COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA

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1 Composição Química da Célula COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA Inorgânicos Água Sais Minerais Orgânicos Proteínas Lipídios Carboidratos Ácidos Nucléicos Prof. M.Sc. Renata Fontes MICROMOLÉCULAS MACROMOLÉCULAS Peso molecular entre 100 e 1000 Até trinta átomos de carbono Açúcares Ácidos Graxos Aminoácidos Nucleotídeos Peso molecular entre e 1 milhão Construídas a partir de subunidades de baixo peso molecular (micromoléculas) Repetidamente adicionadas Longo polímero em cadeia Proteínas Ex: Aminoácidos Proteínas. Ácidos Nucléicos ÁGUA Forma livre Representa 95% da água total, é a parte usada principalmente como solvente para os solutos e como meio dispersante 1

2 ÁGUA É um solvente universal. É um regulador de temperatura. É um lubrificante ideal Participa de reações químicas Atua como mecanismo de proteção CARBOIDRATOS CARBOIDRATOS Glicídios ou açúcares Moléculas biológicas mais abundantes na natureza São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio. Representam a principal fonte de energia para a célula. CARBOIDRATOS Abrangem um dos maiores grupos de compostos orgânicos encontrados na natureza. Junto com as proteínas formam os principais constituintes dos organismos vivos. São responsáveis pela energia que move o ser vivo MONOSSACARÍDEOS MONOSSACARÍDEOS Fórmula geral C n H 2n O n, que não podem ser hidrolisados a compostos mais simples Contêm de três a seis átomos de carbono. Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose Glicose é o mais importante Fonte imediata de energia 2

3 MONOSSACARÍDEOS Utilização da Glicose Pode ser queimada imediatamente como combustível Ribose Desoxirribose Pode ser armazenada como glicogênio para queima posterior Pode ser armazenada sob a forma de gordura Oxidação da Glicose DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS Açúcares duplos Duas moléculas de monossacarídeos Compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce Sacarose, Lactose e Maltose DISSACARÍDEO COMPOSIÇÃO FONTE Maltose Glicose + Glicose Sacarose Glicose + Frutose Lactose Glicose + Galactose Cereais Cana-de-açúcar Leite 3

4 POLISSACARÍDEOS Hidrólise da Sacarose São formadas por três ou mais moléculas de açúcares. Podem ser chamadas de Glicanas Amido, o Glicogênio e a Celulose POLISSACARÍDEOS Amido Depósito de polissacarídeo encontrado nas plantas Constituído por uma série de moléculas de glicose ligadas entre si de forma ramificada Amido POLISSACARÍDEOS Glicogênio Amido animal Polissacarídeo altamente ramificado Similar ao amido vegetal Reserva Glicogênio 4

5 POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE POLISSACARÍDEOS Celulose Polissacarídeo de cadeia reta encontrado nas plantas Fibra Melhora as funções digestivas Glicogênio Amido Celulose Quitina Ácido hialurônico Açúcar de reserva energética de animais e fungos Açúcar de reserva energética de vegetais e algas Função estrutural. Compõe a parede celular das células vegetais e algas Função estrutural. Compõe a parede celular de fungos e o exoesqueleto de artrópodes Função estrutural. Cimento celular em células animais PROTEÍNAS São constituintes básicos da vida; São macromoléculas complexas; PROTEÍNAS Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariota; Aminoácidos Peptídio Ligação de alguns aminoácidos através ligações peptídicas. Polipetídio Diversos aminoácidos se unem. Proteínas Polipeptídios muito grandes Maioria das proteínas Mais de uma cadeia de polipeptídeos. de 5

6 PROTEÍNAS Estrutura base Polipeptídeos Ligações peptídicas Grupos amino (-NH 2 ) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro Tipo Componentes das membranas celulares Colágeno Queratina Hormônios peptídicos (p. ex., insulina, hormônio do crescimento) Hemoglobina Anticorpos Proteínas plasmáticas Proteínas musculares Enzimas Proteínas estruturais Função Desempenham diversas funções: determinam o diâmetro dos poros; auxiliam os hormônios no reconhecimento celular Componente estrutural dos músculos e tendões Parte da pele e do pêlo Muitos hormônios são proteínas e exercem efeitos sobre diversos sistemas orgânicos Transporte de oxigênio Protegem o corpo contra organismos causadores de doenças Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos Tornam o músculo capaz de contrair Regulam os padrões das reações químicas Classificação das Proteínas Classificação das Proteínas Quanto à composição: Proteínas simples Ex. albuminas, globulinas Proteínas conjugadas Ex. hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas Quanto à forma: Proteínas fibrosas São insolúveis em água, compridas e filamentosas. Função estrutural ou de proteção Ex. colágeno Classificação das Proteínas Quanto à forma: Proteínas globulares: Solúveis em água Formam estruturas compactas fortemente enroladas em forma globular ou esférica. Funções: Manutenção e regularização de processos vitais: Enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. Hemoglobina. Grau de Estruturação das Proteínas Estrutura primária Ligações peptídicas Estrutura secundária Pontes de Hidrogênio Interações de Van der Waals Interações Eletrostáticas Interações Hidrofóbicas Estrutura terciária Estrutura quaternária Pontes de Hidrogênio Interações de Van der Waals Interações Eletrostáticas Interações Hidrofóbicas Uniões Covalentes de Dissulfeto 6

