O documento descreve a composição química da célula, incluindo substâncias inorgânicas como água e sais minerais, e substâncias orgânicas como carboidratos, lipídios e proteínas. Detalha as principais funções da água e dos sais minerais na célula, assim como os tipos de carboidratos, lipídios e proteínas e suas funções vitais como estrutura, armazenamento de energia e catalisadores enzimáticos.

1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA Curso de Farmácia. Prof. Msc. Eduardo Honda Porto Velho-RO 2008

2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA Substâncias inorgânicas Água Sais minerais Substâncias orgânicas Carbohidratos Lipídios Proteínas Grandes e complexas moléculas (com C) Encontradas nos seres vivos

3. COMPONENTES INORGÂNICOS Água ( principais funções) Solvente universal : dispersante de substâncias orgânicas e inorgânicas. Todas as reações químicas da natureza biológica ocorrem em estado de solução. Transporte de substâncias : tanto de dentro para fora como de fora para dentro das células, moléculas se difundem na H 2 O e por ela são transportadas. Equilíbrio térmico : o excesso de calor é dissipado pelo suor, ajudando na manutenção da temperatura interna de um ser homeotérmico. Lubrificante : ajuda a diminuir o atrito entre os ossos (nas articulações).

4. COMPONENTES INORGÂNICOS Sais Minerais Solúveis : dissolvidos na água em forma de íons, como o potássio (K + ), o sódio (Na + ) e o cloro (CI - ), participam do controle osmótico (entrada e saída de H 2 O nas células) e também contribuem para a passagem dos impulsos nervosos nos neurônios. Insolúveis : encontram-se imobilizados, como os fosfatos de cálcio que fazem parte da estrutura esquelética dos vertebrados (do exoesqueleto, da casca de ovo ou carapaças de insetos, siris, caranguejos etc., conferindo maior rigidez aos órgãos em que se encontram).

5. COMPONENTES INORGÂNICOS Importante na transferência de energia dentro das células Fósforo Faz parte da molécula da clorofila, indispensável para a realização da fotossíntesse Magnésio Faz parte da hemoglobina, que é uma proteína fundamental no transporte de oxigênio e na respiração Ferro (Fe++) Equilíbrio dos líquidos no organismo (estabilidade da pressão osmótica das células) Sódio (Na+) e Potássio (K+) Participa das contrações musculares, da coagulação do sangue e da formação dos ossos e dentes Cálcio (Ca++) Papel biológico (funções) Sais minerais na forma de íons

6. COMPONENTES ORGÂNICOS GLICÍDIOS OU CARBOIDRATOS Definição : Também conhecidos como açúcares, os glicídios são os grandes fornecedores imediatos de energia para os seres vivos. Apresentam em suas moléculas átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Além de fornecedores de energia, possuem também função estrutural, como a constituição dos ácidos nucléicos (material genético).

7. COMPONENTES ORGÂNICOS GLICÍDIOS OU CARBOIDRATOS : TIPOS Monossacarídios : são os açúcares mais simples, formados por pequenas moléculas que não se dividem na presença de água , portanto não sofrem hidrólise. Os exemplos mais comuns encontrados nos organismos vivos são : glicose (produzido pelos vegetais na fotossíntese), frutose (encontrado nas frutas doces), galactose (encontrado no leite) e ribose e desoxirribose ( componentes dos ácidos nucléicos).

8. COMPONENTES ORGÂNICOS GLICÍDIOS OU CARBOIDRATOS : TIPOS Dissacarídeos : são glicídios constituídos pela união de dois monossacarídios. Na ligação de dois ou mais monossacarídios, estamos ingerindo dissacarídios ou polissacarídios, nosso sistema digestório os transforma em monossacarídios para que estes possam fornecer energia para a célula . Todos os dissacarídios têm função energética. Os principais são: Sacarose : glicose+frutose, suas principais fontes são: a cana de açúcar e beterraba. Lactose : glicose+galactose, sua principal fonte é o leite Maltose : glicose+glicose, suas principais fontes são: raízes, caule, folhas dos vegetais.

9. COMPONENTES ORGÂNICOS GLICÍDIOS OU CARBOIDRATOS : TIPOS Polissacarídios : são moléculas grandes, constituídas por ligação de muitos monossacarídios . Os polissacarídios não são solúveis em água, alguns são reservas de energia, como o amido,outros fazem parte da estrutura esquelética da célula vegetal, como a celulose. Os principais polissacarídios são: Amido : formado por inúmeras moléculas de glicose, encontrado nos vegetais, funciona como reserva de energia. Celulose : formado por inúmeras glicoses, encontrada revestindo externamente as células vegetais, funciona como reforço esquelético. Glicogênio : formado por inúmeras glicoses, encontrado nos animais, funciona como reserva de energia.

10. COMPONENTES ORGÂNICOS LIPÍDIOS Definição : Substâncias orgânicas de origem animal ou vegetal, mais conhecidos como óleo, gordura e cera. Alguns tipos de lipídios funcionam como reservatório de energia, outros entram na composição das membranas celulares ou ainda formam hormônios. Possuem como característica comum o fato de serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos como éter, o álcool e a benzina.

