(Composição química dos seres vivos)

Livro 1 - página 128 a 152

(Célula e seus componentes – Introdução)

Livro 1 – página 160 a 166

Histórico 1665: Robert Hooke Compartimentos (Células)

1840: Theodor Schwann Teoria Celular

1. Todos os organismos são constituídos de uma ou mais células

2. A célula é a unidade básica de organização dos organismos

3. Toda a célula vem de outra preexistente

INTRODUÇÃO

Características Unidades biológicas compartimentalizadas Complexo de moléculas agrupadas por funções Características estruturais comuns: Arquitetura Processos metabólicos: Replicação de DNA

Síntese protéica Produção de energia

Classificação: Procarióticas e Eucarióticas

CÉLULA

citoplasmacitoplasma

núcleonúcleo

EucarióticaEucariótica ProcarióticaProcariótica

membranamembrana

cariotecacarioteca

PROCARIOTO

• Seres Heterótrofos.

• Ausência de organela associada à fotossíntese (cloroplasto).

• Ausência de parede celular.

• Vacúolo pequeno.

• Seres Autótrofos.

• Presença de cloroplasto.

• Presença de parede celular.

• Ausência de lisossomos.

• Vacúolo grande.

Características Procariotos Eucariotos

1. Envoltório Nuclear (carioteca)

2. Cromossomo

3. Nucléolo

4. Citoplasma

5. Organelas membranosas

6. Organização Celular

Ausente

Único

Ausente

Sem Citoesqueleto

Nenhuma

Unicelulares

Presente

Múltiplos

Presente

Citoesqueleto

Várias

Uni e Multicelulares

PROCARIOTO x EUCARIOTO

SERES UNICELULARES

Possuem uma única célula. Bactérias, protozoários, leveduras. Podem ser procariontes (bactérias) ou eucariontes (protozoários, fungos (leveduras), algas unicelulares).

SERES PLURICELULARES

Possuem várias células. São eucariontes. Maioria dos fungos, vegetais, animais.

Água e Sais Minerais

Carboidratos

ProteínasLipídios Ácidos Nucléicos

O segredo da vida!

CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DAS CÉLULAS

Água Sais Minerais

Proteínas Carboidratos Lipídios Ácidos nucleicos Vitaminas

InorgânicosOrgânicos

75 a 85%

12 a 23%

2 a 3%

COMPONENTES MOLECULARES

Características

Encontrada em maior quantidade nas células Solvente natural de íons, minerais e outras substâncias Indispensável para o metabolismo Agente regulador da temperatura corporal Conteúdo de água é variável:

90% a 95%

Idade Atividade Metabólica

ÁGUA

Características Manutenção da pressão osmótica Manutenção do equilíbrio ácido-básico Co-fatores enzimáticos Mg Função reguladora e formação de ossos Ca Oligoelementos: Fe, I e outros

Cl-

Na+ e K+

Patologias Anemia Insuficiência Renal Crônica Doença óssea ou Osteoporose

SAIS MINERAIS

Tabela Apostila pág.

135

Características

Duas regiões → Hidrofílica (Polar) e Hidrofóbica (Apolar)

Insolúveis em água

Solúveis em solventes orgânicos

Bicamadas → Membrana Plasmática

Cabeça Polar

CaudaApolar

GrupoFosfato

Glicerol

MoléculaFosfolipídio

LIPÍDIOS

Principais Lipídios Celulares

Cabeça Polar

CaudaApolar

GrupoFosfato

Glicerol

MoléculaFosfolipídio

Fosfolipídios → pequenas moléculas lipídicas formadas por ácido graxo e glicerol

Colesterol → constituinte membranas celulares animais. Precursor para a síntese de hormônios sexuais. Ingerido da alimentação, se associa a proteínas plasmáticas (LDL e HDL).

