Constituintes básicos de uma célulaConstituintes básicos de uma célula

Moléculas da vidaMoléculas da vida• Todos os seres vivos logo as suas células sãoTodos os seres vivos, logo, as suas células, sãoconstituídos por moléculas orgânicas degrandes dimensões – macromoléculasgrandes dimensões macromoléculas.

• Estas são formadas por um númerorelativamente reduzido de elementos químicosrelativamente reduzido de elementos químicos,principalmente carbono, oxigénio e hidrogénio.

• As biomoléculas desempenham diversas• As biomoléculas desempenham diversasfunções: estruturais, energéticas, enzimáticas,armazenamento e transferência de informaçãoarmazenamento e transferência de informação.

Quais as moléculas da vida?Porque são importantes?

• Resolva o Doc. 6 das páginas 30 e 31 do seu manual

Sugestão de resposta ao Doc. 6

Água – importância biológicaÁgua – importância biológica• A água é o composto maisA água é o composto maisimportante nas células,podendo atingir entre 75%a 90% do total da suamassa.

• Constitui o meio ondeocorrem todas as reacçõesel lares inter indo emcelulares, intervindo emnumerosas reacçõesquímicas vitaisquímicas vitais.

• A água tem uma estrutura molecular simples.• As suas propriedades residem no facto destamolécula, apesar de electronicamente neutra,

t l id dapresentar polaridade.• Esta polaridade permite a ligação entre as moléculasde água e também entre estas moléculas e outrasde água, e também entre estas moléculas e outrassubstâncias polares, através de pontes de hidrogénio.

Ligações hidrogénio no gelo Ligações hidrogénio na água líquida

• A água apresenta :• A água apresenta :▫ Elevada coesão molecular;▫ Ponto de ebulição elevado;▫ Ponto de ebulição elevado;▫ Elevado calor específico;▫ Elevada condutibilidade térmica▫ Elevada condutibilidade térmica.

Estas propriedades favorecem a importante• Estas propriedades favorecem a importanteintervenção da água na vida dos organismos.

Funções da águaFunções da água• Intervém nas reacções químicas;Intervém nas reacções químicas;• Actua como meio de difusão de muitas substâncias;• É um regulador da temperatura pois em presença de• É um regulador da temperatura, pois em presença degrandes variações de temperatura do meioexperimenta pequenas variações;experimenta pequenas variações;

• Intervém em reacções de hidrólise;E l t l t d í l t i i• Excelente solvente, serve de veículo para materiaisnutritivos necessários às células e produtos de

ãexcreção.

• De todas as funções que a água realiza na matériaç q gviva, destaca‐se o seu poder de dissolver numerososcompostos orgânicos e inorgânicos, sendo, por isso,p g g pdenominada solventesolvente universaluniversal.

Compostos orgânicosCompostos orgânicos• Alguns compostos orgânicos são constituídos porAlguns compostos orgânicos são constituídos pormoléculas relativamente pequenas.

• Outros são moléculas gigantes constituídas pela• Outros são moléculas gigantes, constituídas pelaassociação de várias moléculas unitárias.

• Estas moléculas grandes e complexas as• Estas moléculas, grandes e complexas, asmacromoléculas, são polímeros, isto é, cadeias comum grande número de unidades básicas ouum grande número de unidades básicas, oumonómeros, unidas por ligações químicas.

Como se efectua a síntese e a hidrólise dos polímeros celulares?

• Resolva o Doc. 7 da página 33 do seu manual

Sugestão de resposta ao Doc. 7

Macromoléculas• Existem quatro grandes tipos demacromoléculas nas células:O ótid▫ Os prótidos;

▫ Os glícidos;▫ Os lípidos;p▫ Os ácidos nucleicos.

• Todas elas são formadas porconjuntos (polímeros) de unidadesconjuntos (polímeros) de unidadesestruturais, respectivamente:▫ Aminoácidos;▫ Monossacarídeos;▫ Ácidos gordos e glicerol;▫ Nucleótidos.Nucleótidos.

Reacções de condensação ou sínteseReacções de condensação ou síntese

• Formação de cadeias maiores (polímeros) pela uniãoFormação de cadeias maiores (polímeros) pela uniãode monómeros.

• Por cada ligação química estabelecida entre dois• Por cada ligação química estabelecida entre doismonómeros liberta‐se uma molécula de água.

Reacções de hidróliseReacções de hidrólise• Separação dos monómeros que constituem umSeparação dos monómeros que constituem umpolímero.

• Por cada ligação química entre dois monómeros que• Por cada ligação química entre dois monómeros queé rompida, gasta‐se uma molécula de água.

Grupos funcionaisGrupos funcionais

• Grupos de átomos das moléculas orgânicas queparticipam nas reacções.