11. COMPONENTES ORGÂNICOS LIPÍDIOS: Classificação Glicerídeos : são os lipídios simples. Compreendem os óleos, as gorduras, e as ceras, podem ter origem animal ou vegetal. Principais funções dos glicerídeos: As gorduras são reservatórios de energia e também isolante térmico, principalmente para os animais de regiões frias. Os óleos presentes nas sementes de girassol, da soja, do amendoim servem de alimento para o embrião das sementes germinar. As ceras impermeabilizam as folhas de muitas plantas e é fabricada pelas abelhas, que constroem os favos de mel.

12. COMPONENTES ORGÂNICOS LIPÍDIOS: Classificação Fosfolipídeos : presentes na composição química das membranas celulares dos animais e vegetais. Esteróides : o mais conhecido é o colesterol. Produzido pelos animais, faz parte da composição química de suas membranas celulares e é precursor de alguns hormônios, como a testosterona (hormônio masculino) e a progesterona (hormônio feminino)

13. COMPONENTES ORGÂNICOS PROTEÍNAS Definição : São os componentes orgânicos presentes em maior percentual no organismo dos seres vivos. Fundamentais para a vida na Terra, são encontradas em todos os seres vivos, inclusive nos vírus que não possuem uma estrutura celular. As proteínas são resultantes de uma seqüência de ligações entre moléculas menores denominadas aminoácidos. Principais funções das proteínas: Elemento Construtor: faz parte, juntamente com os lipídios, da composição das membranas celulares. Exemplo: o colágeno, proteína que confere resistência às células da pele, dos tendões, das cartilagens etc. A miosina e a actina, que conferem elasticidade aos músculos; a queratina, que confere impermeabilidade aos cabelos e à pele, contribuindo para adaptação dos animais à vida terrestre.

14. COMPONENTES ORGÂNICOS PROTEÍNAS: Principais funções: Função enzimática: dentro das células ocorrem muitas reações químicas. Para que elas aconteçam é necessário energia . Em alguns casos, não há energia suficiente para a ocorrência da reação química e se faz necessária a presença de um catalisador (substância que desencadeia ou acelera reações químicas). Os catalisadores das células são um tipo de proteína especial chamada enzima. As atividades enzimáticas dependem da temperatura e do pH. A 0˚C de temperatura as enzimas se encontram inativas. À medida que aumenta a temperatura, a atividade enzimática também aumenta, chegando ao ponto ótimo de 40˚C. Acima disso, a atividade enzimática vai diminuindo, até que por volta de 60˚C ocorre desnaturação das enzimas (o calor acarreta mudanças espaciais na proteína, o que acarreta a perda de sua função). Quanto ao pH (nível de acidez do meio), cada enzima atua em um específico. Exemplo: a pepsina-enzima do suco estomacal- é ativa somente em pH ácido, ou seja, por volta de 2; a ptialina- enzima da saliva- é atuante somente em um pH neutro , ou seja, por volta de 7.

16. ESTRUTURA DO DNA Formada por grandes cadeias de nucleotídeos Unidas entre si Dupla hélice (Watson e Crick) União mantida pelas pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas Bases pareadas: A T C G

17. ESTRUTURA DO DNA Está definida pela "seqüência" de bases nitrogenadas na cadeia de nucleotídeos Esta seqüência de bases é a responsável pela informação genética do ADN A ordem em que aparecem as quatro bases ao longo de uma cadeia de ADN é, portanto, crítico para a célula, pois esta ordem é que constitui as instruções do programa genético dos organismos Sequenciar o DNA é decifrar o código genético As cadeias são complementares

19. BASES NITROGENADAS DO DNA

20. PAREAMENTO DAS BASES

21. REPLICAÇÃO DO DNA Capacidade de produzir cópias idênticas Fundamental para transmissão de informação genética através das gerações Separação da dupla hélice Molde para a nova cadeia complementar Resultado: moléculas idênticas a original

22. MECANISMOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA Dois mecanismos através dos quais pode ocorrer passagem de substâncias para dentro ou para fora da célula: Quando partículas são pequenas e/ou solúveis em lipídios, atravessam a membrana sem deformação desta, por poros reais ou funcionais. Pode se dar passivamente , ocorrendo somente em função dos movimentos das partículas envolvidas, ou seja , sem interferência da célula, sendo denominado transporte passivo . Mas, partículas são assimiladas ou eliminadas da célula com participação direta, com gasto de energia celular , sendo então denominado transporte ativo . As células eucarióticas também podem englobar moléculas maiores, neste caso envolvendo deformações da membrana plasmática, por endocitose

23. TRANSPORTE PASSIVO Neste tipo de transporte as moléculas se deslocam de um meio para outro, não havendo interferência direta da célula, isto é, sem gasto de energia celular (ATP), sendo um processo de difusão. O fenômeno da difusão (ex: quando perfume é borrifado em um canto da sala, após algum tempo o odor terá se espalhado por todo o ambiente). Se em um copo com água for colocada uma certa quantidade de açúcar em uma das extremidades, as moléculas deste irão se distribuir uniformemente por todo o recipiente decorrido algum tempo, e a água ficará com sabor adocicado. Tanto as moléculas de água como as de açúcar estão em contínuo movimento. Na extremidade onde se encontra maior quantidade de açúcar, as moléculas ,movendo-se ao acaso, acabam por atingir o lado oposto. Na extremidade oposta, as moléculas de água, também se movendo ao acaso, dirigem-se para o lado onde se encontra o açúcar. Assim, devido ao movimento aleatório das moléculas, após certo tempo teremos uma distribuição uniforme do açúcar na massa líquida.

