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Ciências Moleculares e Celulares Composição química das células Prof a : Adriana Silva.

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1 Ciências Moleculares e Celulares Composição química das células Prof a : Adriana Silva

2 Composição Química da Célula

3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA CÉLULA – constituída por íons, moléculas e macromoléculas que formam as organelas celulares. Componentes químicos da célula a)inorgânicos: -água -minerais

4

5 b) Orgânicos -Glicídeos (carboidratos ou açúcares) -Lipídeos (óleos e gorduras) -Protídeos (ou proteínas) -Ácidos nucléicos -Vitaminas

6 Composição Química da Célula Inorgânicos Água Sais Minerais Orgânicos Proteínas Lipídios Carboidratos Àcidos Nucléicos

7 Composição Química da Célula

8 POLARIDADE A molécula de água é formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio (H 2 O). Oxigênio Hidrogênio

9 ÁGUA A água é um solvente universal. A água é um regulador de temperatura. A água é um lubrificante ideal, A água participa de reações químicas A água atua como mecanismo de proteção

10 A água Substância essencial à vida – reações químicas do metabolismo só ocorrem em presença de água. Preenche o interior da célula- solvente de substâncias. A quantidade de água varia conforme: -A espécie -A idade -A atividade celular

11 Minerais - FUNÇÃO Atuam principalmente como reguladores da atividade celular. Encontram-se na forma: Insolúvel Dissolvidos em água

12 -Sódio (Na + ) e potássio (K + ): - responsáveis pela condução do impulso nervoso. -Ferro (Fe ++ ): - forma a molécula de hemoglobina – transporte de O 2 no organismo.

13 -Fosfato (PO ): componente dos ácidos nucléicos, alem de atuar nos processos energéticos da célula. -Iodo - funcionamento da glândula tireóide - Flúor – resistência dos dentes

14 FÓSFORO (P) É importante na regulação do metabolismo celular e no fornecimento de fosfatos para a geração de energia. É essencial para a síntese de ácidos nucléicos e adenosina trifosfato (ATP).

15 MAGNÉSIO É co-fator de várias enzimas; Participa na ativação das enzimas glicolíticas ( quebra da glicose); Estimula a síntese de ácidos graxos essenciais; Estimula a Bomba Sódio -Potássio

16 ELEMENTOS MINERAIS Cálcio: Estimula o crescimento celular pela incorporação na parede celular e membrana plasmática. Ferro: É necessário para síntese dos citocromos e de certo pigmentos.

17 COMPONENTES ORGÂNICOS DA CÉLULA São polímeros – moléculas grandes formados pela união de moléculas menores chamadas monômeros. Monômero Polímero

18 carboidratos Chamados de glicídeos ou açúcares. São formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. Fornecem energia para as atividades celulares. Exemplos: - glicose (combustível celular), frutose (presente nos frutos) – são monômeros, - amido (reserva dos vegetais), glicogênio (reserva dos animais) e celulose (forma a parede das células vegetais) sacarose

19 Classificação dos carboidratos -monossacarídeos: formados por apenas uma unidade glicídica Ex. glicose, frutose, desoxirribose -dissacarídeos: formados por duas unidades glicídicas Ex. sacarose, maltose, lactose -polissacarídeos: formados por muitas unidades glicídicas -Ex. amido, glicogênio, celulose

20 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

21 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS São compostos com uma fórmula geral C n (H 2 O), 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 dos três e é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.

22 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS Ribose Desoxirribose

23 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS

24 UTILIZAÇÃO DA GLICOSE A glicose é utilizada de três maneiras: pode ser queimada imediatamente como combustível. pode ser armazenada como glicogênio para queima posterior. pode ser armazenada sob a forma de gordura.

25 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos. Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce. Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.

26 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS

27 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS São formadas por três ou mais moléculas de açúcares. Podem ser chamadas de glicanas. Os três polissacarídeos de interesse para nós são o amido, o glicogênio e a celulose.

28 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS O amido é um depósito de polissacarídeo encontrado nas plantas e é constituído por uma série de moléculas de glicose ligadas entre si de forma ramificada. O glicogênio, também conhecido como “amido animal”, é um polissacarídeo altamente ramificado, similar ao amido vegetal. O glicogênio é a forma na qual os seres vivos armazenam glicose. A celulose é um polissacarídeo de cadeia reta encontrado nas plantas. A celulose fornece a fibra da nossa dieta e melhora as funções digestivas de diversas maneiras.

