Biologia Celular
Profa. Dra. Ivina Brito
A estrutura da célula é a consequência de uma combinação de moléculas organizadas em uma ordem muito precisa.
Compostos
Inorgânicos
Compostos
Orgânicos
Água
Sais mineraisÁcidos nucléicos
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Vitaminas, etc
Componentes Químicos das Células
Proteínas15%
A água é o composto inorgânico em maior quantidade na célula
As proteínas são os compostos orgânicos em maior quantidade
na célula
A água é o componente mais abundante dos tecidos
• Composição: H2O
• Funções:
• transporta os nutrientes e os detritos celulares
• regulação da temperatura do organismo
• facilita a eliminação das toxinas acumuladas no nosso organismo através da urina
A água é o componente mais abundante dos tecidos
• Funções:
• permite as trocas gasosas
• é um excelente solvente e meio de suspensão
• permite reações químicas para formar novos compostos
Polaridade da água
• Molécula polar:
• distribuição assimétrica de cargas
• Pode atrair e separar outras moléculas polares
Hidrogênio
Oxigênio-+
+ +-
H2O
O que acontece quando adicionamos sal à água?
Sal de cozinha Na+Cl- (cloreto de sódio)
O que acontece quando adicionamos sal à água?
Sal de cozinha Na+Cl- (cloreto de sódio)
Molécula polar
Hidrofílica
Tem atração pela água e podem se dissolver nela
O que acontece quando adicionamos óleo à água?
Moléculas apolares
Hidrofóbica
Tem aversão pela água e não se dissolvem nela
Polaridade da água
• A molécula de água comporta-se como dipolo
• pode se ligar a moléculas positivas, negativas ou com ambos os tipos de cargas
• Pode resultar em um ânion hidroxila (-OH) e um próton hidrogênio (H+)
Ionização da água: essencial para permitir reações químicas
Permitem a união das moléculas de água
Tensão superficial da água
• Atuam como substâncias reguladoras do metabolismo das células
• São obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos,cereais, leite, peixes, etc.
• A carência de minerais pode ocasionar o mal funcionamento doorganismo
SAIS MINERAIS
SAIS MINERAIS
Componente estrutural (ex.: cálcio e fosfato dos
ossos)
Podem se associar a moléculas maiores (ex.: ferro e
hemoglobina)
Mantém o equilíbrio osmótico das células (ex.: sódio e
potássio)
Podem participar da transferência de energia química (fosfato do
ATP) e impulsos nervosos
SAIS MINERAIS
Podem atuar na contração muscular (ex.: cálcio)
Podem atuar como tampões (ex.: bicarbonato
no sangue)
A estrutura da célula é a consequência de uma combinação de moléculas organizadas em uma ordem muito precisa.
Caimbras são causadas por alterações na concentração de magnésio, potássio, sódio e
cloro
Reposição inadequada durante exercício
• Oxigênio
• Hidrogênio
• Carbono
• Enxofre
• Nitrogênio
• Fósforo
MOLÉCULAS ORGÂNICAS
ESSENCIAIS PARA A VIDA NO PLANETA
Associação de moléculas formam moléculas maiores
• Carboidratos• Lipídios• Proteínas• Ácidos nucléicos
MOLÉCULAS ORGÂNICAS
CARBOIDRATOS
• São compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio eoxigênio
• São também conhecidos como glicídios ou açúcares
• Representam as moléculas biológicas mais abundantes na natureza
• Junto com as proteínas formam os principais constituintes dosorganismos vivos
• São a principal fonte de energia para a célula
CARBOIDRATOS
• Classificação:
• Monossacarídeos
• Dissacarídeos
• Oligossacarídeos
• Polissacarídeos
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Fórmula geral Cn(H2O)n
• Não podem ser hidrolisados a compostos mais simples
• Contêm de 3 a 7 átomos de carbono
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Pentoses: 5 átomos de carbono
RiboseDesoxiribose
Matéria-prima para produção de ácido desoxiribonucleico (DNA)
Matéria-prima para produção de ácido ribonucleico (RNA)
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Hexoses: 6 átomos de carbono
• Glicose, Frutose e Galactose – função energética
MAIS IMPORTANTE!!
