nucléicos
• Vitaminas
Composição Química da Célula
ÁGUA
A água é um solvente
universal.
A água é um regulador de
temperatura.
Lubrificante de orgãos e tecidos ,
Participa de reações químicas
(hidrólise),
Transporte de substâncias.
Oxigênio
Hidrogênio
VARIAÇÃO DA TAXA DE ÁGUA
• 1- ESPÉCIE
• 2- IDADE
• 3- TECIDO
Os Sais Minerais
(Moderadores das atividades celulares)
São encontrados de três formas nos organismos:
1) Componentes de estruturas esqueléticas
(Cristalina): o cálcio na constituição de carapaças,
esqueletos e casca dos ovos.
2) Dissolvidos na água (iônica): como o meio
intracelular é rico em água, os sais não estão na
forma de cristais, mas como íons, partículas
dotadas de carga elétrica (Ex:sódio e potássio).
3) Associados a moléculas orgânicas (Molecular):
Hemoglobina +Ferro, Clorofila+Magnésio
www.bioaula.com.br
CARBOIDRATOS
• Os carboidratos são também conhecidos como
Glicídios, Glúcides ou Açúcares (Fórmula Geral CnH2nOn).
• São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio.
• Representam a principal fonte de energia para a
célula.
CARBOIDRATOS
• Energética: 1g = 4kcal
• Estrutural: Celulose e Quitina.
• Reserva energética: Amido e Glicogênio
• Genética: Ribose e Desoxirribose
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
(Tamanho das moléculas)
MONOSSACARÍDEOS
• São compostos que não podem ser hidrolisados em
compostos mais simples.
• Contêm de três a seis átomos de carbono.
• Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose
• Glicose : é utilizada pelas células como fonte imediata
de energia.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
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C5H10O4
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
C6H12O6
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
OLIGOSSACARÍDEOS (DISSACARÍDEOS )
• São açúcares duplos, contendo duas moléculas
de monossacarídeos.
• Na grande maioria são compostos cristalinos,
solúveis em água e de sabor doce.
• Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
POLISSACARÍDEOS
• Formados por várias moléculas de monossacarídeos.
• Os quatro polissacarídeos mais importantes:
Amido e glicogênio (energéticos)
Celulose e quitina ( estrutural)
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
POLISSACARÍDEOS
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LIPÍDIOS
• Formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.
• União de ácido graxo e álcool (glicerol)
• Exemplos: gorduras, ceras e óleos
• Insolúveis na água (hidrofóbicos).
• Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo
são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.
FUNÇÕES:
•Estrutural: formação de membranas;
•Reserva energética;
•Isolante térmico;
•Impermeabilizante;
•Hormonal.
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Meio extracelular
citoplasma
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reconhecimento receptor protéico
proteína
transportadora
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lipídica
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LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA
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• Cerídeos;
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ESTERÓIDES
•É necessário para a síntese de
vitamina D.
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FOSFOLIPÍDIOS
• Contêm ácidos graxos unidos a uma
molécula de glicerol.
• São os principais componentes das
membranas celulares.
LDL e HDL
O LDL (baixa densidade) transporta colesterol do fígado para os tecidos, fazendo com
que fique disponível na corrente sanguínea e possa aderir na parede dos vasos
sanguíneos. O HDL (alta densidade) faz o caminho inverso, tira colesterol dos tecidos
e devolve para o fígado onde é estocado ou liberado no intestino para excreção.
A produção das lipoproteínas é regulada pelos níveis de colesterol. Colesterol derivado
de gorduras saturadas e gordura trans favorecem a produção de LDL, enquanto que o
consumo de gorduras insaturadas, encontrada no azeite, peixes e amêndoas, por
exemplo, promovem a produção do HDL.
PROTEÍNAS (polipeptídeos)
• São constituintes básicos da vida;
• São macromoléculas formadas de aminoácidos (peptídeos);
• Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula
eucariótica;
• Tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados
de ligações peptídicas entre os grupos amina (-NH2) de um
aminoácido e carboxila (-COOH) de outro, ambos
ligados ao carbono de cada um dos aminoácidos;
FUNÇÕES:
• Plástica e Estrutural (Membranas, Músculos)
• Energética
• Hormonal ( Insulina, GH e Tiroxina )
• Defesa Imunitária ( Anticorpos)
• Enzimática (Aceleram reações químicas)
BIOCATALISADORES
AMINOÁCIDOS
• Um aminoácido = um peptídio
• A formação de um polipeptídio ocorre quando diversos
aminoácidos se unem.
