Aula: 01 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA

BIOLOGIA Prof. Fabrízio Costa

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ÁGUA � Desempenha diversas funções nos seres vivos. Além de ser solvente

universal, a água participa das REAÇÕES DE HIDRÓLISE (ex.: digestão dos alimentos), da TRANSPIRAÇÃO e da ELIMINAÇÃO DE EXCRETAS.

SAIS MINERAIS � São moléculas inorgânicas, formadas por íons. � Dentre as várias funções, participam da COAGULAÇÃO DO SANGUE, da

CONTRAÇÃO MUSCULAR, da CONDUÇÃO DO IMPULSO NERVOSO e do CONTROLE DA PRESSÃO OSMÓTICA dos tecidos.

ELEMENTOS QUÍMICOS E SUAS FUNÇÕES NO ORGANISMO HUMANO Elemento Funções Fontes

Cálcio (Ca) Componente dos ossos e dentes; essencial à coagulação do sangue e à contração muscular.

Vegetais, leite e laticínios.

Cobalto (Co) Componente da vitamina B12; essencial para a produção de hemácias.

Carnes e laticínios.

Enxofre (S) Componente de muitas proteínas; necessário à atividade metabólica normal.

Carnes e legumes.

Ferro (Fe) Componente da hemoglobina, mioglobina e enzimas respiratórias.

Fígado, carnes, gema de ovo, legumes e verduras verdes.

Flúor (F) Componente dos ossos e dos dentes; proteção contra cáries.

Água fluorada.

Fosforo (P) Componente dos ossos e dentes; componente do ATP, do DNA e do RNA.

Leite e laticínios, carnes e cereais.

Iodo (I) Componentes dos hormônios da glândula tireóidea.

Frutos do mar, sal de cozinha iodado e laticínios.

Magnésio (Mg) Componente de coenzimas; necessário ao funcionamento de nervos e músculos.

Cereais integrais, vegetais verdes.

Potássio (K) Principal cátion do liquido intracelular; participa da contração muscular e do impulso nervoso.

Carnes, leite e frutas.

Sódio (Na)

Principal cátion do liquido extracelular; importante no balanço de líquidos do corpo; participa da contração muscular e do impulso nervoso.

Sal de cozinha e muitos tipos de alimentos.

PROTEÍNAS � São moléculas orgânicas formadas por AMINOÁCIDOS. Existem 20 tipos de

aminoácidos constituintes de proteínas: alguns deles, o organismo humano é capaz de sintetizar (AMINOÁCIDOS NATURAIS); outros devem ser captados pela alimentação (AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS).

� Formula geral de um aminoácido:

� Aminoácidos se unem quimicamente por LIGAÇÕES PEPTÍDICAS e

formam PEPTÍDIOS (dipeptídio, tripeptidio, etc., dependendo do numero de aminoácidos presentes). As proteínas são formadas por um ou vários POLIPEPTÍDIOS.

� Os tipos e a sequencia de aminoácidos na cadeia polipeptídica definem a

ESTRUTURA PRIMARIA da proteína, que é fundamental para sua atuação. As moléculas proteicas podem assumir conformações tridimensionais distintas: fala-se, então, em estrutura secundária, terciária e quaternária.

� As ENZIMAS são proteínas CATALISADORAS: aceleram as reações

químicas e são essenciais ao metabolismo. São exemplos de enzimas: lactase, amilase, pepsina (protease gástrica) e lipase, entre outras.

� A atividade de uma enzima é afetada por mudanças na temperatura e no pH. Cada enzima tem seu VALOR ÓTIMO de temperatura e pH, dentro dos quais sua capacidade de catálise é máxima.

� DESNATURAÇÃO é a perda da configuração tridimensional – e,

consequentemente, de função da molécula proteica, por alteração de temperatura, pH, etc.

� As proteínas, além do papel enzimático, desempenham outras funções, como a de TRANSPORTE (ex.: hemoglobina), ESTRUTURAL (ex.: colágeno e queratina), DEFESA (ex.: anticorpos), HORMONAL (ex.: insulina), CONTRAÇÃO (ex.: actina e miosina) e RESERVA ENERGÉTICA (ex.: ovo-albumina e caseína).

