Introdução

O trabalho a seguir visa aumentar nosso conhecimento acerca da citologia, da química da célula, os componentes necessários para seu funcionamento adequado, o que são RNA e DNA e quais suas funções e quais as funções do ATP.

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A Química da Célula

Sendo a célula a unidade morfofuncional da vida, representando um bem organizado complexo químico, em sua composição bioquímica algumas substâncias são essenciais, em quantidades apropriadas à manutenção e equilíbrio orgânico e inorgânico do metabolismo.

As substâncias orgânicas são:

Proteínas (10 a 15 %) → As proteínas são formadas essencialmente por carbono (C), oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H), mas podem apresentar enxofre (S). São macromoléculas formadas pela união de várias moléculas menores denominadas aminoácidos. Elas participam da composição de muitas estruturas do corpo dos seres vivos, tendo, principalmente, função plástica, embora também possam ter função energética. Além disso, existem proteínas que desempenham muitas outras funções importantes para os seres vivos. São elas:

- as enzimas, substâncias que aumentam a velocidade das reações químicas;

- os anticorpos, substâncias fundamentais nos mecanismos de defesa d corpo e dos seres vivos;

- alguns hormônios, como a insulina e o glucagon, que atuam no metabolismo de açúcares.

Essa grande diversidade de funções está relacionada ao imenso número de tipos diferentes de proteína: cada um deles desempenha uma função específica.

Carboidratos (1%) → Os carboidratos podem ser divididos em três grupos:

Monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.

Os monossacarídeos são os glicídeos mais simples. Os nomes dados aos monossacarídeos dizem respeito ao número de átomos de carbono da molécula:

- trioses: com três átomos de carbono;

-tetroses: com quatro átomos de carbono;

- pentoses: com cinco átomos de carbono;

-hexoses: com seis átomos de carbono.

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Para os organismos, os principais monossacarídeos são as pentoses e as hexoses.

Dentre as pentoses existem duas particularmente importantes: a ribose e a desoxirribose, que participam da constituição dos ácidos nucleicos, respectivamente do RNA e do DNA.

Como principais exemplos de hexoses citamos a glicose e a frutose, importantes fontes de energia para os seres vivos.

Os dissacarídeos são formados a partir da união de dois monossacarídeos. A sacarose (açúcar da cana) é um exemplo de dissacarídeo formado pela união de glicose com a frutose. A lactose (açúcar do leite) é um dissacarídeo formado por glicose e galactose.

Na reação entre duas moléculas de monossacarídeos há liberação de uma molécula de água, falando-se em síntese por desidratação. Inversamente, na quebra de um dissacarídeo, há entrada de uma molécula de água, falando-se em quebra por hidrólise, processo geralmente envolvido na digestão química de muitos alimentos.

Os dissacarídeos são solúveis em água, mas não são imediatamente aproveitáveis como fonte de energia, para isso, precisam ser quebrados por hidrólise, dando origem a dois monossacarídeos.

Os polissacarídeos são constituídos por várias moléculas de monossacarídeos, principalmente a glicose, unidas entre si formando extensas cadeias. Alguns apresentam nitrogênio ou enxofre em sua formula. São insolúveis em água e podem ser desdobrados em açúcares simples por hidrólise.

A insolubilidade dos polissacarídeos é vantajosa para os seres vivos por dois motivos: permite que eles participem como componentes estruturais da célula ou que funcionem como armazenadores de energia.

Os principais polissacarídeos são a celulose, a quitina, o amido e o glicogênio.

Lipídios (2 a 3%) → Os lipídios abrangem uma classe de compostos com estrutura muito variada e exercem diferentes funções biológicas. São substâncias fisicamente caracterizadas pela insolubilidade em água e solubilidade em solventes orgânicos, como o éter, o álcool e o clorofórmio.

Os principais grupos dos lipídios são os carotenóides, os triglicerídeos, os fosfolipídios, os cerídeos e os esteróides.

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Ácidos Nucléicos (1%) → Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA). O DNA é o principal constituinte dos cromossomos, onde estão localizados os genes. O RNA participa principalmente do processo de síntese de proteínas.

Vitaminas → O termo vitamina é empregado para nomear substâncias orgânicas necessárias em pequenas quantidades para as atividades metabólicas de um organismo e que, como regra geral, não são sintetizadas por ele.

Quimicamente, as vitaminas não formam uma classe homogênea, pois são substâncias com diferentes origens.

Algumas das vitaminas importantes para a espécie humana são:

B1 – Tiamina

Atua no metabolismo de carboidratos e gorduras e é necessária na respiração celular e na condução de impulsos nervosos. Encontrada em carnes, legumes, cereais integrais e verduras.

B2 – Riboflavina

Atua na respiração celular e na produção de glóbulos vermelhos. Encontrada em laticínios, carnes, cereais integrais, verduras, leite, ovos e fígado.

B3 – Niacina ou nicotinamida

Atua na respiração celular e é especialmente importante para as células da epiderme, epitélio intestinal e nervos. Encontrada em nozes, carnes, cereais integrais e fígado.

