composiÇÃo quÍmica da cÉlula

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COMPOSIO QUMICA DA CLULA GUA: a substncia mais abundante em todos os seres vivos. FUNES DA GUA: - Dissolve as substncias qumicas da clula, possibilitando as reaes qumicas (solvente universal). - Regula a temperatura da Terra e dos seres vivos: tem alto calor especfico (precisa de muito calor para elevar sua temperatura de um grau e libera muito calor ao esfriar). Tem alto calor de evaporao: para evaporar a gua rouba muito calor do corpo. Molcula da gua: Apesar de ser feita por dois H e um O, ligados por ligaes covalentes, os pares de eltrons ficam mais tempo do lado do tomo de O, deixando-o parcialmente negativo, enquanto os tomos de H, cujo ncleo muito pequeno, fica pouco tempo com o par de eltrons e por isto tem carga parcialmente positiva. A molcula de gua ento um DIPOLO ELTRICO. Devido a polaridade eltrica a molcula da gua consegue dissolver substncias polares (com carga eltrica) ou hidrfilas, mas repele as substncias apolares (sem carga eltrica) ou hidrfobas. Ainda devido as cargas eltricas, uma molcula de gua atrai outra e assim se mantm unidas por meio de pontes de H. Para a gua passar ao estado gasoso estas pontes devem ser rompidas e por isto a gua necessita de muito calor de vaporizao. A quantidade de gua varia nos seres vivos de acordo com: a) IDADE: indivduos mais jovens tm maior teor de gua. Tem metabolismo maior. b) METABOLISMO: organismos e rgos com mais metabolismo tem maior teor de gua. Jovens tm mais metabolismo e mais gua do que organismos mais velhos. Crebro tem alto metabolismo (85% de gua); ossos tm metabolismo mais baixo (30% de gua). c) ESPCIE: h espcies com elevado teor de gua e outros com baixo teor de gua. gua-viva mais de 90% de gua.

ONS: (Sais minerais): Os sais minerais existem nas clulas na forma de ons. Quando colocados na gua, os sais se dissociam (separam os ons) e assim que eles existem nas clulas. Citaremos as funes dos principais ons: Na; Cl; K: estes ons so responsveis pelas cargas eltricas das membranas da clula, mantendo assim o funcionamento normal destas clulas.

Participam da reteno da gua nas clulas e seres vivos: formam a Presso osmtica das clulas ou dos seres vivos. P e Ca: estes ons andam muito juntos; O P aparece na forma de fosfatos, formando molculas de ATP (trifosfato de adenosina) especializadas em armazenar energia nas clulas. O P entra tambm na composio dos cidos nuclicos e de protenas. O Clcio, alm de estar junto do fosfato responsvel por ativar uma srie de enzimas que so responsveis pelas reaes qumicas nas clulas; entra tambm na formao dos ossos. Fe: importante na formao da hemoglobina (protena que deixa vermelho o sangue); esta protena participa do transporte de oxignio e gs carbnico nos seres vivos. Mg: importante na composio da clorofila.

CARBOIDRATOS HIDRATOS DE CARBONO - GLICIDIOS OU ACARES: So compostos orgnicos feitos de C, H e O, sendo que H e O entram na mesma proporo em que se encontram na gua. Sua frmula geral pode ser expressa: Cn(H2O)n. O n tem valor varivel de acordo com o tamanho das molculas. Carboidratos tambm so chamados de glucdios ou glcides ou acares embora nem todos sejam doces. CLASSIFICAO DOS CARBOIDRATOS: a) Monossacardeos b) Oligossacardeos (Dissacardeos) c) Polissacardeos MONOSSACARDEOS OU OSES: so os carboidratos mais simples e de menores molculas. So classificados de acordo com o nmero de tomos de carbono. Assim temos: TRIOSES: se tiverem 3 C TETROSES: com 4 C PENTOSES: com 5 C. As principais pentoses so RIBOSE E DESOXIRRIBOSE. HEXOSES: com 6 C. Sua frmula geral : C6H12O6. As principais Hexoses so: Glicose, Frutose e Galactose. RIBOSE: C5H10O5; importante, pois entra na composio do cido ribonuclico (RNA)