É utilizada pelas células como
fonte imediata de energia
CARBOIDRATOS
• Dissacarídeos
• Açúcares formados pela combinação de dois monômeros de hexose
• Fórmula: C12H22011
• Importante dissacarídeo nos mamíferos:
• Lactose (glicose + galactose), o açúcar do leite
CARBOIDRATOS
• Oligossacarídeos
• Apresentam até 20 unidades de monossacarídeos
• Encontram-se unidos a lipídios e proteínas
• Glicolipídios e glicoproteínas
CARBOIDRATOS
• Polissacarídeos
• São polímeros maiores, ou seja, muitos monômeros de hexoxes
Amido(reserva energética das plantas)
Glicogênio(reserva energética dos animais)
LIPÍDIOS
• Grupos de moléculas insolúveis em água
• São apolares ou hidrofóbicas
• São as gorduras, ceras e óleos
• Formados por um glicerol (álcool) ligado a três cadeias de ácido graxo
• Os lipídios mais comuns são: triglicerídeos, fosfolipídios, esteróides
LIPÍDIOS
• Funções:
• Fornecimento de energia para as células
• Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares
• Atuam como isolantes térmicos – controle da homeostase (gorduras)
• Barreira hidrofóbica (impermeabilização - ceras)
• Funções reguladoras ou de coenzimas (óleos)
LIPÍDIOS
• Triglicerídeos
• Forma de gordura que circula na corrente sanguínea e é armazenada no
tecido adiposo do corpo.
LIPÍDIOS
• Fosfolipídeos
• Moléculas anfipáticas
• Possuem um lado hidrofóbico e outro hidrofílico
• Componentes da membrana celular
Bicamada lipídica
LIPÍDIOS
• Esteróides
• Colesterol é um dos mais importantes
• Assumem funções diferentes de acordo com os grupos químicos que estejam
unidos
• Os principais esteróides do organismo são:
• hormônios sexuais (estrógenos, progesterona, testosterona)
• hormônios supra-renais (cortisol, aldosterona)
• vitamina D e os ácidos biliares
LIPÍDIOS
• Anabolizantes
• Hormônios esteróides
• Geralmente, são derivados da testosterona
• Promovem o crescimento e a divisão celular
• Resulta no aumento de massa muscular, força física e resistência
• Podem trazer graves consequências a saúde
PROTEÍNAS
• São as macromoléculas mais abundantes e que ocorrem em todas as
células e em todas as partes das células
• Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica
• São os instrumentos moleculares por meio dos quais a informação genética
se expressa
PROTEÍNAS
• Funções:
• Enzimas, Anticorpos, Hormônios e Fatores de crescimento, Receptores
• Transportadores de membrana
• Transporte de gases e nutrientes
• Sustentação mecânica e movimento
• Armazenamento
PROTEÍNAS
São cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas
PROTEÍNAS
• Aminoácido
• O carbono está unido ao grupo carboxila (-COOH), ao grupo amina (-NH2), além de
um H e um resíduo lateral (R), que é diferente em cada tipo de aminoácido.
PROTEÍNAS
• Aminoácidos
• Existem 20 aminoácidos
que se combinam em
diferentes quantidades e
sequências para formar as
proteínas
PROTEÍNAS
• Ligação peptídica
• Ligação entre os grupos amino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de
outro aminoácido
PROTEÍNAS
• A união de alguns aminoácidos forma os peptídeos
• Vários peptídeos formam os polipeptídeos
As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a
maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de
polipeptídeos
• Classificação:
• Quanto à composição
• simples e conjugada
• Quando à forma
• fibrosas e globulares
PROTEÍNAS
• Classificação:
• Quanto à composição
• Simples: proteínas formadas apenas por aminoácidos
• Ex.: albuminas, globulinas
• Conjugadas: proteínas que possuem outras moléculas, além dos aminoácidos
• Glicoproteínas, lipoproteínas, metaloproteínas
• Ex.: hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas
PROTEÍNAS
• Classificação:
• Quando à forma
• Fibrosas: são insolúveis em água, compridas e filamentosas.