• As proteínas são polipeptídios, sendo que a maioria das
proteínas é composta por mais de uma cadeia de
polipeptídeos.
Obs.: O número de ligações peptídicas em uma proteína = ao
número de aminoácidos – 1.
AMINOÁCIDO
AMINOÁCIDOS
• Naturais: O organismo sintetiza;
• Semiessenciais: O organismo produz em quantidade
insuficiente;
• Essenciais: Provenientes da alimentação.
* Insulina= 51 aminoácidos
* Hemoglobina = 574 aminoácidos
PROTEÍNAS
Tipo Função
Proteínas estruturais
Componentes das membranas celulares Desempenham diversas funções:
determinam o diâmetro dos poros; auxiliam
os hormônios no “reconhecimento” celular
Colágeno Componente estrutural dos músculos e
tendões
Queratina Parte da pele e do pêlo
Hormônios peptídicos (p. ex., insulina,
hormônio do crescimento)
Muitos hormônios são proteínas e exercem
efeitos sobre diversos sistemas orgânicos
Hemoglobina Transporte de oxigênio
Anticorpos Protegem o corpo contra organismos
causadores de doenças
Proteínas plasmáticas Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos
Proteínas musculares Tornam o músculo capaz de contrair
Enzimas Regulam os padrões das reações químicas
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS
Quanto à composição:
Proteínas simples (Apenas aminoácidos)
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Ex. Lipoproteínas, glicoproteínas
GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS
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peptídicas
Pontes de Hidrogênio.
Distribuição espacial e tridimensional.
Na quaternária, várias cadeias polipeptídicas.
Pontes de Hidrogênio
Adquirindo a forma
alfa-hélice.
Estrutura
primária
Estrutura
secundária
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terciária
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quaternária
Enzimas
As enzimas são proteínas especializadas em catalisar
reações biológicas, ou seja aumentam a velocidade de uma
reação química sem interferir no processo. Elas estão
associadas a biomoléculas, devido as suas especificidade e
poder catalítico.
Classificação das Enzimas
LOCAL DE AÇÃO:
• Endocelulares = produzidas no interior das células, onde vão agir.
• Ectocelulares = produzidas no interior da célula, mas agem em outras
partes do corpo Ex: Enzimas digestivas
COMPOSIÇÃO QUÍMICA:
• Simples = formadas somente por aminoácidos (Apoenzima)
• Conjugadas = possuem uma porção não protéica (Coenzima).
Características das Enzimas
1- Especificidade de substrato:
(pontos de encaixe)
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2- Podem ser reutilizadas!
Obs.: NÃO FAZEM PARTE DO PRODUTO FINAL DA REAÇÃO!
Características das Enzimas
3- Reversibilidade de Ação
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4- Ação proporcional à concentração de substrato:
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5- Inibição Competitiva
Substâncias que competem pelo mesmo sítio ativo de uma
determinada enzima.
Características das Enzimas
6- Temperatura e pH
FUNÇÃO
• Atuam principalmente como reguladores
da atividade celular.
• Encontram-se na forma:
• Insolúvel
• Dissolvidos em água
FÓSFORO
• É importante na regulação do metabolismo celular e no
fornecimento de fosfatos para a geração de energia.
• É essencial para a síntese de ácidos nucléicos e adenosina
trifosfato (ATP).
POTÁSSIO
• Participa do processo de excreção
• Produção de impulso nervoso ( Bomba de Sódio-Potássio)
MAGNÉSIO
• É co-fator de várias enzimas;
• Participa na ativação das enzimas glicolíticas( quebra da
glicose);
• Estimula a síntese de ácidos graxos essenciais;
• Estimula a Bomba Sódio -Potássio
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS
Quanto à forma:
Proteínas fibrosas: são insolúveis em
água, compridas e filamentosas. A
maioria tem função estrutural ou
protetiva. Ex. colágeno
Proteínas globulares: geralmente
solúveis em água, formam estruturas
compactas fortemente enroladas em
forma globular ou esférica.
Função relacionada com manutenção
e regularização de processos vitais:
enzimática, transporte, defesa e
hormonal. Ex. hemoglobina.
