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Carregado porPedro Lopes
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Composiçao quimica da celula

O documento discute a composição química da célula, abordando: 1) Os principais elementos químicos presentes na célula, como hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio. 2) As principais classes de compostos orgânicos encontrados na célula, como água, proteínas, lipídios, carboidratos e ácidos nucléicos. 3) Breves descrições sobre a estrutura e função de proteínas, enzimas, carboidratos e lipídios.

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COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA
UM POUCO DE QUÍMICA...  Quando dois átomos interagem  Ligação covalente – os elétrons são compartilhados  Íons – elétrons passam de um átomo para outro  Na água, os elétrons são deslocados para o átomo de O 2 = molécula polar  Compostos iônicos só se dissolvem em solventes polares
UM POUCO DE QUÍMICA...  Nos seres inanimados, os elementos mais presentes são: – Oxigênio – Silício – Sódio – Alumínio
UM POUCO DE QUÍMICA...  99% da massa das células são formados de – Hidrogênio – Carbono – Oxigênio – Nitrogênio  Nas células predominância de: – Água – Carbono
UM POUCO DE QUÍMICA...  Água pura tem um pH = 7,0  Ácidos = dão um H+ à água = H3O + = solução maior que pH = 7,0  Bases = aceitam um H+ à água = = solução menor que pH = 7,0
UM POUCO DE QUÍMICA...  Ponte de hidrogênio = um átomo de hidrogênio entre 2 aceptores de elétrons (Oxigênio, Nitrogênio ou Enxofre)
UM POUCO DE QUÍMICA... • Uma ligação peptídica é uma ligação química que ocorre entre duas moléculas quando o grupo carboxilo de uma molécula reage com o grupo amina de outra molécula, liberando uma molécula de água ( H2O ). • Reação de síntese por desidratação que ocorre entre moléculas de aminoácidos COOH + NH2 = H2O
UM POUCO DE QUÍMICA...  Monossacarídeos – esqueleto central de Carbono com muitos grupos OH.  Dissacarídeos – lactose  Cadeias longas – glicogênio e celulose  Adenina, guanina, hipoxantina, citosina, timina, uracil - moléculas em forma de anel, ricas em nitrogênio chamadas bases, que se combinam com ribose ou desoxiribose = nucleosídeos
UM POUCO DE QUÍMICA...  Aminoácidos – grupo ácido + grupo básico  Polipeptídeos – polímeros de aminoácidos unidos por ligações peptídicas  Lipídeos = ácidos graxos hidrofóbicos de cadeia longa  Hidrólise = quebra de ligações covalentes pela adição de elementos de água
Composição Química da Célula Inorgânicos Orgânicos • Água • Proteínas • Sais Minerais • Lipídios • Carboidratos • Àcidos Nucléicos
Composição Química da Célula Macromóleculas – polímeros formados por numerosos monômeros Biopolímeros Homopolímeros Heteropolímeros • Proteínas • Glicogênio • Polissacarídeos • Ácidos nucléicos – DNA e RNA
Composição química da célula Macromoléculas se associam e formam complexos:  Lipoproteínas  Glicoproteínas  Proteoglicanas  Nucloeproteínas
POLARIDADE DA ÁGUA A molécula de água • É morfológica e eletricamente assimétrica • É formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio (H2O). Hidrogênio Oxigênio
ÁGUA Polímeros celulares contém grupamentos químicos  Polares - com afinidade pela água  Apolares – não têm afinidade pela água, repelindo-a Moléculas anfipáticas – geralmente alongadas, associa-se simultaneamente à água e a compostos hidrofílicos em uma extremidade e a compostos hidrofóbicos na outra
ÁGUA  Grupamentos polares (hidrofílicos) – carboxila, hidroxila, aldeído, sulfato e fosfato.  Grupamentos apolares (hidrofóbicos) – lipídios, parafinas e óleos
A ÁGUA ENCONTRA-SE NA CÉLULA Na forma livre Representa 95% da água total, é a parte usada principalmente como solvente para os solutos e como meio dispersante
ÁGUA  A água é um solvente  A água é um lubrificante universal. ideal,  A água é um regulador  A água participa de de temperatura. reações químicas  A água atua como mecanismo de proteção
PROTEÍNAS • São constituintes básicos da vida; • São macromoléculas complexas; • 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 amino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (- COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfa de cada um dos 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, Muitos hormônios são proteínas e exercem hormônio do crescimento) 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
AMINOÁCIDOS • Um peptídio é formado quando alguns aminoácidos se unem através de ligações peptídicas. • A formação de um polipetídio ocorre quando diversos aminoácidos se unem. • As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de polipeptídeos.
AMINOÁCIDOS
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS Quanto à composição:  Proteínas simples Ex. albuminas, globulinas  Proteínas conjugadas Ex. hemoproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas
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.
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS Função relacionada com manutenção e regularização de processos vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.