24. TRANSPORTE PASSIVO Podemos então definir difusão como o movimento (dispersão) das partículas, de uma região onde estão em maior concentração para outra de menor concentração , até que se alcance um equilíbrio. Como esse processo é puramente físico, as diferenças de concentrações de uma região para outra do sistema e a distância na qual está distribuída esta diferença são fatores que determinam a velocidade do processo. Quando uma substância se movimenta de uma região onde se encontra mais concentrada para outra onde sua concentração é menor, dizemos que está se movendo a favor do gradiente de concentração. Quando se move em sentido contrário ( e veremos que isto é possível) , o movimento é contra o gradiente de concentração . O tamanho e a densidade das partículas, a temperatura e o tamanho do sistema influenciam diretamente o processo de difusão.Partículas grandes e/ou densas se difundem mais lentamente que partículas menores e/ou menos densas. Um aumento na temperatura determina um aumento na velocidade de difusão de uma substância, uma vez que aumenta a energia cinética de suas moléculas. Em distâncias curtas, o gradiente de concentração desenvolvido é maior, sendo, portanto, a difusão bastante rápida.

25. Soluto = substância que é dissolvida em uma solução. Solvente = líquido no qual uma substância é dissolvida. Solução = solvente juntamente com soluto. Concentração = quantidade de soluto por unidade de solvente. Solução isotônicas = soluções com concentrações iguais. Solução hipertônica = solução mais concentrada que outra. Solução hipotônica = solução menos concentrada que outra . GLOSSÁRIO

26. TRANSPORTE PASSIVO Osmose Quando duas soluções de concentrações diferentes se encontram separadas por um tipo especial de membrana que permite a passagem livremente da água , mas retém o soluto (membrana semipermeável, MSP), ocorre o fenômeno da osmose, isto é, a difusão da água. Podemos definir osmose como a passagem mais rápida da água de uma solução de menor concentração para uma solução de maior concentração, através de uma membrana semipermeável.

27. TRANSPORTE PASSIVO Quanto mais concentrada estiver uma solução , mais lentamente ela perde água, e conseqüentemente mais rapidamente ela ganha água.Portanto, um aumento na concentração de uma solução determina um rápido aumento de volume nesta solução. Para que se interrompa, neste caso, o fluxo de água, maior terá que ser a pressão exercida (pressão osmótica maior).

28. TRANSPORTE PASSIVO Difusão Facilitada Açúcares, especificamente a glicose, alguns aminoácidos e certas vitaminas, em determinados tipos celulares, mesmo não sendo lipossolúveis atravessam a membrana com relativa rapidez. Para que isso ocorra, existem transportadores (enzimas) específicos na membrana plasmática denominados permeases , que auxiliam a passagem destas substâncias. Este processo é denominado difusão facilitada. A substância (A) a ser transportada combina-se com a permease (P) em um ponto específico, na superfície externa da membrana plasmática, formando o composto (PA). Este composto é solúvel em lipídios, assim pode difundir-se facilmente através da membrana plasmática. Ao atingir a superfície interior da membrana, a substância (A) é liberada para o citoplasma, enquanto o transportador (P) volta à superfície externa da plasmalema para captar mais soluto .

29. TRANSPORTE ATIVO Freqüentemente algumas substâncias se apresentam em baixas concentrações no meio extracelular, mas mesmo assim as células são capazes de assimilá-las. Outras vezes substâncias penetram nas células e precisam ser removidas, ainda que sua concentração seja maior no meio externo. Esses mecanismos de transporte “contra a corrente “, isto é, contra o gradiente de concentração, são processados com gasto de energia por parte da célula, e é denominado transporte ativo.

30. TRANSPORTE ATIVO Entre as substâncias que são transportadas ativamente através da membrana estão os íons (potássio, sódio, cálcio, ferro, hidrogênio, cloro, magnésio, iodo, etc.), vários açúcares e a maior parte dos aminoácidos. O mecanismo de transporte é semelhante ao da difusão facilitada, ou seja, depende de carregadores presentes na membrana plasmática. A diferença, contudo, é que a energia celular é fornecida ao sistema, no caso do transporte ativo, uma vez que as moléculas se deslocam contra o gradiente de concentração, ao passo que na difusão facilitada as partículas se movimentam segundo a tendência da difusão.

31. TRANSPORTE ATIVO A energia necessária ao transporte ativo provém do ATP (adenosina trifosfato, com a participação da enzima ATPase, utilizada na decomposição do ATP em ADP e fosfato inorgânico.