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Composição química dos seres vivos

O documento discute as células e seus componentes. Apresenta as características gerais das células, incluindo que são unidades de vida compartimentalizadas que realizam processos metabólicos vitais. Também descreve as diferenças entre células procariotas e eucariotas, e lista os principais constituintes bioquímicos das células, como água, sais minerais, carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos.

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(Composição química dos seres vivos) Livro 1 - página 128 a 152 (Célula e seus componentes – Introdução) Livro 1 – página 160 a 166
Histórico  1665: Robert Hooke → Compartimentos (Células)  1840: Theodor Schwann → Teoria Celular 1. Todos os organismos são constituídos de uma ou mais células 2. A célula é a unidade básica de organização dos organismos 3. Toda a célula vem de outra preexistente INTRODUÇÃO
Características  Unidades de vida compartimentalizadas  Complexo de moléculas agrupadas por funções  Características estruturais comuns: Arquitetura  Processos metabólicos:  Replicação de DNA  Síntese protéica  Produção de energia  Classificação: Procarióticas e Eucarióticas CÉLULA
citoplasmacitoplasma núcleonúcleo EucariotoEucariotoEucariotoEucarioto ProcariotoProcariotoProcariotoProcarioto membranamembrana cariotecacarioteca
PROCARIOTO
• Seres Heterótrofos. • Ausência de organela associada à fotossíntese (cloroplasto). • Ausência de parede celular. • Vacúolo pequeno. • Seres Autótrofos. • Presença de cloroplasto. • Presença de parede celular. • Ausência de lisossomos. • Vacúolo grande.
Características Procariotos Eucariotos 1. Envoltório Nuclear (carioteca) 2. Cromossomo 3. Nucléolo 4. Citoplasma 5. Organelas membranosas 6. Organização Celular Ausente Único Ausente Sem Citoesqueleto Nenhuma Unicelulares Presente Múltiplos Presente Citoesqueleto Várias Uni e Multicelulares PROCARIOTO x EUCARIOTO
SERES UNICELULARES  Possuem uma única célula.  Bactérias, protozoários, leveduras.  Podem ser procariontes (bactérias) ou eucariontes (protozoários, fungos (leveduras), algas unicelulares).
SERES PLURICELULARES  Possuem várias células.  São eucariontes.  Maioria dos fungos, vegetais, animais.
Água e Sais Minerais Carboidratos ProteínasLipídios Ácidos Nucléicos O segredo da vida! CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DAS CÉLULAS
 Água  Sais Minerais  Proteínas  Carboidratos  Lipídios  Ácidos nucleicos  Vitaminas InorgânicosOrgânicos 75 a 85% 12 a 23% 2 a 3% COMPONENTES MOLECULARES
Características  Encontrada em maior quantidade nas células  Solvente natural de íons, minerais e outras substâncias  Indispensável para o metabolismo  Agente regulador da temperatura corporal  Conteúdo de água é variável: 90% a 95% Idade Atividade Metabólica ÁGUA
Características  Manutenção da pressão osmótica  Manutenção do equilíbrio ácido-básico  Co-fatores enzimáticos → Mg  Função reguladora e formação de ossos → Ca  Oligoelementos: Fe, I e outros Cl- Na+ e K+ Patologias  Anemia  Insuficiência Renal Crônica  Doença óssea ou Osteoporose SAIS MINERAIS
Características  Duas regiões → Hidrofílica (Polar) e Hidrofóbica (Apolar)  Relativamente insolúveis em água  Solúveis em solventes orgânicos  Bicamadas → Membrana Plasmática Cabeça Polar Cauda Apolar Grupo Fosfato Glicerol Molécula Fosfolipídio LIPÍDIOS
Principais Lipídios Celulares Cabeça Polar Cauda Apolar Grupo Fosfato Glicerol Molécula Fosfolipídio Fosfolipídios → pequenas moléculas lipídicas formadas por ácido graxo e glicerol Colesterol → constituinte membranas celulares animais. Precursor para a síntese de hormônios sexuais. Ingerido da alimentação se associa a proteínas plasmáticas (LDL e HDL). Patologias  Consumo de alimentos ricos em gordura trans  Doenças Cardiovasculares  Obesidade Patológica LIPÍDIOS
Características  Principal fonte de energia celular  Importantes constituintes estruturais → Parede Celular  Sinais de reconhecimento → Função informacional  Substância intercelular → Função estrutural CARBOIDRATOS
CLASSIFICAÇÃO CARBOIDRATOS • Monossacarídeos → glicose (fonte de energia celular) • Dissacarídeos → maltose, sacarose, lactose • Oligossacarídeos → ribose e desoxirribose • Polissacarídeos → glicogênio, amido, quitina e celulose
