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1 Constituintes básicos de uma célula

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3 Moléculas da vida Todos os seres vivos, logo, as suas células, são constituídos por moléculas orgânicas de grandes dimensões macromoléculas. Estas são formadas por um número relativamente reduzido de elementos químicos, principalmente carbono, oxigénio e hidrogénio. As biomoléculas desempenham diversas funções: estruturais, energéticas, enzimáticas, armazenamento e transferência de informação.

4 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

5 Água importância biológica A água é o composto mais importante nas células, podendo atingir entre 75% a 90% do total da sua massa. Constitui o meio onde ocorrem todas as reacções celulares, lares intervindoindo em numerosas reacções químicas vitais.

6 A água tem uma estrutura molecular simples. As suas propriedades residem no facto desta molécula, apesar de electronicamente neutra, apresentar polaridade. d Esta polaridade permite a ligação entre as moléculas de água, e também entre estas moléculas e outras substâncias polares, através de pontes de hidrogénio.

7 Ligações hidrogénio no gelo Ligações hidrogénio na água líquida

8 A água apresenta : Elevada coesão molecular; Ponto deebulição elevado; Elevado calor específico; Elevada condutibilidade térmica. Estas propriedades favorecem a importante Estas propriedades favorecem a importante intervenção da água na vida dos organismos.

9 Funções da água Intervém nas reacções químicas; Actua como meio de difusão de muitas substâncias; É um regulador da temperatura, pois em presença de grandes variações de temperatura do meio experimenta pequenas variações; Intervém em reacções de hidrólise; Excelente solvente, serve deveículo paramateriais i nutritivos necessários às células e produtos de excreção.

10 De todas as funções que a água realiza na matéria viva, destaca se o seu poder de dissolver numerosos compostos orgânicos e inorgânicos, sendo, por isso, denominada solvente universal.

11 Compostos orgânicos Alguns compostos orgânicos são constituídos por moléculas relativamente pequenas. Outros são moléculas gigantes, constituídas pela associação de várias moléculas unitárias. Estas moléculas, grandes e complexas, as macromoléculas, são polímeros, isto é, cadeias com um grande número de unidades básicas, ou monómeros, unidas por ligações químicas.

12 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

13 Macromoléculas Existem quatro grandes tipos de macromoléculas nas células: Osprótidos; Os glícidos; Os lípidos; Os ácidos nucleicos. Todas elas são formadas por conjuntos (polímeros) de unidades estruturais, respectivamente: Aminoácidos; Monossacarídeos; Ácidos gordos e glicerol; Nucleótidos.

14 Reacções de condensação ou síntese Formação de cadeias maiores (polímeros) pela união de monómeros. Por cada ligação química estabelecida entre dois monómeros liberta se uma molécula de água.

15 Reacções de hidrólise Separação dos monómeros que constituem um polímero. Por cada ligação química entre dois monómeros que é rompida, gasta se uma molécula de água.

16 Grupos funcionais Grupos de átomos das moléculas orgânicas que participam nas reacções. O seu número e arranjo influencia a estrutura e as propriedades químicas de uma molécula.

17 Compostos orgânicos ternários (constituídos por C, H e O) sendo que a proporção entre os átomos de H e de O é de 2:1 como na água, daí a designação de hidratos de carbono; De acordo com a sua complexidade, podem se considerar três grandes grupos de glícidos: Monossacarídeos; Oligossacarídeos; Polissacarídeos.

18 Monossacarídeos Os monossacarídeos, ou oses, são os glícidos mais simples e são classificados de acordo com o número de átomos de carbono que os compõem (entre 3 e 9); Assim, existem as trioses (3C), as tetroses (4C), as pentoses (5C), as hexoses (6C), as heptoses (7C), etc. As pentoses e as hexoses são as mais frequentes. Estes monossacarídeos, quando em solução aquosa, apresentam uma estrutura t emanel decarbono. Ver fig. 33 pág. 34

19 Oligossacarídeos Moléculas constituídas por 2 a 10 monossacarídeos unidos entre si. A ligação que une dois monossacarídeos denomina se ligação glicosídica. Dois monossacarídeos ligados formam um dissacarídeo. Se mais um monossacarídeo se ligar, forma um trissacarídeo e assim sucessivamente.