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� As enzimas são altamente ESPECIFICAS. Determinada enzima catalisa, em

geral, um único tipo de reação. A especificidade enzimática pode ser explicada pelo modelo chave-fechadura.

LIPÍDIOS � São moléculas orgânicas insolúveis em água, mas solúveis e solventes

orgânicos. São exemplos de lipídios: óleos, gorduras, ceras, colesterol, hormônios esteroides, fosfolipídios e carotenoides.

� Os FOSFOLIPÍDIOS são moléculas anfipáticas, isto é, tem uma parte polar (hidrofílica) e uma parte apolar (hidrofóbica). São componentes essenciais da membrana plasmática.

� Os lipídios participam da COMPOSIÇÃO DAS MEMBRANAS CELULARES, são PRECURSORES DA VITAMINA D e servem de RESERVA ENERGÉTICA, ISOLAMENTO TÉRMICO e IMPERMEABILIZAÇÃO. Alguns lipídios tem FUNÇÃO HORMONAL (como a testosterona, a progesterona e o estrógeno).

GLICIDIOS � São moléculas orgânicas também chamadas de carboidratos, ou açúcares.

� São classificados de acordo com o tamanho da molécula: os

MONOSSACARÍDEOS são os mais simples (ex.: GLICOSE, FRUTOSE, RIBOSE e DESOXIRRIBOSE); os DISSACARÍDEOS são formados por dois monossacarídeos (ex.: SACAROSE = glicose + frutose, MALTOSE = glicose + glicose, LACTOSE = glicose + galactose); e os POLISSACARÍDEOS são constituídos por vários monossacarídeos (ex.: AMIDO, CELULOSE, QUITINA, GLICOGÊNIO).

� São FONTE ENERGÉTICA (ex.: glicose), RESERVA ENERGÉTICA (ex.: amido e glicogênio), participam do REVESTIMENTO, PROTEÇÃO e SUSTENTAÇÃO (ex.: celulose e quitina).

ÁCIDOS NUCLEICOS � Há dois tipos de ácidos nucleicos o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o

RNA (ácido ribonucleico), constituídos por três tipos de componentes: GLICÍDIOS, ACIDO FOSFÓRICO e BASES NITROGENADAS. Esses componentes organizam-se em trios moleculares, chamados NUCLEOTÍDEOS.

� Os NUCLEOTÍDEOS unem-se por meio de LIGAÇÕES FOSFODIÉSTER que ocorrem entre o fosfato de um deles e a pentose de outro; formam-se assim cadeias polinucleotídicas.

� O DNA é uma molécula formada por duas cadeias de nucleotídeos (DUPLA-

HÉLICE). A ligação entre as duas cadeias se faz pelo pareamento das bases nitrogenadas: adenina com timina, citosina com guanina.

ATP � Quimicamente, o ATP (TRIFOSFATO DE ADENOSINA) é um nucleotídeo

que apresenta três fosfatos na molécula, em vez de apenas um. .

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� O ATP tem por função CAPTURAR A ENERGIA LIBERADA em reações

químicas (como a degradação de alimentos); ARMAZENÁ-LA em ligações moleculares e TRANSFERI-LA aos diversos processos orgânicos que exigem gasto energético. Ou seja, o ATP é que fornece ENERGIA para os processos celulares.

VITAMINAS � São substancias orgânicas que, embora sejam requeridas em pequenas

quantidades, são essenciais à manutenção da saúde. O organismo humano não é capaz de produzi-las, de modo que devem ser obtidas por meio da alimentação.

PRINCIPAIS VITAMINAS E SUAS FUNÇÕES NO ORGANISMO HUMANO

Vitamina Importância Deficiência Fontes

B1 (Tiamina)

Auxilia a quebra de carboidratos, mantem o tônus muscular e o funcionamento do sistema nervoso.

Perda de apetite, fadiga muscular, beribéri.

