Bioqumica Celular

Bioqumica celularPara iniciar o estudo das clulas (citologia) devemos primeiramente ter uma noo das estruturas bsicas da clula ou as estruturas qumicas que a clula possui.Desde o descobrimento das clulas o ser humano se preocupa em classific-la e assim as estruturas qumicas das clulas so divididas em dois grandes grupos:substancias inorgnicas:gua e sais minerais.Substancias orgnicas:vitaminas, carboidratos, lipdios, protenas e cidos nuclicos.Vamos estud-las separadamente para facilitar o entendimento.Substncias inorgnicasgua a substancia mais abundante no planeta terra. A molcula de gua composta de dois tomos de hidrognio e um de oxignio, interligados por ligao covalente. Uma propriedade exclusiva da gua a coeso de suas foras que fazem com que essa substancia seja fluida tornando-a forma de acordo com o recipiente. Essa coeso responsvel pela tenso superficial, que permite a alguns insetos pousar na superfcie da gua.A gua considerada o solvente universal, pois tem grande fora de adeso, ou seja, a unio de molculas polares. As substancias que se dissolvem na gua so chamadas de hidroflicas e as que no dissolvem so chamadas hidrofbicas.A gua participa da maioria das reaes qumicas e essa reao pode ser feita de duas maneiras:Raes de sntese por desidratao: por perda de gua. Quando na unio h a liberao de uma molcula de gua.Reaes de hidrlise: a molcula quebrada em duas e nesse processo h a entrada de molcula de gua.Sais mineraisComo j diz o nome so os sais extrados de minrios, eles tm funo esqueltica ou estrutural. So dissolvidos em gua e so fundamentais ao metabolismo celular.Observe os principais sais minerais:onPrincipais funesFontes alimentares

ClcioFaz parte da formao e da manuteno dos ossos e dentes.Leite e derivados

FerroComponente da hemoglobinaCarnes e leguminosas

ZincoConstituinte das enzimas, clulas com muitas funes dentro do organismo.Carnes e ovos

CloroParticipa da regulao e do equilbrio hdricoSal comum de cozinha

PotssioParticipa do processo de contrao muscular e da sntese de glicognio.

Substancias orgnicasVitaminasAs vitaminas so substancias orgnicas essenciais para o metabolismo das clulas. Quimicamente podemos dizer que as vitaminas so dissolvidas em dois tipos de substancias: existem as vitaminas hidrossolveis, que dissolvem em gua, e as lipossolveis, que so dissolvidas em lipdios. Existem muitas variedades de vitaminas, portanto, sero apresentadas apenas algumas mais faladas:HidrossolveisVitaminasPrincipais fontesSintomas de sua deficincia

BCarnes, ovos e laticnio.Anemia, distrbios no sistema nervoso.

CFrutas, verduras e legumes.Escorbuto

LipossolveisDLaticnio, ovo, vegetal e raios solares.Raquitismo e enfraquecimento dos ossos

ETrigo, cereais e ovo.Anemia e esterilidade

CarboidratosOs carboidratos tambem chamados de glicdios, de hidratos de carbono ou aucares so divididos em trs grupos:1.Monossacardeos: so os carboidratos mais simples, sua forma geral composta da seguinte maneira:(CH2O) Por isso so chamados de hidratos de carbono, tem gua e carbono em sua formula. De acordo com o numero de n de cada monossacardeo recebe um nome especifico observe:Trioses: com trs tomos de carbono (C3H6O3)Tetroses: com quatro tomos de carbono (C4H8O4)Pentoses: com cinco tomos de carbono (C5H10O5)Hexoses: com seis tomos de carbono (C6H12O6)Dentre as principais pentoses existentes destacam a ribose e desoxirribose que participam da sntese dos cidos nuclicos. Dentre as hexoses destacam a frutose e a glicose importantes fontes de energia.2. Dissacardeos: a unio de dois monossacardeos, um exemplo a sacarose, a unio da glicose com a frutose. Nessa reao de unio ocorre a sntese por desidratao, onde a liberao de uma molcula de gua. Inversamente, para quebrar uma molcula de dissacardeo devemos utilizar a quebra p hidrolise, entrada de uma molcula de gua em uma substancia. importante lembrar que para o corpo utilizar a fonte de energia de um dissacardeo, ele tem que quebrar suas molculas por meio da hidrolise. So solveis em gua.3. polissacardeos: so formados por varias molculas de monossacardeos, formando imensas cadeias de energia. Eles so insolveis gua e assim so extremamente importantes para o metabolismo do organismo, pois servem com fonte de energia fixa e tambem de componentes estruturais das clulas.Principais polissacardeos

PolissacardeosEstruturaisCeluloseO mais abundante na natureza, encontrado nas plantas fazendo parte de sua parede celular.