B5 – Ácido pantotênico

Atua na respiração celular e no metabolismo das gorduras. Encontrada em carnes, laticínios, cereais integrais e fígado.

B6 – Piridoxina

Atua no metabolismo de proteínas, na síntese de hemoglobina e no sistema nervoso. Encontrada em carnes, verduras, cereais integrais, leite, fígado e peixe.

B8 – Biotina

Atua na síntese de queratina. Encontrado em legumes, verduras e carnes.

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B9 – Ácido fólico

Durante o desenvolvimento embrionário, atua na formação do tubo neural, que dá origem ao sistema nervoso. Encontrada em vegetais verdes, laranja, nozes, legumes, cereais integrais.

B12 – Cobalamina

Atua nos neurônios e glóbulos vermelhos. Encontrada em carnes, ovos e laticínios.

C – Ácido Ascórbico

Atua na síntese de colágeno e age como antioxidante. Encontrada em frutas, especialmente as cítricas, verduras e legumes.

A – Retinol

Necessária à manutenção da integridade da pele, dos epitélios respirarório, intestinal e urinário; atua na síntese de pigmentos da retina.

D – Calciferol

Estimula a absorção de cálcio e fósforo no intestino. A vitamina D é produzida na pele humana, sob a ação dos raios solares, e no fígado, a partir de substancias precursoras presentes principalmente em laticínios, gema de ovo, vegetais ricos em óleos.

E – Tocoferol

Age como antioxidante. É encontrada em gérmen de trigo, cereais integrais, vegetais folhosos, óleos vegetais e gema de ovo.

K – Filoquinona

É um dos fatores necessários à coagulação sanguínea. Encontrada em vegetais, chá; também é produzida por bactérias da flora intestinal normal do ser humano.

E as inorgânicas são:

Água (75 a 85%) → alguns tecidos e órgãos requerem um maior ou menor teor hídrico (nos ossos em média 33% e nos músculos 85%);

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Sais minerais (1%) → Os sais minerais podem participar como constituintes de estruturas esqueléticas do corpo dos seres vivos, como é o caso do fosfato de cálcio, abundante nos ossos e nos dentes. Podem também ocorrer dissolvidos na água, caso em que eles se dissociam em íons, que são partículas com carga elétrica positiva ou negativa. Os íons são fundamentais ao metabolismo celular.

A seguir, alguns dos principais íons, suas funções e suas fontes alimentares:

Cálcio

Participa da formação e manutenção da estrutura de ossos e dentes e da coagulação sanguínea. Faz parte do processo de transmissão de impulsos nervosos, dos batimentos cardíacos, da regulação da contração muscular. É bastante encontrado em leite e derivados e vegetais verde-escuros.

Fósforo

Participa da formação e manutenção da estrutura de ossos e dentes, faz parte da molécula de ácido nucléico e de uma importante substância que atua na célula como reserva de energia: o ATP. É bastante encontrado em leite e derivados, carnes, aves, peixes, cereais e legumes.

Potássio

Participa do processo de contração muscular, da regulação da pressão sanguínea, do processo de transmissão de impulsos nervosos, da manutenção do equilíbrio hídrico. Participa da síntese de glicogênio, de proteínas e do metabolismo energético. É encontrado em verduras, frutas, leguminosas, carnes e leite.

Sódio

Atua na regulação do equilíbrio hídrico, participa da transmissão dos impulsos nervosos e do relaxamento muscular. Encontrado em sal comum de cozinha.

Cloro

Atua na manutenção do equilíbrio hídrico. Encontrado em sal comum de cozinha.

Magnésio

Tem participação na contração muscular e é ativador dos sistemas produtores de energia. Encontrado em cereais, vegetais e frutas.

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Ferro

Componente da hemoglobina e da mioglobina – pigmentos que têm grande afinidade com gases respiratórios, principalmente o oxigênio. Encontrado em carnes, fígado, vegetais verde-escuros, leguminosas.

Zinco

Constituinte das enzimas e dos hormônios que participam das principais vias metabólicas. Atuante no processo de cicatrização e componente das enzimas envolvidas na digestão. Encontrado em carnes, fígado, ovos, mariscos e cereais.

Cobre

Componente das enzimas que participam do metabolismo da hemoglobina junto ao ferro. Encontrado em fígado, mariscos, nozes e leguminosas.

Iodo

Componente dos hormônios da glândula tireóidea (tireóide), que regulam o metabolismo. Sua falta pode determinar o hipotireoidismo, que pode levar ao desenvolvimento acentuado da glândula tireóidea, determinando o bócio. Encontrado em peixes, frutos do mar e sal iodado.

Flúor

Manutenção da estrutura dos ossos e do esmalte dos dentes. Encontrado somente em água fluorada.

Cromo

Atua no metabolismo energético e no metabolismo da glicose. Encontrado em cereais integrais, levedo de cerveja e carnes.

Selênio

Funciona em íntima associação com a vitamina E. Encontrado em mariscos, carnes, fígado, cereais e leguminosas.