Cereais integrais, feijão, fígado.

B3 (Niacina)

Mantem o tônus muscular e nervoso e o bom funcionamento do sistema digestório.

Distúrbios digestivos, nervosismo extremo, pelagra.

Carnes magras, levedo de cerveja, ovos, fígado.

B12 (Cianocobalamina)

Essencial para a manutenção das hemácias e para a síntese de nucleotídeos.

Distúrbios nervosos, anemia perniciosa.

Carne, ovos, leite e derivados.

A (Retinol) Importante para o bom funcionamento da visão e dos pulmões.

Cegueira Noturna (Xeroftalmia)

Vegetais amarelos, gema de ovo.

D (Calciferol)

Atua no metabolismo do cálcio e do fosforo. Importante para a boa estrutura dos dentes e ossos.

Raquitismo, ossos fracos problemas dentais.

Óleo de fígado de bacalhau, gema de ovo, fígado.

E (Tocoferol) Promove a fertilidade Esterilidade masculina, aborto.

Carnes magras, laticínios, alface.

K (Filoquinona) Atua na coagulação do sangue.

Hemorragias. Vegetais verdes, tomate, castanha.

C (Ácido. Ascórbico)

Atua na produção de colágeno. Tem ação antioxidante, convertendo os radicais livres.

Escorbuto (hemorragia generalizada, queda dos dentes, intensa fraqueza).

Frutas cítricas (laranja, limão), acerola, caju, manga, banana, alface, rabanete, pimentão.

01. (MOBEX 2007) O colesterol tem papel central em muitos processos bioquímicos, no entanto é mais conhecido por associar-se a doenças cardiovasculares. O colesterol é insolúvel no sangue e, para ser transportado através da corrente sanguínea, ele se liga a lipoproteínas, LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL (lipoproteína de alta densidade). Com relação a essa molécula, é correto afirmar: (A) O colesterol endógeno é sintetizado no pâncreas e distribuído aos tecidos

através da corrente sanguínea. (B) O LDH colesterol retira o colesterol das artérias e leva para o fígado, onde

será convertido em bile. (C) O HDL colesterol retira LDL colesterol do sangue, transportando-o para o

fígado, onde será metabolizado. (D) Alimentos ricos em gordura são ricos em HDL colesterol. (E) Quanto maior a ingestão de colesterol exógeno, maior a produção de

colesterol endógeno. 02. (MOBEX 2007) O metabolismo de diferentes compostos orgânicos produzem resíduos nitrogenados, amônia, uréia e ácido úrico, que são excretados pelos diferentes grupos de animais. Esses resíduos são originados a partir de (A) aminoácidos e lipídios (B) proteínas e carboidratos (C) carboidratos e lipídios (D) proteínas e ácidos nucléicos (E) ácidos nucléicos e carboidratos 03. (MOBEX 2008) As macromoléculas celulares são proteínas, carboidratos e ácidos nucléicos, formadas por ligação covalente entre as unidades, chamadas de monômeros, que são, respectivamente, (A) aminoácidos, açúcares e nucleotídeos. (B) vitaminas, sais minerais e aminoácidos. (C) nucleotídeos, glicose e aminoácidos. (D) vitaminas, glicose e aminoácidos. (E) glicose, nucleotídeos e aminoácidos. 04. (MOBEX 2008) A membrana celular das células animais apresenta externamente um envoltório denominado de glicocálice, que desempenha funções como: inibição de crescimento por contato, adesão e reconhecimento celular, e determinação de grupos sanguíneos, entre outras. O glicocálice é constituído de (A) proteinas, lipídios e DNA. (B) proteínas, glicídios e topoisomerases. (C) glicídios, lipídios e proteínas. (D) glicídios, lipídios e RNA. (E) glicídios, lipídios e celulose. 05. (MOBEX 2008) LONDRES - O "homem do gelo", múmia de 5.300 anos descoberta em 1991 nos Alpes italianos, não tem descendentes em nossos dias, segundo estudo publicado pela revista científica "Current Biology". De acordo com as pesquisas, Ötzi, cujo corpo é exposto desde 1998 no museu de Bolzano, no norte da Itália, foi gravemente ferido por uma flecha e possivelmente morto com um golpe na cabeça. A frase em negrito significa que (A) ocorreu mudança no número de cromossoma. (B) as proteínas estudadas apresentam a mesma seqüência de aminoácidos. (C) o DNA analisado revelou padrão de haplótipos diferentes do das populações