ELEMENTOS MINERAIS
• Cálcio: Estimula o crescimento celular pela incorporação
na parede celular e membrana plasmática.
• Ferro: É necessário para síntese dos citocromos e de
certo pigmentos.
VITAMINAS
• São compostos orgânicos imprescindíveis para algumas
reações metabólicas específicas, requeridos pelo corpo
em quantidades mínimas para realizar funções celulares.
• São usualmente classificadas em dois grupos com base na
sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos.
CLASSIFICAÇÃO
• HIDROSSOLÚVEIS
Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico,
Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico.
• LIPOSSOLÚVEIS
Vitamina A, D, E e K.
FUNÇÕES
• Agem muitas vezes como coenzimas ou como parte de
enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à
saúde humana.
• Mantêm a saúde ideal e a prevenção de doenças
crônicas.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
DEFINIÇÕES
É unidade estrutural básica
dos ácidos nucléicos (DNA e
RNA), constituídos por
bases purinas (A, G) ou
pirimídicas (C, T), ribose ou
desoxirribose e ainda
grupamento fosfato.
NUCLEOTÍDEOS:
Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento.
É um polímero formado por
nucleotídeos, sendo o açúcar
desoxirribose e as bases purinas
e pirimídicas (C, T, G, A),
proporcionando formação de
uma fita dupla.
DNA
PAREAMENTO DAS BASES
A=T
C G
Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua
instrução.
Assim como o DNA, o RNA também é
composto por nucleotídeos, porém difere
em certos aspectos:
• O açúcar é uma ribose;
• A base pirimídica timina é substituída pela
uracila;
• Forma somente fita de RNA simples, isto
implica que haverá uma porcentagem
diferente de A com T e C com G
RNA
TIPOS DE RNA
1) RNAm (mensageiro)
Produzido pelo DNA no núcleo;
Leva a “mensagem” ao citoplasma;
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  • 2. Composição Química da Célula Inorgânicos • Água • Sais Minerais Orgânicos • Carboidratos • Lipídios • Proteínas • Ácidos Nucléicos • Vitaminas
  • 4. ÁGUA A água é um solvente universal. A água é um regulador de temperatura. Lubrificante de orgãos e tecidos , Participa de reações químicas (hidrólise), Transporte de substâncias. Oxigênio Hidrogênio
  • 5. VARIAÇÃO DA TAXA DE ÁGUA • 1- ESPÉCIE • 2- IDADE • 3- TECIDO
  • 6. Os Sais Minerais (Moderadores das atividades celulares) São encontrados de três formas nos organismos: 1) Componentes de estruturas esqueléticas (Cristalina): o cálcio na constituição de carapaças, esqueletos e casca dos ovos. 2) Dissolvidos na água (iônica): como o meio intracelular é rico em água, os sais não estão na forma de cristais, mas como íons, partículas dotadas de carga elétrica (Ex:sódio e potássio). 3) Associados a moléculas orgânicas (Molecular): Hemoglobina +Ferro, Clorofila+Magnésio
  • 8. CARBOIDRATOS • Os carboidratos são também conhecidos como Glicídios, Glúcides ou Açúcares (Fórmula Geral CnH2nOn). • São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio. • Representam a principal fonte de energia para a célula.
  • 9. CARBOIDRATOS • Energética: 1g = 4kcal • Estrutural: Celulose e Quitina. • Reserva energética: Amido e Glicogênio • Genética: Ribose e Desoxirribose
  • 10. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS (Tamanho das moléculas) MONOSSACARÍDEOS • São compostos que não podem ser hidrolisados em compostos mais simples. • Contêm de três a seis átomos de carbono. • Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose • Glicose : é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.
  • 13. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS OLIGOSSACARÍDEOS (DISSACARÍDEOS ) • São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos. • Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce. • Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.
  • 15. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS • Formados por várias moléculas de monossacarídeos. • Os quatro polissacarídeos mais importantes: Amido e glicogênio (energéticos) Celulose e quitina ( estrutural)
  • 17. LIPÍDIOS • Formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. • União de ácido graxo e álcool (glicerol) • Exemplos: gorduras, ceras e óleos • Insolúveis na água (hidrofóbicos). • Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.
  • 18. FUNÇÕES: •Estrutural: formação de membranas; •Reserva energética; •Isolante térmico; •Impermeabilizante; •Hormonal.