QuitinaFormado por glicose e encontrado nas paredes celulares dos fungos

PolissacardeosEnergticosAmidoEncontrado nas plantas e alguns protistas. Tem funo de reserva

GlicognioEncontrado nos fungos e nos animais. tem funo de reserva.

LipdiosAbrangem uma grande variedade de funes e se caracterizam por serem insolveis em gua. Observe os seguintes grupos de lipdios:1. CarotenidesSo aqueles que atuam como pigmentos acessrios nas plantas no momento da fotossntese. Existem dois grupos de carotenides: o caroteno e as xantofilas. Existem ainda aqueles que atuam na alimentao humana e tem funo de renovar as clulas da pele e de evitar a cegueira.2. TriglicerdeosSo representados pelos leos e pelas gorduras e formados pela unio de trs molculas de acido graxo com glicerol. Sua decomposio feita por hidrolise, onde h a separao dos cidos graxos.Os leos so encontrados em plantas e raramente em animais. J as gorduras so encontradas facilmente em animais, acumulando em clulas adiposas tendo funo de reserva energtica e proteo com a perda de calor.Os cidos graxos so divididos em dois grupos:Saturados: formam a gordura animal e fica armazenada nas clulasInsaturados: formam os leos presentes nas plantasAlguns cidos graxos so considerados essenciais, pois no h a produo dele no organismo, sendo assim que devemos obt-lo por meio da alimentao.3. fosfolipdiosSo formados por duas molculas de acido graxo contendo fosfato e uma molcula de glicerol. Um grande exemplo desse subgrupo a membrana plasmtica que formada por duas camadas de fosfolipdios com protenas imersas, o que chamada de camada lipoprotica. Uma caracterstica exclusiva que metade da substancia solvel a gua (hidroflica) e outra metade no solvel a gua (hidrofbica).Essa camada da membrana plasmtica tem uma particularidade, as suas dimenses so fluidas, ou seja, permitem a passagem de substancias e depois ela fechada como se fosse uma porta.4. CerdeosSo as ceras em geral. Tm a importncia de impermeabilizao da superfcie de frutos, folhas com o objetivo de evitar a perda de gua.5. EsteridesSo os lipdios relativamente complexos, destacando o colesterol abundante nos tecidos animais. Ele tem varias funes dentro do organismo e em quantidade normal faz bem a sade, mas em excesso pode trazer prejuzos e acarretar doenas. Nas plantas e fungos no existe o colesterol e sim outros esterides com a mesma funo.ProtenasSo macromolculas formadas basicamente de aminocidos. Esses tm em resumo, molculas de carbono, nitrognio, oxignio e hidrognio. As protenas tm diversas funes dentro do organismo e em geral podemos dizer que elas tm funo energtica e estrutural. Exemplos de protenas so as enzimas, responsvel pela acelerao das reaes qumicas, os anticorpos, responsveis pela defesa do organismo.Aminocidos:como o nome j diz, os aminocidos possuem dois grupos em sua estrutura qumica: o grupo amina (NH2) e o grupo cido (COOH). Esse grupamento est ligado ao mesmo carbono que est ligado com o hidrognio e um radical que varia de aminocido para aminocido. As clulas vegetais sintetizam todos os vinte aminocidos necessrios sobrevivncia, j os animais no sintetizam precisando assim ingeri-los por meio da alimentao. Desse modo obtemos o seguinte conceito: os aminocidos presentes naturalmente no organismo so chamados de naturais e os que precisamos ingerir so chamados de essenciais.Ligao peptdica: a ligao que une aminocidos, caracterizada pela juno do grupo amina de uma, aminocido com o grupo carboxila (acido) de outro aminocido. Essas ligaes podem ser quebradas por meio de hidrolise voltando as molculas ao estado inicial. Dois aminocidos em uma ligao so chamados de dipeptideo, j a ligao com vrios aminocidos chamada de polipeptdio, como o caso da albumina, do ovo e a hemoglobina do sangue.Estrutura da protena:as protenas so colocadas de diversas formas e segundos elas, determinam as funes e tambm a sua forma geomtrica. Uma protena em que se parece com um fio esticado esta em sua forma primria e assim as mesmas protenas com os dobramentos vo caracterizando as estruturas secundaria, terciria e quartenria. Fica evidente a percepo quando uma protena muda sua funo quando se muda sua forma, onde mudando uma substancia na hemoglobina, ela prejudica seu funcionamento podendo at ser letal ao ser. Esse processo de mudana da forma da protena pode ocorrer por desnaturao podendo at ser irreversvel.Classificao:podem ser classificadas em simples e conjugadas, onde a nica diferena entre as duas que a simples composta por apenas um aminocido e a conjugada tem outros componentes como o caso da hemoglobina que tem molculas de ferro em sua estrutura.Principais protenas:dentre as principais podemos destacar a insulina, a albumina, a queratina, o colgeno dentre outras.EnzimasEm geral, as reaes qumicas dentro do organismo so muito lentas e nem sempre ideal para a sobrevivncia do ser. A soluo para esse grande problema seria o aumento da temperatura, mas no seria ideal porque assim as protenas seria tambem desnaturadas. Portanto nos organismos existem protenas extremamentes importantes para o metabolismo em que aumentam a velocidade das reaes qumicas dentro do organismo sem elevar a temperatura, alm disso, so partculas intactas, em que ao exercerem a sua funo continuam da mesma forma. Outra caracterstica das enzimas que elas so muito especificas e que prevalece a teoria da chave-fechadura onde as enzimas tm o formato ideal que encaixa perfeitamente no substrato em se quer fazer reao. Um dos fatores que influenciam diretamente na atividade das enzimas o pH ou ndice de acidez do organismo, em que se esse no for favorvel ao desenvolvimento da enzima ela pode se tornar inativa.Os cidos nuclicosBasicamente existem dois tipos de cidos nuclicos: o acido desoxirribonuclico (DNA) e o acido ribonuclico (RNA). O DNA o principal constituinte dos cromossomos e o RNA o responsvel pela sntese das protenas. Tanto o DNA quanto o RNA so formados por nucleotdeos e cada uma dessas molculas formada por: fosfato, acar (RNA ou DNA) e base nitrogenada.As bases nitrogenadas podem ser:Pricas: adenina e guaninaPirimdicas: timina, citosina e uracila.Observe o quadro:DNARNA