DESOXIRRIBOSE: C5H10O4. derivado da ribose por dexosiginao (perda de O). importante porque entra na composio do DNA (cido desoxirribonuclico) que o material gentico dos seres vivos. GLICOSE: a hexose mais importante. a substncia energtica (combustvel) das clulas por excelncia. o primeiro produto da fotossntese. Entra na composio de todos os dissacardeos e polissacardeos. encontrado em estado puro como o acar da uva. ligeiramente doce.

FRUTOSE: o acar das frutas em geral. bem doce. GALACTOSE: Entra na composio da lactose, que o acar do leite.

OLIGOSSACARDEOS OU OSIDEOS: Oligossacardeos so os carboidratos feitos pela unio de poucas molculas de monossacardeos (At no mximo 10 monossacardeos). Os oligossacardeos principais so os DISSACARDEOS. DISSACARDEOS: resultam da ligao entre duas molculas de monossacardeos por meio de uma ligao OSDICA, na qual h perda de gua. Os principais dissacardeos so: Sacarose ou Sucrose, Lactose e Maltose. SACAROSE: o acar encontrado na cana ou beterraba como reserva energtica. Resulta da unio entre uma glicose e uma frutose: C6H12O6 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O.

LACTOSE: acar encontrado no leite. Resulta da ligao osdica entre uma glicose e uma galactose. A equao ser igual a da sacarose. MALTOSE: o acar do malte. Resulta tambm da digesto do amido. formado pela ligao osdica entre duas glicoses. levemente adocicada.

POLISSACARDEOS; POLISSACARDEOS: Polissacardeos resultam da ligao osdica de muitas molculas de monossacardeo. So molculas grandes ou MACROMOLCULAS tambm denominadas POLMEROS. Polmeros so macromolculas constitudas pela ligao de grande nmero de molculas pequenas denominadas MONMEROS. Os principais polissacardeos so: AMIDO, GLICOGNIO E CELULOSE. AMIDO: a substncia de reserva vegetal. Sua molcula feita pela ligao osdica de muitas molculas de glicose: (de 500 a 15.000). Pela fotossntese os vegetais produzem a glicose. Se ficasse na forma de glicose seria oxidada e exigiria muiita gua para ser armazenada. As glicoses nos rgos de reserva so ligadas e formam amido.

O amido branco, insolvel em gua. Em gua quente forma um grude (cola). Reage com o iodo e fica azul escuro ou roxo. GLICOGNIO: o polissacardeo de reserva animal. Tem a mesma formula do amido, mas sua molcula pode ser muito maior. Fica armazenado no fgado (at 10% do seu peso) ou nos msculos (at 2% de seu peso). a substncia de reserva animal. A glicose que resulta da digesto do amido de nosso alimento armazenada em forma de glicognio para ser usado nos intervalos entre as refeies.

CELULOSE: Resulta da ligao osdica entre -glicoses. Forma a parede celular das clulas vegetais dando-lhes resistncia. Aparece em forma de fibras. insolvel em gua, lcool, cidos, bases. Animais pluricelulares no produzem enzimas para digerir a celulose. Apenas certos protozorios, bactrias e fungos conseguem digerir a celulose. A celulose usada no fabrico do papel. Celulose considerada o polissacardeo mais abundante na natureza.