7 LIPÍDIOS São compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. União de ácido graxo e glicerol LIPÍDEOS São as gorduras, ceras e óleos Insolúveis na água. Triglicerídeos, os Fosfolipídios e os Esteróides. Onde são encontrados Associados a membrana Transportados pelo plasma Lipoproteínas Barreira hidrofóbica (impermeabilização- ceras) carboidrato fosfolipídio proteína de reconhecimento colesterol Meio extracelular receptor protéico sítio ligante proteína transportadora bicamada lipídica Funções reguladoras ou de coenzimas (óleos) Controle da homeostase do corpo (gorduras) A maioria dos componentes não-protéicos citoplasma filamentos protéicos Lipídios mais comuns Triglicerídeos Triglicerídeos Fosfolipídios Plantas e animais São triésteres de glicerol com ácidos graxos Reserva de energia em animais Glicolipídios Esteróides 7

8 Fosfolipídios Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol. São moléculas anfipáticas São os principais componentes das membranas celulares. Glicolipídios Todas as membranas do corpo. Camada externa da membrana plasmática. Regulação das interações Fonte de antígenos do grupo sanguíneo. Esteróides Colesterol é o mais importante. Está presente em todas as membranas celulares É necessário para a síntese de vitamina D na pele É utilizado pelos ovários e testículos na HO síntese dos hormônios sexuais. CH 3 HC CH 3 (CH 2) 3 HC CH 3 CH 3 Colesterol ELEMENTOS MINERAIS Representam cerca de 1% do total da composição celular São necessários em concentrações da ordem de miligramas por litro de cultura. Atuam principalmente como reguladores da atividade celular. Insolúvel Dissolvidos em água Fósforo Importante na regulação do metabolismo celular Fornecimento de fosfatos para a geração de energia Essencial Síntese de ácidos nucléicos Trifosfato de Adenosina (ATP) Potássio Produção de impulso nervoso Bomba de Sódio-Potássio A manutenção de maior concentração de K + no interior da célula e de Na + fora da célula é fundamental para o metabolismo celular 8

9 Magnésio É co-fator de várias enzimas Participa na ativação das enzimas glicolíticas Estimula a síntese de ácidos graxos essenciais Estimula a Bomba Sódio -Potássio Outros Elementos Minerais Cálcio Estimula o crescimento celular pela incorporação na parede celular e membrana plasmática Atua na contração muscular Ferro É necessário para síntese dos citocromos e de certos pigmentos Atua no transporte de oxigênio pelas hemácias VITAMINAS São compostos orgânicos Imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas Requeridos pelo organismo em quantidades mínimas para realizar funções celulares São usualmente classificadas em dois grupos Solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos Classificação das Vitaminas HIDROSSOLÚVEIS Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico. LIPOSSOLÚVEIS Vitamina A, D, E e K. Funções das Vitaminas Coenzimas Parte de enzimas Reações bioquímicas essenciais à saúde Mantêm a saúde ideal Prevenção de doenças crônicas ÁCIDOS NUCLÉICOS 9

10 Definições Nucleotídeo: É unidade estrutural básica dos ácidos nucléicos DNA e RNA Constituídos Bases Purinas (A, G) Bases Pirimídicas (C, T) Ribose ou Desoxirribose Grupamento fosfato DNA É um polímero formado por nucleotídeos, sendo o açúcar desoxirribose e as bases purinas e pirimídicas (C, T, G, A), proporcionando formação de uma fita dupla. Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento. Pareamento das bases A=T C G RNA Está envolvido no decifrar das informações do DNA. Carrega instruções. Composto por nucleotídeos O açúcar é uma ribose Base pirimídica timina é substituída pela uracila Fita de RNA simples Tipos de RNA 1) RNAm (mensageiro) Produzido pelo DNA no núcleo; Leva a mensagem ao citoplasma; Associa-se aos ribossomos. 10

11 Tipos de RNA 2) RNAr (ribossômico) Matéria-prima para formar os ribossomos; Sem ribossomo não há tradução. Tipos de RNA 3) RNAt (transportador) Em certa região, apresenta 3 bases livres, chamadas anti-códon; Captura os aminoácidos do citoplasma e os leva aos ribossomos. Referências LEHNINGER, ALBERT L.; DAVID L. NELSON; MICHAEL M. COX Princípios de Bioquímica. 4 ed.; São Paulo; Sarvier; ISBN: CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A. Bioquímica Ilustrada. 3. ed. Porto Alegre: Artmed p. ISBN