Bases pricasAdeninaGuaninaAdeninaGuanina

Bases pirimdicasCitosinaTiminaCitosinaUracila

PentoseDesoxirriboseRibose

Seres vivos:So compostos por:

- Substncias inorgnicas: gua e sais minerais.- Substncias orgnicas (possuem o carbono como elemento principal): carboidratos, lipdios, protenas, cidos nuclicos e vitaminas.

Composio qumica aproximada da matria viva:- 75 a 85% de gua- 1% de sais minerais- 1% de carboidratos- 2 a 3% de lipdios- 10 a 15% de protenas- 1% de cidos nuclicos

Reproduo- a capacidade que tm os seres vivos de originar novos indivduos semelhantes a eles. Pode ser: sexuada (gmica) ou assexuada (agmica).

Evoluo - a transformao gradual de grupos de organismos ao longo do tempo, dando origem a novas espcies.

Metabolismo- o conjunto de processos qumicos responsveis pela transformao e utilizao da matria e da energia pelos organismos. Apresenta duas etapas: anabolismo (processos de sntese) e catabolismo (processos de degradao ou anlise).

Organizao celular- Com exceo dos vrus, todos os seres vivos so formados por clulas.

De acordo com o tipo de clula os seres vivos podem ser:

- Procariontes- Possuem clulas procariotas, isto , com membrana celular, citoplasma e nucleide. Ex.: bactrias, algas azuis ou cianofceas.

-Eucariontes- Possuem clulas eucariotas, isto , com membrana celular, citoplasma e ncleo. Ex.: fungos, plantas e animais.

-Diferenciao celular- Ocorre nos seres multicelulares. As clulas sofrem modificaes dando origem a grupos de clulas com formas variadas, cada qual adaptada ao exerccio de uma determinada funo.