Características  Polímeros de aminoácidos  Constituem mais da metade do peso seco de uma célula Funções  Catalisam reações químicas (enzimas)  Controlam a permeabilidade das membranas  Regulam a concentração de metabólitos  Reconhecem e ligam (não covalentemente) outras biomoléculas  Defesa imunológica  Hormônios  Controlam a função gênica PROTEÍNAS
 Unidade estrutural das proteínas.  Composição química: C, H, O, N e S.  Existem 20 tipos diferentes, todos com a mesma estrutura química básica, se diferenciando apenas pelo radical (R).  Podem ser classificados como:  Aminoácidos essenciais: não são sintetizados Aminoácidos não essenciais ou naturais: são sintetizados  Aminoácidos
 Estrutura dos aminoácidos Grupo Amina: NH2 Carbono Central: Carbono α Grupo Carboxila: COOH Radical: R (Variável para cada um dos 20 tipos de aminoácidos
 Ligação Peptídica  Ligação entre dois aminoácidos vizinhos ao longo de toda cadeia proteica.  Reação de síntese por desidratação.  Ocorre entre o grupamento amina de um aminoácido e o grupamento carboxila do aminoácido vizinho.  Através dela, formam-se: Dipeptídeo: 2 aminoácidos Tripeptídeo: 3 aminoácidos... Polipeptídeo: mais de 20 aminoácidos Proteína: mais de 50 aminoácidos
Estrutura Primária Estrutura Secundária Estrutura Terciária Estrutura Quaternária NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO  Fibrosas → Possuem uma estrutura filamentosa → Desenvolvem papel estrutural em células e tecidos animais → Proteínas da pele, tecido conjuntivo, cabelo, lã, seda etc.  Globulares → Possuem uma estrutura enovelada e compacta → Podem ser encontradas em qualquer organismo → Realizam a maioria do trabalho bioquímico celular  Patologia → anemia falciforme → desnutrição PROTEÍNAS
Funções Importantes Morfologia celular Catalisadores das reações químicas Controle da permeabilidade celular Regulação a concentração de metabólitos Ligam a outras biomoléculas: Transporte Controle da expressão gênica PROTEÍNAS
Proteínas Estruturais: participam da estrutura das células e tecidos. • Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões. • Actina e Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular. • Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas. Evita a dessecação, o que contribui para a adaptação do animal à vida terrestre. • Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue). IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DAS PROTEÍNAS
Proteínas Hormonais: muitos hormônios de nosso organismo são de natureza proteica. Hormônios são substâncias produzidas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. É o caso do insulina e do glucagon, hormônios produzidos no pâncreas e que se relacionam com e manutenção da glicemia. Outros exemplos: hormônios da tireóide, da hipófise etc. Proteínas de Defesa: Coletivamente chamadas de anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno (molécula estranha ao organismo), de maneira a neutralizar seu efeito. A reação antígeno-anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo (linfócitos, um dos tipos de glóbulos brancos do sangue). As proteínas de defesa são também denominadas gamaglobulinas.
 PROTEÍNAS DE DEFESA xVACINAS SOROS  Imunização Ativa;  Ação Preventiva;  Constituídas por antígenos que são o próprio agente causador da doença, normalmente atenuados ou mortos;  Estimulam nosso sistema imunológico a produzir anticorpos contra aqueles antígenos específicos.  Imunização Passiva;  Ação Curativa;  Constituídos por anticorpos que ajudarão o sistema imunológico do organismo a combater um antígeno específico.  Ação mais rápida.
Proteínas de Nutrição: Servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Nos ovos de muitos animais (como os das aves) o vitelo, material que se presta à nutrição do embrião, é particularmente rico em proteínas. Proteínas de Coagulação: vários são os fatores da coagulação que possuem natureza proteica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica, protrombina, presentes no plasma. Proteínas de Transporte: Participam do transporte de gases respiratórios. A principal é a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.