LIPIDIOS Lipdios so um grupo muito variado de substncias orgnicas. Por este motivo no possvel uma definio. Citamos as suas propriedades em vez da definio. So substncias orgnicas insolveis em gua e solveis em solventes orgnicos, como o lcool, xilol, benzol, clorofrmio... Os lipdios mais conhecidos so GLICERDIOS, CERDEOS, ESTERIDES E FOSFOLIPDIOS. GLICERDIOS: so os leos (lquidos) e gorduras (slidas). Do ponto de vista qumico, tanto leos quanto gorduras contm em suas molculas: glicerol + cidos graxos. Glicerol: um lcool com 3C na molcula. Acido graxo: uma molcula grande em cuja extremidade fica um grupo COOH (carboxila) que cido. Alm disto, h uma longa cadeia de carbonos ligados unicamente a H. esta parte do cido graxo no tem carga eltrica e por isto insolvel na gua. A ligao entre um glicerol e um cido graxo chama-se ligao ster (esterificao). Nesta reao h sada de gua. Se um glicerol esterificar com um cido graxo falamos de MONOGLICERDEO. Se um glicerol esterificar com 2 cidos graxos fala-se em DIGLICERDEO. Se um glicerol esterificar com 3 ckidos graxos, falamos em TRIGLICERDEOS OU TRIGLICRIDES. Os triglicerdeos so os leos vegetais e as gorduras animais. ACIDO GRAXO SATURADO: se entre os tomos de C s houver ligaes simples denominamos o cido graxo de saturado. Estes se encontram no estado slido a temperatura ambiente. So mais difceis de digerir. ACIDO GRAXO INSATURADO: se entre os C do cido graxo houver pelo menos uma dupla ligao, falamos que um cido graxo insaturado. As duplas ligaes so mais fracas e fazem a molcula dobrar. Com isto estas substncias so lquidas na temperatura ambiente.

TRIGLICERDEO = 1 GLICEROL = 3 CIDOS GRAXOS. cido palmtico e cido esterico so cidos graxos saturados e o cido olico insaturado. Quanto mais cidos graxos insaturados houver mais lquido ser o lipdio.

Os glicerdeos funcionam na clula como reserva energtica secundria, sendo usados somente aps os carboidratos. Funcionam tambm como isolantes trmicos e mecnico (logo abaixo da pele de animais de sangue quente). CERIDEOS: so as ceras de animais (abelha, de ouvido) ou vegetais (couve, bananeira, inhame..) impermeabilizam. So feitos de cidos graxos e um lcool de cadeia longa (at 16 tomos de C). ESTERIDES: so um tipo de lipdio diferente dos glicerdeos e ceras. Apresentam uma estrutura de anis de tomos de C. Um esteride importante o COLESTEROL que entra na composio da membrana das clulas e a matria prima para a produo de substncias reguladoras do organismo chamadas HORMNIOS, como os hormnios sexuais e da adrenal.

FOSFOLIPDEOS: so denominados lipdios complexos, pois tem na sua frmula o P, alm de C, H e O. Entram na composio da membrana plasmtica.

Estes lipdios tambm so fosfoglicerdeos, pois so feitos de glicerol + 2 cidos graxos + 1 cido fosfrico (fosfato), podendo conter outras molculas ainda. Estes lipdios apresentam uma extremidade da molcula (com fosfato) com carga eltrica e a outra extremidade (com cidos graxos) sem carga eltrica, portanto APOLAR. Estas molculas so chamadas ANFIPTICAS: com uma extremidade polar e outra apolar ou hidrfoba

PROTEINAS: Protenas so substncias orgnicas quaternrias, pois so feitas de 4 elementos qumicos: CHON. As protenas so produzidas pelas clulas sob orientao direta do material gentico e por sua vez as protenas controlam a produo e degradao das outras substncias das clulas. Protenas tambm podem ser definidas como polmeros de aminocidos unidos por ligaes peptdicas. Os aminocidos so pequenas molculas que em sua frmula possuem um C denominado . Neste carbono esto ligados 4 grupos qumicos diferentes: um H; um grupo amina (NH2); um grupo carboxila (-COOH); e um grupo R: que a parte diferente de cada aminocido. As protenas dos seres vivos usam apenas 20 tipos de aminocidos. O grupo NH2 bsico, portanto +; o grupo COOH cido, portanto -.

