Bioquimica celular e composição das celulasppt

COMPOSIÇÃO
QUIMICA DA CÉLULA
Prof.°: Edvaldo Mota

Componentes da matéria viva
Componentes
inorgânicos;
Componentes
orgânicos;
Água
Sais minerais
Ex: Ca++ Na+ e Fe
Glicídios
Lipídios
Proteínas
Ác. nucléicos

Moléculas e substâncias:
átomos ligados por meio de ligações
químicas compõem o que
chamamos de moléculas;
Uma ou mais moléculas formam as
substâncias!!!
A grande infinidade de substâncias
de deve as numerosas combinações
dos elementos químicos que
formam diferentes tipos de
moléculas...

Componentes da matéria viva TIPOS DE LIGAÇÃO QUÍMICA
1. Ligação covalente: os átomos unem-
se pelo compartilhamento de pares de
elétrons, formando moléculas
2. Ligação iônica: resulta da
transferência de um ou mais elétrons de
um átomo para o outro formando os
íons

Substâncias orgânicas
• A maioria das substâncias que ocorrem nos seres vivos são
denominadas de substâncias orgânicas;
• Do ponto de vista químico elas tem em comum o fato de serem
formadas por cadeias de carbono;
• A maioria das moléculas organicas apresentar 4 tipos de átomos:
C, H, O, N. Mas existem moléculas orgânicas que
possuem o fósforo (P) e o enxofre (S).
• É a capacidade do carbono de se ligar consigo mesmo e com outros
átomos que torna possível a grande variedade de substâncias
orgânicas;

Componentes inorgânicas da célula
1. Água:
Os organismos vivos apresentam grandes quantidades de água,
porem essa quantidade varia dependendo da parte do corpo ou da
estrutura do organismo. Ex: ossos 30%, músculos 85%...

1. Água:
A quantidade de água varia de acordo com a idade e o tipo de tecido
A perda de água (desidratação) causada por febre, diarréia ou
vômitos representa uma séria ameaça à vida do individuo.
Nos mamíferos uma desidratação que chegue a 10% do conteúdo
de água é fatal.

1. Água:
A molécula de água
• Molécula polar ou dipolo;
• Capacidade de solvente;
• Regulação da temperatura;
• Meio pelo qual ocorrem todas
as reações químicas

Adesão e coesão das moléculas de água

Água como reagente: reação de hidrólise (quebra pela água)

Água como produto: síntese por desidratação ou condensação

2. Sais minerais:
Aparecem de três formas no organismo:
• Dissolvidos na forma de íons na água do corpo;
• Formando cristais, como o carbonato e o fosfato de cálcio
encontrados no esqueleto;
• Combinados com moléculas orgânicas como o Fe da
hemoglobina, o Mg da clorofila e o cobalto na vitamina B12
Possuem várias funções: formam os esqueletos de vários animais,
atuam no transporte de oxigênio, na fotossíntese, no equilíbrio da
água no corpo, na transmissão do impulso nervoso e no bom
funcionamento das enzimas

http://www.biologo.com.br/citologia.html
http://eduquenet.net/biologia01.htm
http://www.johnkyrk.com

Proteínas
• São os componentes fundamentais de todos os seres vivos;
• São moléculas constituídas por dezenas ou mesmo centenas de
moléculas de aminoácidos ligados como elos de uma corrente;
• São moléculas relativamente grandes por isso são chamadas
macromoléculas;
• Possuem varias funções em um organismo:
ex: enzimática , estrutural, transporte de substâncias...

Proteínas
Aminoácidos: é uma molécula orgânica formada por átomos de
carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio (alguns podem conter S);
São formados por um átomo de carbono central (carbono ạ), nesse
carbono ligam-se quatro grupos de átomos, onde três dos quais são
iguais em todos os tipos de aminoácidos:
Um hidrogênio (-H), um grupo amina (-NH2), e um grupo carboxila ou
ácido carboxílico (-COOH);
Os aminoácidos diferem por um único grupo de átomos, que é
denominado de radical (R).