  • 19. www.bioaula.com.br Meio extracelular citoplasma filamentos protéicos proteína de reconhecimento receptor protéico proteína transportadora sítio ligante bicamada lipídica fosfolipídio colesterol carboidrato LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA
  • 20. LIPÍDIOS MAIS COMUNS • Cerídeos; • Glicerídeos; • Fosfolipídios (membranas); • Esteróides;
  • 21. Glicerídeos Plantas e animais ( óleos e gorduras) Isolante térmico ; Reserva de energia em animais;
  • 22. Cerídeos Impermeabilização de superfícies sujeitas a desidratação. Ex: Folhas e frutos
  • 23. ESTERÓIDES •É necessário para a síntese de vitamina D. •Anti-alérgico e anti-inflamatório (Cortisona); •Hormônios sexuais ( estrógeno, progesterona e testosterona)
  • 24. FOSFOLIPÍDIOS • Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol. • São os principais componentes das membranas celulares.
  • 25. LDL e HDL O LDL (baixa densidade) transporta colesterol do fígado para os tecidos, fazendo com que fique disponível na corrente sanguínea e possa aderir na parede dos vasos sanguíneos. O HDL (alta densidade) faz o caminho inverso, tira colesterol dos tecidos e devolve para o fígado onde é estocado ou liberado no intestino para excreção. A produção das lipoproteínas é regulada pelos níveis de colesterol. Colesterol derivado de gorduras saturadas e gordura trans favorecem a produção de LDL, enquanto que o consumo de gorduras insaturadas, encontrada no azeite, peixes e amêndoas, por exemplo, promovem a produção do HDL.
  • 26. PROTEÍNAS (polipeptídeos) • São constituintes básicos da vida; • São macromoléculas formadas de aminoácidos (peptídeos); • Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica; • Tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados de ligações peptídicas entre os grupos amina (-NH2) de um aminoácido e carboxila (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono de cada um dos aminoácidos;
  • 27. FUNÇÕES: • Plástica e Estrutural (Membranas, Músculos) • Energética • Hormonal ( Insulina, GH e Tiroxina ) • Defesa Imunitária ( Anticorpos) • Enzimática (Aceleram reações químicas) BIOCATALISADORES
  • 28. AMINOÁCIDOS • Um aminoácido = um peptídio • A formação de um polipeptídio ocorre quando diversos aminoácidos se unem. • As proteínas são polipeptídios, sendo que a maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de polipeptídeos. Obs.: O número de ligações peptídicas em uma proteína = ao número de aminoácidos – 1.
  • 30. AMINOÁCIDOS • Naturais: O organismo sintetiza; • Semiessenciais: O organismo produz em quantidade insuficiente; • Essenciais: Provenientes da alimentação. * Insulina= 51 aminoácidos * Hemoglobina = 574 aminoácidos
  • 31. PROTEÍNAS Tipo Função Proteínas estruturais Componentes das membranas celulares Desempenham diversas funções: determinam o diâmetro dos poros; auxiliam os hormônios no “reconhecimento” celular Colágeno Componente estrutural dos músculos e tendões Queratina Parte da pele e do pêlo Hormônios peptídicos (p. ex., insulina, hormônio do crescimento) Muitos hormônios são proteínas e exercem efeitos sobre diversos sistemas orgânicos Hemoglobina Transporte de oxigênio Anticorpos Protegem o corpo contra organismos causadores de doenças Proteínas plasmáticas Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos Proteínas musculares Tornam o músculo capaz de contrair Enzimas Regulam os padrões das reações químicas
  • 32. CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS Quanto à composição: Proteínas simples (Apenas aminoácidos) Ex. albuminas, globulinas Proteínas conjugadas (Radical não proteico) Parte proteica: apoenzima / Não proteica: coenzima = holoenzima Ex. Lipoproteínas, glicoproteínas
  • 33. GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS Ligações peptídicas Pontes de Hidrogênio. Distribuição espacial e tridimensional. Na quaternária, várias cadeias polipeptídicas. Pontes de Hidrogênio Adquirindo a forma alfa-hélice. Estrutura primária Estrutura secundária Estrutura terciária Estrutura quaternária
  • 34. Enzimas As enzimas são proteínas especializadas em catalisar reações biológicas, ou seja aumentam a velocidade de uma reação química sem interferir no processo. Elas estão associadas a biomoléculas, devido as suas especificidade e poder catalítico.