Classificao dos seres vivos

So cinco reinos:

Moneras. Seres unicelulares (formados por uma nica clula) procariontes (clulas sem ncleo organizado). O material hereditrio constitudo por cido nuclico no citoplasma. So as bactrias e as cianfitas (algas azuis), antes consideradas vegetais primitivos.

Protistas.Seres unicelulares eucariontes (que possuem ncleo individualizado). Seu material gentico est organizado nos cromossomos, dentro do ncleo. Representados por protozorios, como a ameba, o tripanossomo (causador do mal de Chagas) o plasmdio (agente da malria), que at a metade do sculo XX eram considerados animais primitivos.

Fungos.Seres eucariontes uni e pluricelulares como as leveduras, o mofo e os cogumelos. J foram classificados como vegetais, mas sua membrana possui quitina, molcula tpica dos insetos e que no se encontra entre as plantas. So hetertrofos (no produzem seu prprio alimento), por no possurem clorofila.

Plantas.So os vegetais, desde as algas verdes at as plantas superiores. Caracterizam-se por ter as clulas revestidas por uma membrana de celulose e por serem auttrofas (sintetizam seu prprio alimento pela fotossntese). Existem cerca de 400 mil espcies de vegetais classificados

Animais.So organismos multicelulares e hetertrofos (no produzem seu prprio alimento). Englobam desde as esponjas marinhas at o homem, cujo nome cientfico Homo sapiens.veja:a classificao dos seres vivosPrincipais componentes da clula animal

Membrana-Formada por uma dupla camada de fosfolipdios, bem como por protenas espaadas e que podem atravessar de um lado a outro da membrana. Algumas protenas esto associadas a glicdios, formando as glicoprotenas. Controla a entrada e a sada de substncias.

Fosfolipdios -Fosfato (PO4-3) associado a lipdios (gorduras) - So os principais componentes das membranas celulares. A regio do fosfato ("cabea") se encontra eletricamente carregada (regio polar) enquanto que as duas cadeias de cidos graxos (pertencentes ao lipdio) no apresentam carga eltrica (regio apolar).

Glicoprotenas-Associao de protenas com glicdios (acares) presentes nas clulas animais em geral. Os glicdios recobrem as clulas como "plos" protegendo-as contra agresses do meio ambiente e retendo substncias, como nutrientes e enzimas, constituindo o glicoclix.

Retculo endoplasmtico (RE)-Atua como transportador de substncias. H duas formas: O R.E. liso, onde h a produo de lipdios, e o R.E. rugoso, onde se encontram aderidos a sua superfcie externa os ribossomos, sendo local de produo de protenas, as quais sero transportadas internamente para o Complexo de Golgi.

Mitocndria-Organela formada por duas membranas lipoproticas. Dentro delas se realiza o processo de extrao de energia dos alimentos que ser armazenada em molculas de ATP (adenosina trifosfato). o ATP que fornece energia necessria para as reaes qumicas celulares.

Lisossomo-Estrutura que apresenta enzimas digestivas capazes de digerir um grande nmero de produtos orgnicos. Realiza a digesto intracelular. importante nos glbulos brancos e de modo geral para a clula j que digere as partes desta (autofagia) que sero substitudas por outras mais novas, o que ocorre com freqncia em nossas clulas.

Complexo de Golgi-So bolsas membranosas e achatadas, que podem armazenar e transformar substncias que chegam via retculo endoplasmtico; podem tambm eliminar substncias produzidas pela clula, mas que iro atuar fora dela (enzimas por exemplo). Produzem ainda os lisossomos.

Centrolos-So estruturas cilndricas, geralmente encontradas aos pares. Do origem a clios e flagelos (menos os das bactrias), estando tambm relacionados com a formao do fuso acromtico.

Principais componentes da clula vegetal

Cloroplasto-Organela formada por duas membranas e por estruturas discoidais internas. a sede da fotossntese, pois contm molculas de clorofila que capturam a energia solar e produzem molculas como glicose, utilizada pelas mitocndrias para a gerao de ATP.

Parede celulsica-Constituda por celulose (polissacardio) e tambm por glicoprotenas (acar + protena), hemicelulose (unio de certos acares com 5 carbonos) e pectina (polissacardio). A celulose forma fibras, enquanto as outras constituem uma espcie de cimento; juntas formam uma estrutura muito resistente.

Vacolo-Estrutura derivada do retculo endoplasmtico que pode conter lquidos e pigmentos, alm de diversas outras substncias.