atuais. (D) o DNA analisado é compatível com o das populações atuais. (E) a análise de RNAm revelou a mesma seqüência de aminoácidos. 06. (MOBEX 2008) Na população humana uma dieta equilibrada tem que conter proteínas como fonte de aminoácidos, para que novas proteínas sejam sintetizadas. A absorção direta de proteínas não ocorre porque: (A) a membrana plasmática não degrada a celulose. (B) as proteínas são lipossolúveis não atravessando a membrana plasmática

facilmente. (C) as proteínas, no estômago, poderiam ser reconhecidas como invasoras. (D) as proteínas, quando degradadas em nucleotídios, passam facilmente pela

membrana plasmática.

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(E) as proteínas não são facilmente absorvidas através da membrana plasmática

enquanto seus monômeros são. 07. (MOBEX 2009) As proteínas desempenham diferentes funções, tais como suporte estrutural, catálise, proteção, dentre outras. As proteínas são polímeros em que: (A) a estrutura primária é dada pela sequência de nucleotídios. (B) a estrutura secundária é dada pela sequência linear de aminoácidos. (C) a estrutura secundária é formada por pontes de hidrogênios entre os

aminoácidos. (D) a estrutura terciária depende das interações das pontas amina e carboxila. (E) os aminoácidos são unidos por ligações fosfodiéster. 08. (MOBEX 2009) Os estudos de Chargaff contribuíram para a elucidação do modelo da dupla hélice de DNA, uma vez que em diferentes organismos foi observado que a quantidade das bases correspondia a: (A) a + t = g + c (B) a + t/g + c = 1 (C) a + g = t + c (D) a = t = g = c (E) a + c ≠ t + g 09. (MOBEX 2010) Na composição química de uma célula existem componentes orgânicos e inorgânicos. Podemos citar como exemplo desses componentes, respectivamente (A) os sais minerais e as proteínas. (B) os sais minerais e a água. (C) a água e os lipídios. (D) as proteínas e os lipídios. (E) os lipídios e os sais minerais. 10. (MOBEX 2010) A mandioca (Manihot esculenta) é uma excelente fonte de carboidratos, que estão armazenados principalmente em suas raízes, na forma de: (A) glicose. (B) maltose. (C) amido. (D) sacarose. (E) glicogênio. 11. (MOBIN 2011) Uma planta de milho transpira quantidade de água maior que seu peso. A transpiração é importante, pois só ocorre quando os estômatos estão abertos, o que permite assimilado por meio da fotossíntese. Contudo, o fenômeno transpiratório também permite à regularem sua temperatura, impedindo o aquecimento exagerado das folhas, que devem ficar expostas à sol. Isso ocorre porque a água apresenta: (A) alto calor latente de vaporização. (B) baixo calor específico. (C) alto calor específico. (D) adesão entre suas moléculas (E) baixo calor latente de fusão. 12. (MOBEX 2011) Os polissacarídeos amido e a celulose diferem pelo tipo de ligação α e β respectivamente, o que faz com que apresentem propriedades diferentes na célula. Com relação a esses polissacarídeos, é correto dizer que: (A) o amido é facilmente degradado em decorrência de suas ligações peptídicas. (B) a celulose, principal componente da parede celular das plantas, fornece os

aminoácidos necessários para a síntese de proteínas. (C) o amido é um excelente material estrutural. (D) o amido auxilia nas reações produzindo nucleotídeos. (E) a celulose protege a estrutura da célula. 13. (MOBEX 2011) Os ribossomos são organelas celulares responsáveis pela síntese de proteínas; logo realizam as ligações dos: (A) nucleotídeos. (B) aminoácidos. (C) açúcares. (D) lipídios. (E) carboidratos. 14. (MOBEX 2011) Em mulheres grávidas, o cansaço e a falta de ar são reclamações constantes nos consultórios. Nesses casos, o médico recomenda uma dieta rica em gema de ovo, fígado e vegetais verdes, porque esses alimentos atuam na oxigenação sanguínea e contêm: (A) potássio, que melhora a contração muscular. (B) cálcio, que é importante na coagulação do sangue. (C) flúor, que atua na formação dos ossos do embrião. (D) fósforo, que é importante na constituição do DNA e do RNA.