Proteínas Enzimáticas: As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. Dentre as proteínas com função enzimática podemos citar, as lipases, as proteases, as carboidrases etc. TODA ENZIMA É UMA PROTEÍNA, MAS NEM TODA PROTEÍNA É UMA ENZIMA. IMPORTANTE
 ENZIMAS  Tipos especiais de proteínas que atuam como catalisadores biológicos, acelerando as reações químicas e diminuindo a energia de ativação das reações que ocorrem no interior das células.
 ENZIMAS NOMENCLATURA 1) Radical do nome do substrato + sufixo ASE Ex.: lactase, lipase, sacarase, amilase. 2) Radical do nome da reação catalisada pela enzima + sufixo ASE Ex.: hidrolase, polimerase, oxirredutase. 3) Denominações consagradas pelo uso Ex.: ptialina, pepsina, tripsina. Obs: Catalase Importância na degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), produzido após o metabolismo de gorduras. É um enzima produzida pelo fígado.
 ENZIMAS PROPRIEDADES 1) São catalisadores específicos Para cada tipo de substrato existe um tipo de enzima. MODELO CHAVE-FECHADURA  A enzima possui uma conformação tridimensional que se encaixa perfeitamente ao seu substrato.  Essa região de encaixe é chamada de centro ativo (sítio ativo).  Algumas vezes, o centro ativo da enzima não possui a forma idêntica de seu substrato. Isso só ocorre a enzima se liga ao substrato. É o que chamamos de encaixe induzido.
MODELO CHAVE-FECHADURA
MODELO ENCAIXE INDUZIDO
 ENZIMAS PROPRIEDADES 2) Não sofrem modificações durante as reações que, em geral, são reversíveis.
 FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS INIBIDORES E ATIVADORES ENZIMÁTICOS  Ambos são capazes de se ligar ao sítio ativo da enzima.  Podem complementar a forma de encaixe da enzima ao seu substrato (ativadores). Ex.: COFATORES (íons, como Mg+2 , Ca+2 ) COENZIMAS (moléculas orgânicas, como vitaminas (Coenzima A, formada pela vitamina B5)  Podem impedir a ligação da enzima ao seu substrato (inibidores) Ex.: Cianeto (inibe enzimas da cadeia respiratória, antibióticos inibem enzimas bacterianas...)
ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO  Quanto maior a concentração do substrato, maior será a velocidade da reação enzimática, até um certo ponto.  A partir deste ponto, as enzimas estarão todas ligadas a um substrato e a velocidade da reação permanecerá a mesma.  FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
 Cada enzima possui uma temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxima.  A elevação da temperatura acelera as reações químicas porque aumenta o movimento vibratório das moléculas.  Para cada tipo de organismo, existe uma temperatura ótima. TEMPERATURA  FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
 A queda na velocidade da reação após a temperatura ótima ocorre em função da desnaturação da enzima. Quando aquecida em excesso, a enzima (proteína) perde sua configuração tridimensional e se desnatura.
 Cada enzima possui um pH ótimo, no qual a velocidade da reação é máxima.  O grau de acidez ou de basicidade do meio interfere na atividade enzimática.  Em nosso corpo, temos tecidos e órgãos com diferentes valores de pH. As enzimas que atuam em cada um desses locais devem ter como pH ideal o pH da região onde atuam. pH  FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
Características  Grandes biomoléculas: Nucleotídeos  Tipos DNA e RNA  DNA: Cromossomos contendo genes  RNA: Síntese de proteínas ÁCIDOS NUCLÉICOS
ÁCIDOS NUCLÉICOS DNA  Polímero formado por monômeros (nucleotídeos)  Açúcar + Fosfato → elementos invariáveis  Bases nitrogenadas → A, G (purinas) C, T (pirimidinas)
VITAMINAS
 A bioquímica das células apresenta constituintes inorgânicos e orgânicos  A água é o constituinte mais abundante  Existem reservas de carboidratos e lipídios em nosso corpo.  Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois realizam funções vitais. Alguns são requeridos em maior quantidade, outros são necessários em pequenas quantidades.  Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente todo o metabolismo celular (núcleo da célula). CONCLUSÕES