29 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS POLISSACARÍDEOS

30 Lipídios São biomoléculas insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos, como o álcool, benzina, éter e clorofórmio. biomoléculaságua Agregam-se para desempenhar a maioria de suas funções (membranas) Ex: gorduras, óleos, vitaminas e hormônios Desempenham 3 principais funções biológicas: –Componentes essências de membranas biológicas –Reserva de energia (aqueles com cadeia de hidrocarbonetos) –Sinalização intracelular (hormônios e outros mensageiros)

31 lipídeos -Conhecidos por gorduras – são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. -Triglicerídeos ou triglicérides (óleos e gorduras) – função energética – constituídos por 3 moléculas de ácidos graxos e uma de glicerol.

32 Classificação dos lipídios Ácidos graxos Triglicérides Glicerofosfolipídeos Esteróides Outros.

33 Ácidos Graxos Ácidos graxos: ácidos carboxílicos com grupos laterais de longas cadeias de hidrocarbonetos.(Monocarboxilicos). Maioria com cadeias com 16 ou 18 C SATURADOS - não contem duplas ligações são altamente flexíveis e em geral estendidos INSATURADOS (contém duplas ligações) poliinsaturados (+ 1 dupla) –Ligação dupla ocorre geralmente entre os C 9 e 10 (gerando uma dobra rígida de 30º) Insaturados se interagem de forma menos compacta que os saturados Grau de insaturação aumenta a fluidez dos lipídeos : mais insaturados, mais fluidos

34 Ácidos Graxos

35 Triglicerideos  Plantas e animais;  Reserva de energia em animais;  Formam CO 2 e H 2 O na célula.

36 Triglicerídios Um triacilglicerol é formado pela união de três ácidos graxos a uma molécula de glicerol, cujas três hidroxilas (grupos –OH) ligam-se aos radicais carboxílicos dos ácidos graxos.hidroxilasácidos graxos Óleos e gorduras: (maioria) misturas complexas de triglicérides na forma líquida (óleo) ou sólida (gorduras) Atuam como reserva energética em animais Mais abundante classe de lipídeos Não são componentes de membranas celulares São apolares

37 Triglicerídios Óleos vegetais – mais ricos em ácidos graxos insaturados que os animais Gorduras – forma eficiente de armazenamento de energia (menos oxidadas que carboidratos e proteínas) Armazenados nos adipócitos São capazes de armazenar gorduras até atingir dez vezes o seu tamanho. (valores normais = 21% nos homens e 24% nas mulheres), permite a sobrevivência por 2-3 meses em jejum (glicogênio = menos de 1 dia) Isolamento térmico

38 Triglicerídios

39 FOSFOLIPÍDIOS Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol. São os principais componentes das membranas celulares.

40 -Fosfolipídeos – formam a membrana plasmática. -Esteróides: Hormônios sexuais, colesterol

41 ONDE SÃO ENCONTRADOS Associados a membrana; Transportados pelo plasma; Barreira hidrofóbica( impermeabilização- ceras) Funções reguladoras ou de coenzimas( óleos); Controle da homeostase do corpo( gorduras) A maioria dos componentes não protéicos.

42 Meio extracelular citoplasma filamentos protéicos proteína de reconhecimento receptor protéico proteína transportadora sítio ligante bicamada lipídica fosfolipídio colesterol carboidrato LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA

43 Fosfoglicerídios (glicerofosfolipídios) Glicerol 3-fosfato com as posições C1 e C2 esterificadas com ácidos graxos e grupo fosfato ligado a outro grupo apolar. Moléculas anfipáticas (cauda apolar e cabeça polar) Principal componente lipídico das membranas biológicas

44 Esteróides Sistema de anéis = rigidez Colesterol – esteróide mais abundante nos animais. Componente majoritário de membranas plasmáticas animais. Fornece rigidez a membranas Os esteroides - compostos solúveis em gordura (lipossolúveis), que têm uma estrutura básica de +/- 17 átomos de carbono dispostos em quatro anéis ligados entre si. Os esteróides compreendem diversas substâncias químicas com importante papel na fisiologia humana. Alguns esteróides são produzidos sinteticamente com finalidade médico-terapêutica.gorduraátomoscarbonofisiologiahumana

45 Esteróides

46 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 síntese dos hormônios sexuais.