FORÇAS DE ESTABILIZAÇÃO QUE MANTÉM AS ESTRUTURAS DAS MOLÉCULAS PROTEÍCAS • Ligações peptídicas - resultantes de ligações covalentes • Pontes de Hidrogênio - uso comum de H+ • Interações Hidrofóbicas • Uniões Covalentes de Dissulfeto ou S - s www.bioaula.com.br
GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura primária secundária terciária quaternária Ligações Pontes de Hidrogênio Pontes de Hidrogênio peptídicas Interações de Van der Waals Interações de Van der Waals Interações Eletrostáticas Interações Eletrostáticas Interações Hidrofóbicas Interações Hidrofóbicas Uniões Covalentes de Dissulfeto
ENZIMAS • Moléculas protéicas dotadas da propriedade de acelerar intensamente determinadas reações químicas tanto em síntese como na degradação de moléculas. – Rapidez – Alto rendimento, ou seja, só gera o produtos úteis à célula • Através delas, o DNA controla todo o metabolismo celular
Nomenclatura das enzimas • Substrato – composto que sofre a ação química de uma enzima • Muitas enzimas recebem o nome do substrato sobre a qual atuam mais o sufixo – Ex: ácido ribonucléico hidrolisado pela enzima ribonuclease • Outras não seguem esta regra. – Ex: pepsina, tripsina
FATORES QUE INTERFEREM NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA • Temperatura • Concentração de substrato - inibição competitiva • Presença de ativadores ou inibidores que alteram a velocidade de atuação das enzimas
CADEIAS ENZIMÁTICAS • Nas células vivas, a maioria das enzimas funciona em sequência, de modo que o produto resultante da ação de uma enzima é o substrato para a enzima seguinte. • Cadeias enzimáticas mais eficientes são ligadas a membranas e funcionam sob regulação
CARBOIDRATOS • Os carboidratos são também conhecidos como glicídios ou açúcares, sendo as moléculas biológicas mais abundantes na natureza. • São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio. • Representam a principal fonte de energia para a célula.
CARBOIDRATOS • Abrangem um dos maiores grupos de compostos orgânicos encontrados na natureza. • Junto com as proteínas formam os principais constituintes dos organismos vivos. • São responsáveis pela energia que move o ser vivo
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS • São compostos com uma fórmula geral Cn(H2O), que não podem ser hidrolisados a compostos mais simples. • Contêm de três a seis átomos de carbono. • Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose • Glicose é o mais importante dos três e é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS Ribose Desoxirribose
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS
UTILIZAÇÃO DA GLICOSE • A glicose é utilizada de três maneiras:  pode ser queimada imediatamente como combustível.  pode ser armazenada como glicogênio para queima posterior.  pode ser armazenada sob a forma de gordura.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS • 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 • São formadas por três ou mais moléculas de açúcares. • Podem ser chamadas de glicanas. • Os três polissacarídeos de interesse para nós são o amido, o glicogênio e a celulose.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS • Amido • Glicogênio • Celulose
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS • O amido é um depósito de polissacarídeo encontrado nas plantas e é constituído por uma série de moléculas de glicose ligadas entre si de forma ramificada.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS • O glicogênio, também conhecido como “amido animal”, é um polissacarídeo altamente ramificado, similar ao amido vegetal. O glicogênio é a forma na qual os seres vivos armazenam glicose.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS • A celulose é um polissacarídeo de cadeia reta encontrado nas plantas. A celulose fornece a fibra da nossa dieta e melhora as funções digestivas de diversas maneiras.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS
LIPÍDIOS • São compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. • União de ácido graxo e álcool • São as gorduras, ceras e óleos • Insolúveis na água. • Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.
ONDE SÃO ENCONTRADOS • Associados a membrana; • Transportados pelo plasma; • Barreira hidrofóbica (impermeabilização- ceras) • Funções reguladoras ou de coenzimas (óleos); • Controle da homeostase do corpo (gorduras) • A maioria dos componentes não protéicos.
LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA Meio extracelular proteína de proteína reconhecimento receptor protéico transportadora sítio ligante bicamada carboidrato lipídica fosfolipídio colesterol filamentos citoplasma protéicos www.bioaula.com.br
LIPÍDIOS MAIS COMUNS • Trigliceridios • Fosfolipídios • Glicolipídios • Esteróides
TRIGLICERIDEOS Plantas e animais; São triésteres de glicerol com ácidos graxos; Reserva de energia em animais; Formam CO2 e H2O na célula.
FOSFOLIPÍDIOS • Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol. • São moléculas anfipáticas. • São os principais componentes das membranas celulares.
GLICOLIPÍDIOS • Todas as membranas do corpo. • Camada externa da membrana plasmática. • Regulação das interações. • Fonte de antígenos do grupo sangüíneo. • Receptores para toxinas.
ESTERÓIDES • Colesterol é o mais importante. • Está presente em todas as membranas celulares. CH3 HC CH3 (CH2)3 • É necessário para a síntese de vitamina D HC CH3 na pele. CH3 HO Colesterol • É utilizado pelos ovários e testículos na síntese dos hormônios sexuais.
ELEMENTOS MINERAIS • Representam cerca de 1% do total da composição celular; • São necessários em concentrações da ordem de miligramas por litro de cultura.
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
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
ÁCIDOS NUCLÉICOS • Moléculas informacionais que controlam: – os processos básicos de metabolismo celular – a síntese de macromoléculas – a diferenciação celular – a transmissão do patrimônio genético de uma célula
DEFINIÇÕES  NUCLEOTÍDEOS: 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.
DNA •Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento. •É o responsável pelo armazenamento e transmissão genética • Encontrado nos cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos 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.
RNA 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
TIPOS DE RNA 1) RNAm (mensageiro) Produzido pelo DNA no núcleo; Leva a “mensagem” ao citoplasma; Associa-se aos ribossomos.
TIPOS DE RNA 2) RNAr (ribossômico) – 80% dos RNA celulares É o mais comprido; Matéria-prima para formar os ribossomos; Sem ribossomo não há tradução.
TIPOS DE RNA 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.
CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS
Composiçao quimica da celula