• O seu número e arranjo influencia a estrutura e aspropriedades químicas de uma molécula.

• Compostos orgânicos ternários (constituídos por C HCompostos orgânicos ternários (constituídos por C, He O) sendo que a proporção entre os átomos de H ede O é de 2:1 como na água daí a designação dede O é de 2:1 como na água, daí a designação dehidratos de carbono;

• De acordo com a sua complexidade podem‐se• De acordo com a sua complexidade, podem‐seconsiderar três grandes grupos de glícidos:▫ Monossacarídeos;▫ Monossacarídeos;▫ Oligossacarídeos;▫ Polissacarídeos▫ Polissacarídeos.

MonossacarídeosMonossacarídeos• Os monossacarídeos, ou oses, são os, ,glícidos mais simples e são classificados deacordo com o número de átomos de

b õ ( t 3 9)carbono que os compõem (entre 3 e 9);• Assim, existem as trioses (3C), as tetroses(4C) as pentoses (5C) as hexoses (6C) as(4C), as pentoses (5C), as hexoses (6C), asheptoses (7C), etc. As pentoses e ashexoses são as mais frequentes.

• Estes monossacarídeos, quando emsolução aquosa, apresentam umat t l d bestrutura em anel de carbono.

Ver fig. 33 pág. 34

OligossacarídeosOligossacarídeos• Moléculas constituídas por 2 a 10Moléculas constituídas por 2 a 10monossacarídeos unidos entre si.

• A ligação que une dois• A ligação que une doismonossacarídeos denomina‐se ligaçãoglicosídicaglicosídica.

• Dois monossacarídeos ligados formamum dissacarídeo Se mais umum dissacarídeo. Se mais ummonossacarídeo se ligar, forma umtrissacarídeo e assim sucessivamentetrissacarídeo e assim sucessivamente.

Alguns dissacarídeosAlguns dissacarídeos…

PolissacarídeosPolissacarídeos• São glícidos complexos formados por muitosSão glícidos complexos, formados por muitosmonómeros (por vezes, centenas ou milhares).

Constituída por doisConstituída por dois tipos de polímeros de glicose (a amilose é 

linear e a amilopectina 

Molécula muito ramificada de glicose

pé ramificada)

Longas cadeias lineares de glicose

ramificada de glicose

Funções dos glícidosFunções dos glícidos• Os glícidos são compostos orgânicos com umaOs glícidos são compostos orgânicos com umaimportante variedade de funções.

• Grupo de moléculas muitoGrupo de moléculas muitoheterogéneo, do qual fazemparte as gorduras (animais eparte as gorduras (animais evegetais), ceras, esteróides, etc.

• Geralmente são compostos por• Geralmente são compostos porO, H e C, mas também podemconter outros elementos comoconter outros elementos, comoS, N ou P.

• A insolubilidade na água e a solubilidade emA insolubilidade na água e a solubilidade emsolventes orgânicos, como o éter, o benzeno e oclorofórmio, são características comuns.clorofórmio, são características comuns.

• Apresentam estrutura e propriedades químicasdiversasdiversas.

Classificação dos lípidos sob o ponto de vista químicoClassificação dos lípidos sob o ponto de vista químico

Lípidos simples Lípidos complexos

Exemplo: triglicerídeos Exemplo: fosfolípidos

Triglicerídeos Triglicerídeos • Têm função de reserva;Têm função de reserva;• São constituídos por ácidos gordos e glicerol.

Ácidos gordos

• São formados por uma cadeia linear de átomos decarbono, com um grupo terminal carboxilo (COOH);, g p ( );

• Os ácidos gordos que possuem átomos de carbonoligados entre si por ligações duplas ou triplas, dizem‐sei d ( i f ú d li õinsaturados (quanto maior for o número de ligaçõesduplas, mais fluido é o lípido). Nos ácidos gordossaturados todos os átomos de carbono estão ligadossaturados, todos os átomos de carbono estão ligadosentre si por ligações simples.

Glicerol• O glicerol, ou glicerina, é um álcool que contém trêsgrupos hidroxilo (OH), capazes de estabelecer ligaçõesg p ( ), p g çcovalentes com os átomos de carbono dos gruposcarboxilo dos ácidos gordos.

li ã d i li ã é f• Esta ligação denomina‐se ligação éster e, conforme seestabelece entre o glicerol e um, dois ou três ácidosgordos assim se forma um monoglicerídeo umgordos, assim se forma um monoglicerídeo, umdiglicerídeo ou um triglicerídeo.