(E) ferro, que constitui a hemoglobina. 15. (MOBIN 2009) A vitamina D regula os níveis de cálcio do sangue e ossos enquanto a vitamina C fortalece o sistema imunológico, combate radicais livres e aumenta a absorção do ferro pelo intestino. A diminuição das concentrações dessas vitaminas no organismo humano causa (A) raquitismo e beribéri. (B) nanismo e escorbuto. (C) raquitismo e osteoporose. (D) osteoporose e escorbuto. (E) osteoporose a anemia perniciosa. 16. (MOBEX 2010) A molécula do ácido ribonucléico (RNA) é constituída por: (A) uma cadeia de polipeptídios unidos por ligações peptídicas. (B) duas cadeias de polipeptídios formando uma dupla hélice. (C) uma cadeia de polinucleotídeos unidos por ligações fosfodiester. (D) uma cadeia de polinucleotídeos unidos por pontes de hidrogênio. (E) duas cadeias de bases nitrogenadas unidas por ligações peptídicas. 17. (UFPA) As células precisam de energia para manter-se vivas. No caso dos organismos heterótrofos, essa energia é fornecida pelos alimentos ingeridos. Após a digestão dos alimentos, os carboidratos, proteínas e lipídios são degradados em seus elementos constituintes e distribuídos para as células do organismo. Sobre os papéis que cada uma dessas substâncias exercem na estrutura e no funcionamento das células e dos organismos, é correto afirmar: (A) Os carboidratos são a maior fonte de energia para os seres vivos. As

proteínas servem como material de reserva de energia. Os lipídios compõem quimicamente os ácidos nucléicos.

(B) As proteínas e os lipídios são componentes estruturais das células. Os carboidratos constituem os hormônios, tais como insulina e FSH.

(C) As proteínas e os lipídios participam da composição das membranas celulares. Os carboidratos têm função energética e estrutural, tais como glicose e celulose respectivamente.

(D) Os carboidratos e proteínas participam dos mecanismos de movimentação celular. Os lipídios constituem os anticorpos e a hemoglobina.

(E) As proteínas e lipídios compõem quimicamente os ácidos nucléicos. Os carboidratos constituem as vitaminas, tais como A e D.

18. (UFPA) Nos últimos anos, o açaí vem-se destacando no cenário nacional como uma bebida energética, muito consumida por esportistas, principalmente halterofilistas, que consomem grandes quantidades de calorias durante os treinamentos. Seu alto valor calórico é devido a elevados teores de lipídios. Além da função energética, os lipídios são importantes por serem: (A) substâncias inorgânicas que participam de reações químicas mediadas por

enzimas. (B) moléculas orgânicas constituintes das membranas celulares e atuarem como

hormônios. (C) peptídeos constituintes dos ácidos nucléicos. (D) oligossacarídeos indispensáveis à formação da membrana plasmática. (E) compostos estruturais da parede celular vegetal. 19. (UFPA) A fotossíntese realizada pelas plantas transforma água e CO2 em açúcares. Os açúcares produzidos são utilizados na síntese de todas as substâncias orgânicas necessárias ao seu metabolismo, e, entre essas substâncias, destacam-se os ácidos nucléicos (RNA e DNA), que são constituídos de: (A) Pentoses e trioses. (B) Hexoses e bases nitrogenadas. (C) Bases nitrogenadas e trioses. (D) Pentoses e bases nitrogenadas. (E) Hexoses e fosfato.