composiçao quimica da celula
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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
• Água
• Sais Minerais
Orgânicos
• Proteínas
• Lipídios
• Carboidratos
• Àcidos Nucléicos
Composição Química da Célula
Homopolímeros
• Glicogênio • Proteínas
• Polissacarídeos
• Ácidos nucléicos –DNA e RNA
Macromóleculas – polímeros formados por numerosos monômeros
Heteropolímeros
Biopolímeros
Composição química da célulaMacromoléculas se associam e formam complexos:
Lipoproteínas
Glicoproteínas
Proteoglicanas
Nucloeproteínas
POLARIDADE DA ÁGUA
Oxigênio
Hidrogênio
A molécula de água
• É morfológica e eletricamente assimétrica
• É formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio (H2O).
ÁGUAPolímeros celulares contém grupamentos
químicos
Moléculas anfipáticas – geralmente
alongadas, associa-se simultaneamente à
água e a compostos hidrofílicos em uma
extremidade e a compostos hidrofóbicos na
outra
Polares - com afinidade pela água
Apolares – não têm afinidade pela água, repelindo-a
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
universal.
A água é um regulador
de temperatura.
A água é um lubrificante ideal,
A água participa de 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 polipeptídiosformados de ligações peptídicas entre os gruposamino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfade cada um dos aminoácidos;
PROTEÍNAS
Tipo FunçãoProteínas 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
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.
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.
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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
GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS
Ligações
peptídicas
Pontes de Hidrogênio
Interações de Van der Waals
Interações Eletrostáticas
Interações Hidrofóbicas
Uniões Covalentes de Dissulfeto
Pontes de Hidrogênio
Interações de Van der Waals
Interações Eletrostáticas
Interações Hidrofóbicas
Estrutura
primária
Estrutura
secundária
Estrutura
terciária
Estrutura
quaternária
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.
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
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
• 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.
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 nossoorganismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios eos 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.
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Meio extracelular
citoplasma
filamentos
protéicos
proteína de
reconhecimento receptor protéicoproteína
transportadora
sítio ligante
bicamadalipídica
fosfolipídio colesterol
carboidrato
LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA
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 membranaplasmática.
•Regulação das interações.
• Fonte de antígenos do gruposangüíneo.
•Receptores para toxinas.
ESTERÓIDES•Colesterol é o mais importante.
• Está presente em todas as membranas celulares.
• É necessário para a síntese de vitamina D na pele.
• É utilizado pelos ovários e testículos na síntese dos hormônios sexuais.
HC CH3
(CH2)3
CH3HC
CH3
CH3
HOColesterol
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).
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
• 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
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:
DNA
•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.
•É o responsável pelo armazenamento e transmissão genética• Encontrado nos cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos
Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução.
Assim como o DNA, o RNAtambém é composto pornucleotídeos, porém difere emcertos 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;Associa-se aos ribossomos.
TIPOS DE RNA
2) RNAr (ribossômico) – 80% dos RNA celularesÉ o mais comprido;Matéria-prima para formar os ribossomos;Sem ribossomo não há tradução.
TIPOS DE RNA3) 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.
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