FosfolípidosFosfolípidos• Têm função estrutural;ç ;• Contêm um grupo fosfato;• São os constituintes mais abundantes dasmembranas celulares;

• A sua estrutura resulta da ligação de umalé l d li l d i á idmolécula de glicerol com dois ácidos

gordos e com uma molécula de ácidofosfórico;fosfórico;

• São moléculas anfipáticas, isto é, possuemuma parte polar (hidrofílica) e uma parteapolar (hidrofóbica).

Funções dos lípidosFunções dos lípidos• Os lípidos constituem um dos grupos de compostosOs lípidos constituem um dos grupos de compostosorgânicos vitais para os organismos.

Proteína do grego proteiosProteína  do grego proteios

“primeiro lugar”primeiro lugar

• São compostos quaternários,constituídos por C, H, O e N, podendotambém conter outros elementos

S P M F C tcomo S, P, Mg, Fe, Cu, etc.• De acordo com a sua complexidade,os prótidos podem classificar se emos prótidos podem classificar‐se emaminoácidos, péptidos e proteínas.

• Os aminoácidos são os prótidos mais• Os aminoácidos são os prótidos maissimples, constituindo as unidadesestruturais dos péptidos e dasestruturais dos péptidos e dasproteínas, que podem ligar‐se entresi, formando cadeias de tamanhovariável.

Aminoácidos• Existem cerca de 20 aminoácidos que entram naconstituição dos prótidos de todas as espécies de seresivivos.

• Todos eles possuem um grupo amina (NH2), um grupocarboxilo (COOH) e um átomo de hidrogénio ligados aocarboxilo (COOH) e um átomo de hidrogénio ligados aomesmo átomo de carbono. Existe ainda uma porção damolécula (R), que varia de aminoácido para aminoácido.

Péptidos• Os péptidos são o resultado da união entre dois oumais aminoácidos, que se efectua através de umamais aminoácidos, que se efectua através de umaligação química covalente , denominada ligaçãopeptídica. A ligação peptídica estabelece‐se entre ogrupo carboxilo de um aminoácido e o grupo aminade outro.

• Por cada ligação peptídica que se estabelece liberta‐Por cada ligação peptídica que se estabelece libertase uma molécula de água.

• Assim, o número de moléculas de água libertadas é, gigual ao número de ligações peptídicas, ou seja, éigual ao número de aminoácidos que intervêmmenos um.

• A substituição de um aminoácido na cadeia peptídicad lt l t t t tpode alterar completamente a estrutura

tridimensional do polipéptido e, consequentemente,a sua função biológicaa sua função biológica.

• Os péptidos formados por dois aminoácidosdenominam‐se dipéptidos os que são formados pordenominam‐se dipéptidos, os que são formados portrês, tripéptidos, e assim sucessivamente.

• As cadeias peptídicas podem conter mais de 100• As cadeias peptídicas podem conter mais de 100aminoácidos.Os que contêm entre dois e vinte aminoácidos• Os que contêm entre dois e vinte aminoácidosdesignam‐se oligopéptidos, e os que ultrapassamesse número chamam se polipéptidosesse número chamam‐se polipéptidos.

• Apesar de serem apenas 20 os aminoácidos queApesar de serem apenas 20 os aminoácidos queentram na constituição dos polipéptidos e, portanto,das proteínas, estas macromoléculas apresentamp , puma variabilidade muito grande, para a qualcontribuem vários factores como:▫ Podem conter apenas alguns ou todos os 20 tipos deaminoácidos;O ú d d d i á id é iá l d▫ O número de cada um dos aminoácidos é variável deacordo com os polipéptidos;

▫ A sequência específica de aminoácidos da cadeia podeA sequência específica de aminoácidos da cadeia podeser extremamente variada.

Proteínas• As proteínas são macromoléculas constituídas por uma oumais cadeias polipeptídicas e apresentam uma estruturatridimensional definidatridimensional definida.

• São moléculas com vários níveis de organização.

• As proteínas podem ser estudadas a quatro níveis:

Estrutura primária

Estrutura secundária

Estrutura terciária

Estrutura quaternáriaEstrutura quaternária

Estrutura primáriaEstrutura primáriaEstrutura primáriaEstrutura primária• A estrutura primária das proteínas designa umaA estrutura primária das proteínas designa umasequência de aminoácidos unidos por ligaçõespeptídicaspeptídicas.

Estrutura secundáriaEstrutura secundáriaEstrutura secundáriaEstrutura secundária• Várias cadeias podem dispor‐sep pparalelamente e ligar‐se entre si porpontes de hidrogénio. Formam‐se

f lh β destruturas em folha β-pregueada.

• As cadeias polipeptídicas podem• As cadeias polipeptídicas podemenrolar‐se em α‐hélice, devido apontes de hidrogénio entre gruposp g g pamina e carboxilo de aminoácidosdiferentes. A conformação em héliceé dá i ié a estrutura secundária mais comum.