  • 35. Classificação das Enzimas LOCAL DE AÇÃO: • Endocelulares = produzidas no interior das células, onde vão agir. • Ectocelulares = produzidas no interior da célula, mas agem em outras partes do corpo Ex: Enzimas digestivas COMPOSIÇÃO QUÍMICA: • Simples = formadas somente por aminoácidos (Apoenzima) • Conjugadas = possuem uma porção não protéica (Coenzima).
  • 36. Características das Enzimas 1- Especificidade de substrato: (pontos de encaixe)
  • 37. Características das Enzimas 2- Podem ser reutilizadas! Obs.: NÃO FAZEM PARTE DO PRODUTO FINAL DA REAÇÃO!
  • 38. Características das Enzimas 3- Reversibilidade de Ação Ex.: SACAROSE GLICOSE + FRUTOSE SUCRASE
  • 39. Características das Enzimas 4- Ação proporcional à concentração de substrato:
  • 40. Características das Enzimas 5- Inibição Competitiva Substâncias que competem pelo mesmo sítio ativo de uma determinada enzima.
  • 42.
  • 43. FUNÇÃO • Atuam principalmente como reguladores da atividade celular. • Encontram-se na forma: • Insolúvel • Dissolvidos em água
  • 44. FÓSFORO • É importante na regulação do metabolismo celular e no fornecimento de fosfatos para a geração de energia. • É essencial para a síntese de ácidos nucléicos e adenosina trifosfato (ATP).
  • 45. POTÁSSIO • Participa do processo de excreção • Produção de impulso nervoso ( Bomba de Sódio-Potássio)
  • 46. MAGNÉSIO • É co-fator de várias enzimas; • Participa na ativação das enzimas glicolíticas( quebra da glicose); • Estimula a síntese de ácidos graxos essenciais; • Estimula a Bomba Sódio -Potássio
  • 47. CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS Quanto à forma: Proteínas fibrosas: são insolúveis em água, compridas e filamentosas. A maioria tem função estrutural ou protetiva. Ex. colágeno Proteínas globulares: geralmente solúveis em água, formam estruturas compactas fortemente enroladas em forma globular ou esférica. Função relacionada com manutenção e regularização de processos vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.
  • 48. ELEMENTOS MINERAIS • Cálcio: Estimula o crescimento celular pela incorporação na parede celular e membrana plasmática. • Ferro: É necessário para síntese dos citocromos e de certo pigmentos.
  • 49. VITAMINAS • São compostos orgânicos imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas, requeridos pelo corpo em quantidades mínimas para realizar funções celulares. • São usualmente classificadas em dois grupos com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos.
  • 50. CLASSIFICAÇÃO • HIDROSSOLÚVEIS Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico. • LIPOSSOLÚVEIS Vitamina A, D, E e K.
  • 51. FUNÇÕES • Agem muitas vezes como coenzimas ou como parte de enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à saúde humana. • Mantêm a saúde ideal e a prevenção de doenças crônicas.
  • 53. DEFINIÇÕES É unidade estrutural básica dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), constituídos por bases purinas (A, G) ou pirimídicas (C, T), ribose ou desoxirribose e ainda grupamento fosfato. NUCLEOTÍDEOS:
  • 54. Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento. É um polímero formado por nucleotídeos, sendo o açúcar desoxirribose e as bases purinas e pirimídicas (C, T, G, A), proporcionando formação de uma fita dupla. DNA
  • 56. Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução. Assim como o DNA, o RNA também é composto por nucleotídeos, porém difere em certos aspectos: • O açúcar é uma ribose; • A base pirimídica timina é substituída pela uracila; • Forma somente fita de RNA simples, isto implica que haverá uma porcentagem diferente de A com T e C com G RNA
  • 57. TIPOS DE RNA 1) RNAm (mensageiro) Produzido pelo DNA no núcleo; Leva a “mensagem” ao citoplasma; Associa-se aos ribossomos. 2) RNAr (ribossômico) É o mais comprido; Matéria-prima para formar os ribossomos; Sem ribossomo não há tradução. 3) RNAt (transportador) Em certa região, apresenta 3 bases livres, chamadas anti- códon; Captura os aminoácidos do citoplasma e os leva aos ribossomos; O mesmo aminoácido pode ser carregado por 2 ou 3 tipos de RNA-t.