Proteínas
Aminoácidos:
Todo ser vivo necessita dos 20 tipos de aminoácidos para fabricar
sua proteínas;
Existem espécies que conseguem fabricar todos os vinte tipos e
outras não;
Ex: nossa espécie não consegue fabricar alguns tipos.
Neste caso os aminoácidos que um organismo não consegue fabricar
são chamados de aminoácidos essenciais;
já os aa que o organismo consegue fabricar são conhecidos como
aminoácidos naturais ou não essenciais

Proteínas
Ligação peptídica e peptídeos
As moléculas que se formam
pela união de dois ou mais aa
são chamadas de peptídeos;
Dipeptídeo;
Tripeptídeo;
Tetrapeptídeo;
Oligopeptídeo;
Polipeptídeo;

Proteínas
Arquitetura das proteínas
Estrutura primária:
É a seqüência de aminoácidos que forma primariamente os
polipeptídios;
Esta seqüência é muito importante, pois a substituição de um único
aa provoca uma mudança em toda a proteína
Ex: anemia falciforme ou siclemia

Proteínas
Estrutura secundária: as cadeias polipeptídicas se enrolam sobre si
mesmas, assumindo geralmente forma helicoidal, que lembra um fio
de telefone;
Provocada por rotações da
cadeia polipeptídica e por
pontes de hidrogênio entre os
aa.

Proteínas
Estrutura terciária: uma das cadeias polipeptídicas já enrolada
helicoidalmente, isto é, em estrutura secundária, pode dobrar-se
sobre si mesma;
Alguns tipos de ligações
determinam a estrutura
terciária de uma proteína:
a) interação iónicas;
b) ponte de hidrogênio ;
c) forças de Van der Waals;
d) ponte de bissulfureto;
e) interações de grupos
polares com a água.

Proteínas
Estrutura quaternária: cadeias polipeptídicas na estrutura terciária
podem se juntar a outras cadeias na mesma estrutura e formar a
estrutura quaternária;
A estrutura quaternária
decorre da associação de
várias subunidades, iguais ou
diferentes, através de ligações
não covalentes.

Proteínas
hemoglobina colágeno

Essa corrente é muito unida
Formando a estrutura primária
Por meio da ligação peptídica
Onde dois aa se juntam e sai água
E liga mais (3x)
Alpha hélice e beta folha que começa a se enrolar
Enrola mais (3x)
São as ponte de hidrogênio na estrutura secundária
Enrola mais sobre si mesma e estrutura terciária que
começa a se formar
E junta mais outras cadeias para a grande proteínas se
tormar
Estrutura das proteínas

Proteínas
Classificação das proteínas
Sob o aspecto estrutural podem ser classificadas em:
1. Globulares; 2. Fibrosas;
Cadeias peptídicas enoveladas,
formando glóbulos arredondados
ou elípticos;
Cadeias peptídicas se apresentam
torcidas, produzindo fibras
semelhantes às de uma corda;

Proteínas
De acordo com a composição química podem ser classificadas em:
simples ou homoproteínas conjugadas ou heteroproteínas
Proteínas constituídas
exclusivamente por aminoácidos
Proteínas que contém além de
aminoácidos componentes não
protéicos chamados de grupos
prostéticos.
Glicoproteínas;
Lipoproteínas;
Nucleoproteínas;
Cromoprotéínas;

Proteínas
Proteínas enzimáticas e estruturais
As proteínas podem exercer papeis
estruturas compondo a principal
matéria-prima construtiva Proteínas
estruturais;
Ex: histonas
Controlam praticamente todas as
reações químicas celulares, essa
são as proteínas enzimáticas;
Ex: pepsina
• elas controlam o metabolismo;
Mas o que é metabolismo?