Patologias

Consumo de alimentos ricos em gordura trans

Doenças Cardiovasculares Obesidade Patológica

LIPÍDIOS

Funções Reserva energética Isolamento térmico Proteção contra choques mecânicos Impermeabilização de superfícies

(cerídeos) Formação de hormônios Constituição da membrana plasmática

das células animais Solvente de vitaminas

LIPÍDIOS

Características

Principal fonte de energia celular

Importantes constituintes estruturais → Parede Celular

Sinais de reconhecimento → Função informacional

Substância intercelular → Função estrutural

CARBOIDRATOS

CLASSIFICAÇÃO

CARBOIDRATOS

• Monossacarídeos

→ glicose (fonte de energia celular)

• Dissacarídeos

→ maltose, sacarose, lactose

• Oligossacarídeos

→ ribose e desoxirribose

• Polissacarídeos→ glicogênio, amido, quitina e celulose

Características

Polímeros de aminoácidos

Constituem mais da metade do peso seco de uma célula

Funções

Catalisam reações químicas (enzimas)

Controlam a permeabilidade das membranas

Regulam a concentração de metabólitos

Reconhecem e ligam (não covalentemente) outras biomoléculas

Defesa imunológica Hormônios

Controlam a função gênica

PROTEÍNAS

Unidade estrutural das proteínas.

Composição química: C, H, O, N e S.

Existem 20 tipos diferentes, todos com a mesma estrutura química básica, se diferenciando apenas pelo radical (R).

Podem ser classificados como:

Aminoácidos essenciais: não são sintetizados

Aminoácidos não essenciais ou naturais: são sintetizados

Aminoácidos

Estrutura dos aminoácidos

Grupo Amina: NH2

Carbono Central: Carbono αGrupo Carboxila: COOHRadical: R (Variável para cada um dos 20 tipos de aminoácidos)

Ligação Peptídica

Ligação entre dois aminoácidos vizinhos ao longo de toda cadeia proteica.

Reação de síntese por desidratação.

Ocorre entre o grupamento amina de um aminoácido e o grupamento carboxila do aminoácido vizinho.

Através dela, formam-se:

Dipeptídeo: 2 aminoácidos

Tripeptídeo: 3 aminoácidos...

Polipeptídeo: mais de 20 aminoácidos

Proteína: mais de 50 aminoácidos

Estrutura Primária

Estrutura Secundária

Estrutura Terciária

Estrutura Quaternária

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO

CLASSIFICAÇÃO

Fibrosas

→ Possuem uma estrutura filamentosa→ Desenvolvem papel estrutural em células e tecidos animais→ Proteínas da pele, tecido conjuntivo, cabelo, lã, seda etc.

Globulares

→ Possuem uma estrutura enovelada e compacta→ Podem ser encontradas em qualquer organismo→ Realizam a maioria do trabalho bioquímico celular

Patologia

→ anemia falciforme→ desnutrição

PROTEÍNAS

Funções Importantes

Morfologia celular

Catalisadores das reações químicas

Controle da permeabilidade celularRegulação a concentração de metabólitos

Ligam a outras biomoléculas: TransporteControle da expressão gênica

PROTEÍNAS

Proteínas Estruturais: participam da estrutura das células e tecidos.

• Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões.

• Actina e Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular.

• Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas. Evita a dessecação, o que contribui para a adaptação do animal à vida terrestre.

• Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue).

IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DAS PROTEÍNAS

Proteínas Hormonais: muitos hormônios de nosso organismo são de natureza proteica. Hormônios são substâncias produzidas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. É o caso do insulina e do glucagon, hormônios produzidos no pâncreas e que se relacionam com e manutenção da glicemia. Outros exemplos: hormônios da tireóide, da hipófise etc.

Proteínas de Defesa: Coletivamente chamadas de anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno (molécula estranha ao organismo), de maneira a neutralizar seu efeito. A reação antígeno-anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo (linfócitos, um dos tipos de glóbulos brancos do sangue). As proteínas de defesa são também denominadas gamaglobulinas.

PROTEÍNAS DE DEFESA

xVACINAS SOROS

Imunização Ativa;

Ação Preventiva;

Constituídas por antígenos que são o próprio agente causador da doença, normalmente atenuados ou mortos;

Estimulam nosso sistema imunológico a produzir anticorpos contra aqueles antígenos específicos.

Imunização Passiva;

Ação Curativa;

Constituídos por anticorpos que ajudarão o sistema imunológico do organismo a combater um antígeno específico.

Ação mais rápida.

Proteínas de Nutrição: Servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Nos ovos de muitos animais (como os das aves) o vitelo, material que se presta à nutrição do embrião, é particularmente rico em proteínas. Proteínas de Coagulação: vários são os fatores da coagulação que possuem natureza proteica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica, protrombina, presentes no plasma.