20 Alguns dissacarídeos

21 Polissacarídeos São glícidos complexos, formados por muitos monómeros (por vezes, centenas ou milhares). Constituída por dois tipos de polímeros de glicose (a amilose é linear e a amilopectina é ramificada) Molécula muito ramificada de glicose Longas cadeias lineares de glicose

22 Funções dos glícidos Os glícidos são compostos orgânicos com uma Os glícidos são compostos orgânicos com uma importante variedade de funções.

23 Grupo de moléculas muito heterogéneo, do qual fazem parte as gorduras (animais e vegetais), ceras, esteróides, etc. Geralmente são compostos por O, H e C, mas também podem conter outros elementos, como S, N ou P.

24 A insolubilidade na água e a solubilidade em solventes orgânicos, como o éter, o benzeno e o clorofórmio, sãocaracterísticas comuns. Apresentam estrutura e propriedades químicas diversas.

25 Classificação dos lípidos sob o ponto de vista químico Lípidos simples Lípidos complexos Exemplo: triglicerídeos Exemplo: fosfolípidos

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

27 Ácidos gordos São formados por uma cadeia linear de átomos de carbono, com um grupo terminal carboxilo (COOH); Os ácidos gordos que possuem átomos de carbono ligados entre si por ligações duplas ou triplas, dizem se insaturados (quanto maior for o número de ligações duplas, mais fluido é o lípido). Nos ácidos gordos saturados, todos os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações simples.

28 Glicerol O glicerol, ou glicerina, é um álcool que contém três grupos hidroxilo (OH), capazes de estabelecer ligações gç covalentes com os átomos de carbono dos grupos carboxilo dos ácidos gordos. Esta ligação denomina se ligação éster e, conforme se estabelece entre o glicerol e um, dois ou três ácidos gordos, assim se forma um monoglicerídeo, um diglicerídeo ou um triglicerídeo.

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30 Fosfolípidos Têm função estrutural; Contêm um grupo fosfato; São os constituintes mais abundantes das membranas celulares; A sua estrutura resulta da ligação de uma molécula l de glicerol l com dois áid ácidos gordos e com uma molécula de ácido fosfórico; São moléculas anfipáticas, isto é, possuem uma parte polar (hidrofílica) e uma parte apolar (hidrofóbica).

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32 Funções dos lípidos Os lípidos constituem um dos grupos de compostos Os lípidos constituem um dos grupos de compostos orgânicos vitais para os organismos.

33 Proteína do grego proteios primeiro lugar

34 São compostos quaternários, constituídos por C, H, O e N, podendo também conter outros elementos como S, P, Mg, Fe, Cu, etc. De acordo com a sua complexidade, os prótidos podem classificar sese em aminoácidos, péptidos e proteínas. Os aminoácidos são os prótidos mais simples, constituindo as unidades estruturais dos péptidos e das proteínas, que podem ligar se entre si, formando cadeias de tamanho variável.

35 Aminoácidos Existem cerca de 20 aminoácidos que entram na constituição dos prótidos de todas as espécies de seres vivos. Todos eles possuem um grupo amina (NH 2 ), um grupo carboxilo (COOH) e um átomo de hidrogénio ligados ao mesmo átomo de carbono. Existe ainda uma porção da molécula (R), quevaria deaminoácido para aminoácido.

36 Péptidos Os péptidos são o resultado da união entre dois ou mais aminoácidos, que se efectua através de uma ligação química covalente, denominada ligação peptídica. A ligação peptídica estabelece se entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo amina de outro.

37 Por cada ligação peptídica que se estabelece liberta se uma molécula de água. Assim, o número de moléculas de água libertadas é igual ao número de ligações peptídicas, ou seja, é igual ao número de aminoácidos que intervêm menos um. A substituição de um aminoácido na cadeia peptídica pode alterar completamente lt t a estrutura t tridimensional do polipéptido e, consequentemente, a sua função biológica.

38 Os péptidos formados por dois aminoácidos denominam se dipéptidos, os que são formados por três, tripéptidos, e assim sucessivamente. As cadeias peptídicas podem conter mais de 100 aminoácidos. Os que contêm entre dois e vinte aminoácidos designam se oligopéptidos, e os que ultrapassam essenúmero chamam sepolipéptidos.