• A maioria tem função estrutural. Ex. colágeno
• Globulares: geralmente solúveis em água, formam estruturas compactas
• Função relacionada com manutenção e regularização de processos
vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura primária
• Estrutura secundária
• Estrutura terciária
• Estrutura quaternária
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura primária
• compreende a sequência dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas que
forma a proteína
A substituição de um único aminoácido
na molécula de hemoglobina provoca a
anemia falciforme.
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
Ponte de Hidrogênio
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura secundária
• é a forma que a proteína assume como resultado
das pontes de hidrogênio entre o oxigênio e o
hidrogênio
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura secundária
α-hélice Folha β pregueada
PROTEÍNAS
α-hélice Queratina: proteína presente nas unhas e cabelos
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura terciária
• é determinada por interações não covalentes entre as cadeias laterais dos
aminoácidos constituintes
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura quaternária
• resulta da combinação de dois ou mais
polipeptídeos, o que origina moléculas
de grande complexidade
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Dois tipos:
Ácido ribonucleico (RNA)
Ácido desoxirribonucleico (DNA)
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Contém toda a informação genética
• A informação genética contida no DNA é transcrita em moléculas de RNA
mensageiro é traduzido na sequência de aminoácidos, que compõe as proteínas.
Ácido desoxirribonucleico (DNA)
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
DNA RNA PROTEÍNAS transcrição trandução
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Participa da síntese de proteínas
• Existem 3 tipos de RNA:
• RNA mensageiro (RNAm)
• RNA ribossômico (RNAr)
• RNA de transferência ou transportador (RNAt)
Ácido ribonucleico (RNA)
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA mensageiro (RNAm)
Leva a informação genética - copiada do DNA – que estabelece a sequência dos aminoácidos na proteína.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA ribossômico (RNAr)
O RNAr representa 50% da massa do ribossomo (os outros 50% são proteínas), que é o local onde ocorre a síntese de proteínas.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA transportador (RNAt)
Os RNAt identificam e transportam os aminoácidos até o ribossomo.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• São formados por nucleotídeos
PENTOSE
ÁCIDO FOSFÓRICO
BASE NITROGENADA
DNA RNA
PENTOSE desoxirribose ribose
BASES NITROGENADASadenina, guanina,citosina, timina
adenina, guanina,citosina, uracila
ÁCIDO FOSFÓRICO PO4H3 PO4H3
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Estrutura da PENTOSE:
DNA RNA
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Bases nitrogenadas
ADENINA
CITOSINA
GUANINA
TIMINA
URACILA
Comum para DNA e RNA
Exclusiva de DNA
Exclusiva de RNA
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Os nucleotídeos se unem através de
LIGAÇÕES FOSFODIÉSTER
1
23
4
5
1
23
4
5
PENTOSE
ÁCIDO FOSFÓRICO
BASE NITROGENADA
Ocorre entre o grupo hidroxila (OH) ligado ao terceiro carbono dapentose (carbono 3’) de um nucleotídeo, e o grupo fosfato ligado aocarbono 5 da pentose (carbono 5’) do nucleotídeo seguinte.
1. Na composição química de uma célula existem componentes orgânicos e inorgânicos. Quais são esses componentes?
2. Quais as funções da água no organismo?
3. Cite 3 exemplos de sais minerais e suas funções no organismo.
4. Como os carboidratos são classificados? Cite exemplos.
5. Que tipo de lipídio está presente na membrana das células? Qual sua característica principal?
6. O que é uma ligação peptídica?
7. Fale sobre os níveis de organização estrutural das proteínas.
8. Defina os 3 tipos de RNA.
9. Cite 3 diferenças entre a molécula de DNA e a de RNA.
10. O que são ligações fosfodiéster?
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