Proteínas
Enzimas
• Todas as reações químicas do metabolismo, só ocorrem na
presença de enzima;
• São os catalisadores biológicos;
1. não são consumidas durante o processo;
2. Aumentam a velocidade da reação;
3. Não se alteram durante a reação;
4. Diminuem a energia de ativação;
Para que uma reação química ocorra é necessário um investimento inicial
de energia, que ativa as substâncias reagentes e dá inicio a reação.

Proteínas
Enzimas
Modelo chave e fechadura: as enzimas abaixam a energia de
ativação das reações químicas porque facilitam o encontro das
moléculas reagentes, genericamente chamadas de substratos;
Este modelo explica o alto grau de especificidade das enzimas;

Proteínas
Enzimas
Fatores que afetam a ação enzimática

Glicídios ou carboidratos
• São substâncias orgânicas que para cada átomo de carbono
existem dois átomos de hidrogênio e 1 de oxigênio. (do grego hidrós,
água);
• Tem função energética, quase todos são de origem vegetal não ser
o mel que é de origem animal;
• Formam algumas estruturas dos seres vivos como revestimentos
celulares, são encontradas nos ácidos nucléicos,
• Temos glicídos que possuem grupamentos aldeídicos e outros que
possuem grupamentos cetônicos presos a cadeias de carbono com
várias hidroxilas;
São chamados de aldoses e cetoses

Possuem formula molecular: (CH2O)n
Os glicídios podem ser classificados em:
1.Monossacarídeos;
2.Dissacarídeos;
3.Polissacarídeos;
São os monômeros
São os polímeros
Muitos formam
os

1.Monossacarídeos;
Conhecidos como açucares simples ou oses;
São classificados de acordo com o números de átomos de
carbono:
TRIOSES: três carbonos -------> C3H603
TETROSES : quatro carbonos -------> C4H804
PENTOSES: cinco carbonos -------> C5H1005
HEXOSES: seis carbonos -------> C6H1206
HEPTOSES: sete carbonos -------> C7H1407

1.Monossacarídeos;
Exemplos:
Frutose
Temos também a
galactose (ocorre no leite
e tem função energética)
e desoxirribose (ocorre
no DNA e tem função
estrutural)

2. Dissacarídeos;
São Carboidratos hidrolisáveis, ditos Glicosídeos, formados pela união
de duas moléculas de Monossacarídeos através de uma ligação química
especial denominada Ligação Glicosídica, com liberação de molécula de
água.

2. Dissacarídeos;
A sua formula geral é CnH2n-2On-1 .Por causa da saída da
molécula de água;
Os principais dissacarídeos são:
Sacarose = Glicose + Frutose, é encontrada em muitos
vegetais, principalmente na cana de açúcar;
Lactose = Glicose + Galactose, é encontrada no leite e
representa a principal fonte de energia para os bebês
durante a amamentação;
Maltose = Glicose + Glicose, é encontrada em cereais e
produzida durante a germinação das sementes

3. Polissacarídeos;
São os Carboidratos complexos, também chamados de Glicanas,
constituídos de macromoléculas formadas por milhares de unidades
monossacarídicas (Hexoses) ligadas entre si por ligações Glicosídicas
na forma a ou b.
São insolúveis em água;
Alguns representam reserva de energia;
Fazem parte de estruturas do organismo;
Os principais são: O AMIDO, O GLICOGÊNIO, A CELULOSE
e A QUITINA

3. Polissacarídeos: O AMIDO
Amido é o Polissacarídeo de reserva energética da célula vegetal . É
formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas
ligações a (1,4) e poucas ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da
cadeia.
Ele é encontrado no interior dos caules, mas concentra-se principalmente
nas raízes, tubérculos e sementes;
É formado pelo acumulo de glicose produzida durante a fotossíntese;

3. Polissacarídeos: O GLICOGÊNIO
É o Polissacarídeo de reserva energética da célula animal. Muito
semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6),
o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula
Encontra-se armazenado sobretudo no fígado e nos músculos. A
hidrólise total do glicogênio forma moléculas de glicose, enquanto que
a hidrólise parcial produz moléculas de maltose.