Frmula geral dos aminocidos

Dois aminocidos fazendo a ligao peptdica. Resulta um dipeptdeo

A ligao entre dois aminocidos uma ligao peptdica e libera uma molcula de gua e resulta um DIPEPTDEO. Se trs aminocidos se ligarem formaro um TRIPEPTIDEO. Havendo mais aminocidos ligados teremos um POLIPEPTDEO. Se o polipeptdeo for muito grande, com pelo menos 80 aminocidos, denominado PROTENA. O nmero de ligaes peptdicas igual ao nmero de aminocidos menos um. O dipeptdeo tem numa ponta um grupo amina sem ligar e noutra extremidade h um grupo carboxila. Se for uma molcula maior acontecer o mesmo. A extremidade com o grupo amina + e a extremidade com o grupo carboxila -. FUNES DAS PROTENAS: - As protenas so material de construo das clulas: funo plstica ou estrutural. -As protenas so enzimas: promovem e controlam as reaes qumicas das clulas. CLASSIFICAO DAS PROTENAS: PROTENAS SIMPLES: so aquelas feitas somente de aminocidos. PROTENAS CONJUGADAS: alm de aminocidos contm alguma outra molcula que chamada GRUPO PROSTTICO. Se o grupo prosttico for um lipdio teremos uma glicoprotena; se o grupo prosttico for um carboidrato teremos uma glicoprotena; se for um cido nuclico teremos uma nucleoprotena... ESTRUTURA DAS PROTENAS: A funo das protenas depende de sua forma; a forma da protena dada pela sua estrutura que o arranjo espacial dos aminocidos dentro da protena. PRIMRIA: a forma da protena devido a seqncia dos aminocidos. SECUNDRIA: a forma da protena primria que se enrola em espiral. Com isto fica mais curta e mais espessa. TERCIRIA: a espiral secundria dobrada sobre si, originado protenas em forma esfrica (globinas). QUATERNARIA: so as protenas tercirias espacialmente colocadas.

Comparando a corda do caminhoneiro com uma protena poderamos fazer a seguinte analogia: a corda esticada a protena primria; quando enrolada em forma de corrente a secundria; a corrente de corda pro sua vez enrolada em uma bola de corda; a maneira como so guardadas as vrias bolas de corda so a estrutura quaternria.

ENZIMAS As protenas (possivelmente todas) so capazes de promover (catalisar) reaes qumicas, mas no participam destas reaes, de modo que ao final da reao a enzima continua inteira e pode iniciar nova reao qumica. VANTAGEM DO USO DAS ENZIMAS: As enzimas aceleram as reaes qumicas, diminuindo o tempo para que as mesmas ocorram. As enzimas diminuem a energia de ativao. Energia de ativao a energia necessria para iniciar uma reao qumica. Exemplificando as duas vantagens: Para digerir um pedao de carne som HCl sem enzimas necessrio aquecer (energia) o cido at 80oC e a digesto ou hidrlise leva 36 horas. Usando a pepsina (enzima do estmago) junto com o HCl a digesto acontece em duas horas a 36oC. COMPOSIO DAS ENZIMAS: A maioria das enzimas so protenas conjugadas. A sua parte protica chamada APOENZIMA e o grupo prosttico (poro no protica) chamada COENZIMA ou COFATOR. Da unio de APOEZIMA + COENZIMA resulta a HOLOZENZIMA (enzima ativa). MODO DE AO DAS ENZIMAS: As enzimas apresentam um encaixe como o de chave-fechadura dada pela sua estrutura. Este encaixe chamado STIO OU CENTRO ATIVO. Neste stio ativo liga-se a substncia que a enzima transformar e que chamada de SUBSTRATO. Cada enzima serve em apenas um substrato: ENZIMAS SO ESPECFICAS. O substrato necessita se encaixar no centro ativo da enzima: assim formado o COMPLEXO ENZIMA-SUBSTRATO. Com a unio do substrato e enzima processa-se a reao qumica e resultam os PRODUTOS.