Manganês

Contribui na utilização da glicose para o fornecimento de energia. Encontrado em cereais, frutas e verduras.

Molibdênio

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Componente de algumas enzimas. Encontrado em cereais integrais, leguminosas e leite.

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Composição Molecular dos Ácidos Nucleicos

Existem dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA).

Tanto o DNA como o RNA são formados por várias unidades que recebem o nome de nucleotídeos. Por isso, esses ácidos nucleicos são chamados polinucleotídeos.

Cada nucleotídeo é formado da combinação entre três componentes:

→ Fosfato;

→ açúcar, que no DNA é a desoxirribose e no RNA é a ribose;

→ base nitrogenada, que pode variar de nucleotídeo para nucleotídeo; os nucleotídeos são reconhecidos pela base nitrogenada que faz parte da estrutura deles.

As bases nitrogenadas podem ser:

→ púricas: adenina e guanina.

→ pirimídicas: timina, citosina e uracila.

A adenina, a guanina e a citosina são comuns às moléculas de DNA e de RNA. A base timina só ocorre no DNA e a base uracila, só no RNA.

RNA e DNA

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Os cromossomos dos eucariontes são formados por DNA e proteínas. Estudos experimentais provaram que os genes estão ao longo da molécula de DNA; portanto, é ela que comanda e coordena todo o funcionamento celular e é a responsável pelas características hereditárias.

Esses estudos também demonstraram que cada gene é transcrito em moléculas de RNA. São vários os tipos de RNA e todos são produtos da transcrição gênica. Um dos tipos de RNA, chamado RNA mensageiro (RNAm), leva a mensagem do gene para o citoplasma, onde ela é traduzida em moléculas de polipeptídeos.

Cada molécula de DNA é formada por vários nucleotídeos. Cada nucleotídeo apresenta um grupo fosfato (P), uma molécula do açúcar desoxirribose (D) e uma molécula de base nitrogenada.

O modelo da estrutura molecular do DNA foi proposto em 1953 pelos pesquisadores Watson e Crick, e é aceito até hoje.

Segundo esse modelo, cada molécula de DNA é uma dupla hélice em que duas cadeias de nucleotídeos dispõem-se espiraladamente em torno de um eixo. Essas cadeias estão unidas entre si por ligações de hidrogênio que se formam entre as bases nitrogenadas. Essa união não é aleatória: a adenina de uma cadeia emparelha-se sempre com a timina da outra; a citosina de uma cadeia em que A (adenina) e T (timina) são bases complementares, uma em relação à outra, assim como ocorre com C (citosina) e G ( guanina). Isso significa que, se em um trecho de uma molécula de DNA uma das cadeias apresenta sequência de bases TCAGTC, a cadeia complementar é AGTCAG, respectivamente.

ATP

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ATP é a abreviação de adenosina trifosfática, que é um composto que armazena, em suas ligações-fosfato, grande parte da energia desprendida pelas reações exergônicas. Além disso, o ATP tem a capacidade de liberar, por hidrólise, essa energia para promover reações endergônicas. O ATP funciona dentro da célula como uma reserva de energia, que pode ser gasta em qualquer momento que a célula necessitar.

O ATP é um nucleotídeo formado por uma molécula de adenina (base nitrogenada), uma molécula de açúcar ribose e três fosfatos. O conjunto adenina + ribose forma adenosina, que, ligada a um fosfato, forma-se a adenosina monofosfato (AMP). Com a adição de mais um fosfato, forma-se a adenosina difosfato (ADP); e com a adição do terceiro fosfato, forma-se finalmente a adenosina trifosfato (ATP).

CONCLUSÃO

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Eu concluo. A partir deste trabalho pude conhecer e descobrir muito mais coisas sobre as células, algo tão pequeno em nosso corpo, porém de responsabilidade inimaginável. Já sabia que as células tem funções diversificadas, porém descobri que dentro dela existem vários outros componentes e ocorrem muitos processos diferentes. Cada componente, como água, vitaminas, proteínas, lipídios, etc., tem uma função diferente dentro da célula. A carência de algum componente pode acarretar problemas, e conhecendo as fontes alimentares das vitaminas por exemplo, descobri o quão mal eu me alimento, pois é raro eu comer frutas e verduras. Por enquanto isso não em causa problemas, mas futuramente poderá causar alguma deficiência em minhas células.

Dentro de toda a complexidade de uma célula se encontra também o DNA e o RNA. Jamais imaginaria a presença de um componente como o RNA, e a função do DNA eu sabia que tinha relação com genes e características físicas mas engloba muito mais coisa do que eu imaginava.

Outra coisa que não sabia e descobri foi em relação ao ATP, o qual o professor já havia falado em sala de aula, porém, a partir deste trabalho pude conhecer mais sobre sua função, que é armazenar energia dentro da célula, para ser usada em qualquer momento que necessitar.

Bibliografia

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LIVRO: Bio – Volume Único - Sônia Lopes. Editora Saraiva.

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