3. Polissacarídeos: A CELULOSE
É o Carboidrato mais abundante na natureza. Possui função estrutural,
sendo o principal componente da parede celular dos vegetais,
responsável pela extrema resistência de alguns caules.
Somente os animais que possuem bactérias e protozoários simbiônticos
em seus aparelhos digestivos (herbívoros) são capazes de digeri-la.

3. Polissacarídeos: A QUITINA

LIPÍDIOS
São substâncias orgânicas que possuem insolubilidade em água e são
solúveis em solventes orgânicos (alguns) ou seja são apolares;
São classificados em:
1. GLICERÍDIOS;
2. CERAS;
3. ESTEROIDES;
4. FOSFOLIPÍDIOS;
5. CAROTENOIDES;

LIPÍDIOS
1. GLICERÍDIOS;
São constituídos por uma molécula de álcool glicerol
ligada a uma, duas ou três moléculas de ácidos
graxos;
São classificados em:
1. saturados: Os ácidos graxos possuem
somente ligações simples (GORDURAS);
2. Insaturados: Pelo menos um ácido graxo
possui uma ligação dupla (OLEOS)

LIPÍDIOS
1. GLICERÍDIOS;
• Tem função de reserva energética
• Isolamento térmico
• São os mais abundantes nos alimentos
Ex: Margarinas, azeite, gordura animal;

LIPÍDIOS
2. CERAS;
São formados por alcoóis de cadeia longa com
ácidos graxos;
São altamente insolúveis em água
São usados por abelhas nas colméias
São usados pelos vegetais em cutículas foliares
Revestimento corporal de certos insetos – atuando
como impermeabilizante

LIPÍDIOS
3. Esteroides;
São muito diferentes molecularmente
dos outros lipídios por apresentar
cadeias de carbono fechadas;
Exemplos: hormônios sexuais ,
colesterol - este faz parte das
membranas celulares e é precursor
dos sais biliares e da vitamina D
Colesterol bom Colesterol ruim

LIPÍDIOS
4. FOSFOLIPÍDIOS;
Estão presentes nas membranas celulares das células;
do ponto de vista químico é composto de um glicerídeo combinado com
um grupo fosfato;

LIPÍDIOS
5. Carotenoides;
São pigmentos de cor vermelha,
laranja e amarela;
Insolúveis em água;
Estão presentes em todas as células
de plantas pois participam da
fotossíntese;
É o precursor da vitamina A (Retinol)
Caroteno vitamina A

ÁCIDOS NUCLÉICOS
São assim chamados por sua propriedade ácida e por terem sido originariamente
encontrados no núcleo celular;
Formam os genes – sequencias de nucleotídeos encadeados que se expressam na
forma de RNA ou Proteína;
Há dois tipos :
DNA (Ácido desoxirribonucléico)
RNA (Ácido ribonucléico)

PENTOSE: MONOSSACARIDEO COM 5 CARBONOS.

Uma descoberta importante para a elucidação da organização
estrutural do DNA é o fato de que ela não existe como uma cadeia
única, mas como cadeias duplas complementares, ligadas entre si por
ligações de hidrogênio entre bases complementares.

AAT CGT TAG CCC GAC GCA
DNA
RNA
DNA
QUALQUER
%A %T %C %G
A 25% 25% 25% 25%
B 13% 13% 37% 37%
C 15 15 35% 35%
K 22 22 28 28
TTA GCA ATC GGG CTG CGT
AAUCGU UAG CCC GAC GCA

Os nucleotídeos estão ligados
covalentemente por ligações
fosfodiéster formando entre si
pontes de fosfato.
O grupo hidroxila do carbono-3 da
pentose do primeiro nucleotídeo se
liga ao grupo fosfato ligado a hidroxila
do carbono-5 da pentose do segundo
nucleotídeo através de uma ligação
fosfodiéster.