39 Apesar de serem apenas 20 os aminoácidos que entram na constituição dos polipéptidos e, portanto, das proteínas, estas macromoléculas apresentam uma variabilidade muito grande, para a qual contribuem vários factores como: Podem conter apenas alguns ou todos os 20 tipos de aminoácidos; O número de cada umdos aminoácidos id é variável de acordo com os polipéptidos; A sequência específica de aminoácidos da cadeia pode ser extremamente variada.

40 Proteínas As proteínas são macromoléculas constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas e apresentam uma estrutura tridimensional definida. São moléculas com vários níveis de organização.

41 As proteínas podem ser estudadas a quatro níveis: Estrutura primária Estrutura secundária Estrutura terciária Estrutura quaternária

42 Estrutura primária A estrutura primária das proteínas designa uma sequência de aminoácidos unidos por ligações peptídicas.

43 Estrutura secundária Várias cadeias podem dispor se paralelamente e ligar se entre si por pontes de hidrogénio. Formam se estruturas em folha β-pregueada. d As cadeias polipeptídicas podem enrolar se em α hélice, devido a pontes de hidrogénio entre grupos amina e carboxilo de aminoácidos diferentes. A conformação em hélice é aestruturasecundáriamaiscomum. i

44 Estrutura terciária A estrutura secundária pode, ainda, dobrar se sobre si própria, ficando com uma forma globular. A este tipo de conformação dá se o nome de estrutura terciária.

45 Estrutura quaternária Várias cadeias globulares podem estabelecer ligações Várias cadeias globulares podem estabelecer ligações entre si, constituindo uma estrutura quaternária.

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47 Tipos de proteínas As proteínas podem ser formadas apenas por aminoácidos (proteínas simples ou holoproteínas) ouconter uma porção não proteica o grupo prostético (proteínas conjugadas ou heteroproteínas). De acordo com a natureza do grupo prostético, o são designadas glicoproteínas, lipoproteínas, fosfoproteínas, etc.

48 Desnaturação das proteínas As proteínas, quando submetidas a determinados agentes, como calor excessivo, radiações ou variações de ph, podem perder a sua conformação normal, o que é sempre acompanhado pela perda da sua função biológica. Diz se que houve desnaturação da proteína.

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50 Funções das proteínas A importância biológica das proteínas é enorme dada a intervenção crucial em diversos processos biológicos.

51 Os ácidos nucleicos são as biomoléculas mais importantes no controlo celular, pois contêm a informação genética. Existem dois tipos: o DNA e o RNA. DNA ácido desoxirribonucleico; RNA ácido ribonucleico.

52 Qual a constituição dos ácidos nucleicos? Resolva o Doc. 8 das páginas 41 e 42 do seu manual Sugestão de correcção do Doc. 8

53 Os ácidos nucleicos são polímeros cujas unidades básicas constituintes, ou seja, monómeros, são nucleótidos.

54 Bases azotadas Existem cinco bases azotadas diferentes, divididas em dois grupos: Bases de anel duplo (ou púricas) adenina (A) e guanina (G); Bases de anel simples (ou pirimídicas) timina (T), citosina (C) e uracilo (U).

55 Grupo fosfato Confere aos ácidos nucleicos as suas características Confere aos ácidos nucleicos as suas características ácidas.

56 Pentose Ocorrem dois tipos: A desoxirribose (C 5 H 10 O 4 ) no DNA; A ribose (C 5 H 10 O 5 )norna.

57 Os nucleótidos são designados pela base azotada que entra na sua constituição (nucleótido citosina, de guanina, de adenina, de timina i e de uracilo). Os nucleótidos podem unirse sequencialmente por reacções de condensação constituindo cadeias polinucleotídicas.

58 No DNA, as bases ligam se entre si por complementaridade: à citosina de um nucleótido de uma cadeia, liga se uma guanina do nucleótido de outra cadeia; à adenina liga sea a timina.

59 Diferenças entre o DNA e o RNA DNA Desoxirribose ib Timina Cadeia dupla RNA Ribose Uracilo Cadeia simples

60 Importância dos ácidos nucleicos Quer nos procariontes quer nos eucariontes o DNA é o suporte universal da informação genética, controlando a actividade celular; Cada organismo é único porque é portador de um DNA único, do ponto de vista informativo; ODNAeoRNAintervêmnasíntese das proteínas.