A sequencia do modo de ao de uma enzima: O substrato se encaixando no centro ativo; formando o complexo enzima-substrato; liberando os produtos. Note que a enzima no foi transformada nem destruda e est pronta para comear outra reao NOMENCLATURA DAS ENZIMAS: O nome das enzimas formado pelo nome do substrato, trocando-se sua terminao por ASE. Assim o substrato lactose tem a enzima lactase. Hidrolases so enzimas digestivas que quebram ligaes qumicas acrescentando uma molcula de gua a cada ligao quebrada. ACIDOS NUCLEICOS: H dois tipos de cidos nuclicos: DNA E RNA. cidos nuclicos so tambm macromolculas ou polmeros feitos de nucleotdeos. O NUCLEOTDEO composto por 3 tipos de molculas: Uma pentose (Ribose ou Desoxirribose), Um fosfato (H3PO4) e uma Base Nitrogenada Ribose (R) faz parte dos nucleotdeos do RNA (cido ribonuclico) e Desoxirribose (D) entra nos nucleotdeos do DNA (cido desoxirribonuclico). As pentoses so o centro dos nucleotdeos, pois as outras molculas ligam-se nelas. Fosfato (cido fosfrico): cido forte. Deixa os cidos nuclicos cidos. Sua funo de unir os nucleotdeos entre si. Base nitrogenada: Tem reao bsica e so ricas em nitrognio. Pertencem a dois grupos: Bases Pricas: Adenina (A) e Guanina (G). So molculas grandes. Bases Pirimdicas: Citosina (C), Timina (T) e Uracila (U). So molculas menores. Adenina, guanina e citosina entram na composio de DNA e RNA; timina s entra no DNA e Uracila s no RNA. Veja na ilustrao a seguir, as frmulas das bases nitrogenadas e por ltimo um nucleotdeo. Se vrios nucleotdeos estiverem unidos teremos um polinucleotdeo.

ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (DNA) O DNA a molcula que contm toda a informao gentica (programao) das clulas. Sua estrutura foi descrita por Watson e Crick em 1953 como sendo dois polinucleotdeos enrolados em uma dupla espiral, semelhante a uma escada de marinheiro. Os corrimes da escada so feitos pela seqncia de pentoses (desoxirriboses) e fosfatos. Em cada desoxirribose liga-se uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas de duas desoxirriboses se ligam de modo complementar por meio de ligaes chamadas PONTES DE HIDROGNIO. A ordem de ligao entre as bases nitrogenadas fixa: Adenina liga-se com Timina por meio de duas pontes de H; Guanina liga-se com uma citosina por meio de 3 pontes de H. assim a quantidade de Adeninas e Timinas igual; do mesmo modo, a quantidade de Guaninas igual a de Citosinas. A ordem em que se colocam as bases nitrogenadas ao longo da molcula a informao gentica que ela traz. Trocandose a ordem destas bases, altera-se a informao gentica, o que chamamos MUTAO.

A ilustrao mostra a molcula de DNA em desenho plano apresentando a ordem em que as bases nitrogenadas se ligam; No desenho direita a molcula tridimensional do DNA; observem-se as pontes de H entre as bases nitrogenadas: duas ente A e T e 3 entra G e C.

DNA est localizado no ncleo das clulas eucariotas formando a cromatina. No citoplasma o DNA s encontrado em mitocndrias e plastos. Clulas de bactrias tambm tm uma molcula de DNA dispersa no citoplasma. O RNA resulta de um a cpia a partir do DNA. Portanto fabricado no ncleo, mas localiza-se no citoplasma. H vrios tipos de RNA e todos auxiliam o DNA na execuo das informaes genticas que contm.

(Resumo de aulas de Biologia para uso dos alunos do Primeiro ano do Ensino Mdio 2012 Colgio Imaculada Conceio - Prof. Beno Kuehne. As Ilustraes foram usadas a partir do Livro Biologia de Amabis.)

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