Sabendo-se como são feitas as
ligações entre os nucleotídeos,
formando assim a fita de DNA,
podemos analisar a estrutura
tridimensional do DNA.

ESTRUTURA DO DNA
Em 1951, revelaram a
natureza helicoidal básica
da estrutura do DNA.

ESTRUTURA DO DNA
Em 1953, Watson e Crick
construíram modelos em escala
da dupla hélice em conformidade
com dos dados de cristalografia
de raio X e com a química
conhecida do DNA.
Descobriram o modelo de
estrutura tridimensional do DNA -
A dupla hélice do DNA,

O DNA consiste de duas cadeias polinucleotídicas complementares
dispostas em sentidos inversos (cadeias antiparalelas) enroladas em
torno de um eixo imaginários de sentido rotacional à direita.
As cadeias polinucleotídicas estão unidas por pontes de hidrogênio entre
pares de bases nitrogenadas.
Com base na estrutura de dupla hélice do DNA e nas características de
hidrofobicidade das moléculas, a estrutura do DNA fica da seguinte forma:
•O grupo fosfato e o açúcar (parte hidrofílica) - estão localizados na parte
externa da molécula.
•As bases nitrogenadas (parte hidrofóbica) - estão localizadas na parte interna
da molécula.
A relação espacial entre as duas fitas cria um sulco principal e um sulco
secundário.

ÁCIDOS NUCLÉICOS
Trifosfato de adenosina = moeda energética

Replicação ou Duplicação semiconservativa
A replicação da molécula de DNA, também conhecida por duplicação ou
polimerização, é um fenômeno genético que assegura a autoduplicação das
informações contidas nos cromossomos, especificamente nos genes.
Inicialmente o filamento da molécula molde (molécula mãe), tem sua dupla
fita separada devido o rompimento das pontes de hidrogênio, mantidas
entre as bases nitrogenadas complementares.
Sobre cada uma das cadeias nucleotídicas molde, vão se emparelhando
novos nucleotídios dispersos no núcleo, construindo dessa forma uma nova
cadeia.
No final do processo são produzidas duas moléculas idênticas,
denominadas de cromátides irmãs, cada uma constituída por uma fita
nucleotídica da molécula original e outra recém-fabricada.

Replicação ou Duplicação semiconservativa

Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os
organismos da Terra atual ele funciona da mesma maneira, quer seja em
bactérias, em uma cenoura ou no homem.
O códon AUG, que codifica para o aminoácido metionina, também
significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos ribossomos
que é por esse trio de bases qe deve ser iniciada a leitura do RNAm.
Note que três códons não especificam nenhum aminoácido. São os
códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons e parada durante a
“leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese
protéica.
Diz-se que o código genético é degenerado porque cada “palavra”
(entenda-se aminoácido) pode ser especificada por mais de uma
trinca.

RNA ribossômico, RNAr. Associando-se a proteínas, as fitas de RNAr
formarão os ribossomos, orgânulos responsáveis pela leitura da
mensagem contida no RNA mensageiro;

RNAs transportadores, RNAt. Assim chamados porque serão os
responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a
síntese de proteínas junto aos ribossomos.
São moléculas de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo,
cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se
sobre si mesma, adquirindo o aspecto visto na figura abaixo.
Duas regiões se destacam em cada transportador: uma é o local em
que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao
trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se
encaixará no códon correspondente do RNAm.
Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do
RNAm.

Tradução
A tradução é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida
na molécula de RNAm pelos ribossomo, decodificando a linguagem de
ácido nucléico para a linguagem de proteína.
Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido, formando-
se uma molécula chamada aminoacil-RNAt, que conterá, na extremidade
correspondente ao anticódon, um trio de códon do RNAm.

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