Proteínas de Transporte: Participam do transporte de gases respiratórios. A principal é a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.

Proteínas Enzimáticas: As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. Dentre as proteínas com função enzimática podemos citar, as lipases, as proteases, as carboidrases etc.

TODA ENZIMA É UMA PROTEÍNA, MAS NEM TODA PROTEÍNA É UMA ENZIMA.

IMPORTANTE

ENZIMAS Tipos especiais de proteínas que atuam como catalisadores biológicos, acelerando as reações químicas e diminuindo a energia de ativação das reações que ocorrem no interior das células.

ENZIMAS

NOMENCLATURA

1) Radical do nome do substrato + sufixo ASE

Ex.: lactase, lipase, sacarase, amilase.

2) Radical do nome da reação catalisada pela enzima + sufixo ASE

Ex.: hidrolase, polimerase, oxirredutase.

3) Denominações consagradas pelo uso

Ex.: ptialina, pepsina, tripsina.

Obs: Catalase

Importância na degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), produzido após o metabolismo de gorduras. É um enzima produzida pelo fígado.

ENZIMASPROPRIEDADES

1) São catalisadores específicos

Para cada tipo de substrato existe um tipo de enzima.

MODELO CHAVE-FECHADURA

A enzima possui uma conformação tridimensional que se encaixa perfeitamente ao seu substrato. Essa região de encaixe é chamada de centro ativo (sítio ativo). Algumas vezes, o centro ativo da enzima não possui a forma idêntica de seu substrato. Isso só ocorre a enzima se liga ao substrato. É o que chamamos de encaixe induzido.

MODELO CHAVE-FECHADURA

MODELO ENCAIXE INDUZIDO

ENZIMAS

PROPRIEDADES

2) Não sofrem modificações durante as reações que, em geral, são reversíveis.

FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS

INIBIDORES E ATIVADORES ENZIMÁTICOS

Ambos são capazes de se ligar ao sítio ativo da enzima. Podem complementar a forma de encaixe da enzima ao seu substrato (ativadores).

Ex.: COFATORES (íons, como Mg+2, Ca+2)

COENZIMAS (moléculas orgânicas, como vitaminas (Coenzima A, formada pela vitamina B5)

Podem impedir a ligação da enzima ao seu substrato (inibidores)

Ex.: Cianeto (inibe enzimas da cadeia respiratória, antibióticos inibem enzimas bacterianas...)

ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA

INIBIÇÃO ENZIMÁTICA

CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO

Quanto maior a concentração do substrato, maior será a velocidade da reação enzimática, até um certo ponto. A partir deste ponto, as enzimas estarão todas ligadas a um substrato e a velocidade da reação permanecerá a mesma.

FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS

Cada enzima possui uma temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxima.

A elevação da temperatura acelera as reações químicas porque aumenta o movimento vibratório das moléculas.

Para cada tipo de organismo, existe uma temperatura ótima.

TEMPERATURA

FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS

A queda na velocidade da reação após a temperatura ótima ocorre em função da desnaturação da enzima. Quando aquecida em excesso, a enzima (proteína) perde sua configuração tridimensional e se desnatura.

Cada enzima possui um pH ótimo, no qual a velocidade da reação é máxima. O grau de acidez ou de basicidade do meio interfere na atividade enzimática. Em nosso corpo, temos tecidos e órgãos com diferentes valores de pH. As enzimas que atuam em cada um desses locais devem ter como pH ideal o pH da região onde atuam.

pH

FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS

Características

Grandes biomoléculas: Nucleotídeos Tipos DNA e RNA DNA: Cromossomos contendo genes RNA: Síntese de proteínas

ÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLÉICOSDNA

Polímero formado por monômeros (nucleotídeos) Açúcar + Fosfato → elementos invariáveis Bases nitrogenadas → A, G (purinas) C, T (pirimidinas)

VITAMINAS Tabela pág. 153 e 154

A bioquímica das células apresenta constituintes inorgânicos e orgânicos

A água é o constituinte mais abundante

Existem reservas de carboidratos e lipídios em nosso corpo.

Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois realizam funções vitais. Alguns são requeridos em maior quantidade, outros são necessários em pequenas quantidades.

Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente todo o metabolismo celular (núcleo da célula).

CONCLUSÕES