Estrutura terciáriaEstrutura terciáriaEstrutura terciáriaEstrutura terciária• A estrutura secundária pode ainda dobrar‐se sobreA estrutura secundária pode, ainda, dobrar se sobresi própria, ficando com uma forma globular.

• A este tipo de conformação dá‐se o nome de• A este tipo de conformação dá‐se o nome deestrutura terciária.

Estrutura quaternáriaEstrutura quaternáriaEstrutura quaternáriaEstrutura quaternária• Várias cadeias globulares podem estabelecer ligaçõesVárias cadeias globulares podem estabelecer ligaçõesentre si, constituindo uma estrutura quaternária.

Tipos de proteínasTipos de proteínas• As proteínas podem ser formadasAs proteínas podem ser formadasapenas por aminoácidos (proteínassimples ou holoproteínas) ou conteruma porção não proteica – o grupoprostético (proteínas conjugadas ouh í )heteroproteínas).

• De acordo com a natureza do grupoprostéti o são desi nadasprostético, são designadasglicoproteínas, lipoproteínas,fosfoproteínas etcfosfoproteínas, etc.

Desnaturação das proteínasDesnaturação das proteínas• As proteínas quando submetidas a determinadosAs proteínas, quando submetidas a determinadosagentes, como calor excessivo, radiações ouvariações de pH podem perder a sua conformaçãovariações de pH, podem perder a sua conformaçãonormal, o que é sempre acompanhado pela perda dasua função biológica Diz‐se que houve desnaturaçãosua função biológica. Diz se que houve desnaturaçãoda proteína.

Funções das proteínasFunções das proteínas• A importância biológica das proteínas é enormeA importância biológica das proteínas é enormedada a intervenção crucial em diversos processosbiológicosbiológicos.

• Os ácidos nucleicos são as biomoléculas maisOs ácidos nucleicos são as biomoléculas maisimportantes no controlo celular, pois contêm ainformação genéticainformação genética.

• Existem dois tipos: o DNA e o RNA• Existem dois tipos: o DNA e o RNA.▫ DNA – ácido desoxirribonucleico;▫ RNA ácido ribonucleico▫ RNA – ácido ribonucleico.

Qual a constituição dos ácidos nucleicos?Qual a constituição dos ácidos nucleicos?

• Resolva o Doc. 8 das páginas 41 e 42 do seu manual

S tã d ã d D 8Sugestão de correcção do Doc. 8

Os ácidos nucleicos são polímeros cujas unidades• Os ácidos nucleicos são polímeros cujas unidadesbásicas constituintes, ou seja, monómeros, sãonucleótidosnucleótidos.

Bases azotadas

• Existem cinco bases azotadas diferentes, divididas emdois grupos:▫ Bases de anel duplo (ou púricas) – adenina (A) e guanina(G)(G);

▫ Bases de anel simples (ou pirimídicas) – timina (T), citosina(C) e uracilo (U).(C) e uracilo (U).

Grupo fosfatoGrupo fosfato

Confere aos ácidos nucleicos as suas características• Confere aos ácidos nucleicos as suas característicasácidas.

PentosePentose

• Ocorrem dois tipos:▫ A desoxirribose (C5H10O4) no DNA;▫ A ribose (C5H10O5) no RNA.

• Os nucleótidos sãodesignados pela baseazotada que entra na suaconstituição (nucleótidocitosina, de guanina, ded i d i i dadenina, de timina e deuracilo).

• Os nucleótidos podem unir• Os nucleótidos podem unir‐se sequencialmente porreacções de condensaçãoreacções de condensaçãoconstituindo cadeiaspolinucleotídicas.polinucleotídicas.

• No DNA as bases ligam se entre si por• No DNA, as bases ligam‐se entre si porcomplementaridade: à citosina de umnucleótido de uma cadeia liga se umanucleótido de uma cadeia, liga‐se umaguanina do nucleótido de outra cadeia;à adenina liga se a timinaà adenina liga‐se a timina.

Diferenças entre o DNA e o RNA

DNA RNADNA

D i ib

RNA

Rib•Desoxirribose •Timina

•Ribose•UraciloTimina

•Cadeia duplaUracilo 

•Cadeia simples 

Importância dos ácidos nucleicosImportância dos ácidos nucleicos• Quer nos procariontes quer nosQuer nos procariontes quer noseucariontes o DNA é o suporteuniversal da informação genéticauniversal da informação genética,controlando a actividade celular;

• Cada organismo é único porque é• Cada organismo é único porque éportador de um DNA único, doponto de vista informativo;ponto de vista informativo;

• O DNA e o RNA intervêm na síntesedas proteínasdas proteínas.