47 VITAMINAS São compostos orgânicos imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas, requeridos pelo corpo em quantidades mínimas para realizar funções celulares. São usualmente classificadas em dois grupos com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos.

48 CLASSIFICAÇÃO HIDROSSOLÚVEIS Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico. LIPOSSOLÚVEIS Vitamina A, D, E e K.

49 FUNÇÕES Agem muitas vezes como coenzimas ou como parte de enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à saúde humana. Mantêm a saúde ideal e a prevenção de doenças crônicas.

50 A vitamina D (ou calciferol) é uma vitamina que promove a absorção de cálcio (após a exposição à luz solar),vitaminacálcioluz essencial para o desenvolvimento normal dos ossos e dentes,ossosdentes atua também, como recentemente descoberto, no sistema imune, no coração, no cérebro e na secreção de insulina pelo pâncreas. É uma vitamina lipossolúvel obtida a partir do colesterol.colesterol Funcionalmente, a vitamina D atua como um hormônio que mantém as concentrações de cálcio e fósforo no sangue através do aumento ou diminuição da absorção desses minerais no intestino delgado.hormônioconcentraçõesfósforointestino delgado A vitamina D também regula o metabolismo ósseo e a deposição de cálcio nos ossos.metabolismo Vitamina D = formada pela quebra de um dos anéis por UV – raquitismo na carência e calcificação de tecidos moles no excesso.

51 LIPÍDIOS MAIS COMUNS Triglicerideos Fosfolipídios Glicolipídios Esteróides

52 proteínas São polímeros formados por monômeros chamados aminoácidos. Funções: - estrutural – formam os componentes celulares (colágeno, queratina, osseína); - enzimática: promovem reações químicas (enzimas: lipases, amilase salivar, pepsina)

53 - de movimento (contração muscular) – actina e miosina. -de transporte: hemoglobina e mioglobina. -Hormonal: insulina -de coagulação: fibrinogênio

54 PROTEÍNAS São constituintes básicos da vida; São macromoléculas complexas; Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica; Tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados de ligações peptídicas entre os grupos amino (-NH 2 ) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfa de cada um dos aminoácidos;

55 PROTEÍNAS TipoFunção Proteínas estruturais Componentes das membranas celularesDesempenham diversas funções: determinam o diâmetro dos poros; auxiliam os hormônios no “reconhecimento” celular ColágenoComponente estrutural dos músculos e tendões QueratinaParte da pele e do pêlo Hormônios peptídicos (p. ex., insulina, hormônio do crescimento) Muitos hormônios são proteínas e exercem efeitos sobre diversos sistemas orgânicos HemoglobinaTransporte de oxigênio AnticorposProtegem o corpo contra organismos causadores de doenças Proteínas plasmáticasCoágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos Proteínas muscularesTornam o músculo capaz de contrair EnzimasRegulam os padrões das reações químicas

56 CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS Quanto à forma: Proteínas fibrosas: são insolúveis em água, compridas e filamentosas. A maioria tem função estrutural ou protetiva. Ex. colágeno Proteínas globulares: geralmente solúveis em água, formam estruturas compactas fortemente enroladas em forma globular ou esférica. Função relacionada com manutenção e regularização de processos vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.

57 GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS Ligações peptídicas Pontes de Hidrogênio Interações de Van der Waals Interações Eletrostáticas Interações Hidrofóbicas Uniões Covalentes de Dissulfeto Pontes de Hidrogênio Interações de Van der Waals Interações Eletrostáticas Interações Hidrofóbicas Estrutura primária Estrutura secundária Estrutura terciária Estrutura quaternária

58 AMINOÁCIDOS Um peptídio é formado quando alguns aminoácidos se unem através de ligações peptídicas. A formação de um polipetídio ocorre quando diversos aminoácidos se unem. As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de polipeptídeos.

59 AMINOÁCIDOS

60 Ácidos nucleicos -Os ácidos nucléicos são macromoléculas de natureza química, formadas por nucleotídeos, compondo o material genético contido nas células de todos os seres vivos.

61 DNA Ácido Desoxirribonucleico – material genético da célula, formado por duas cadeias polinucleotídicas unidas por pontes de hidrogênio e dispostas em hélice. Os nucleotídeos de DNA contêm o açúcar desoxirribose e as bases nitrogenadas: timina (T), adenina(A), citosina (C) e guanina (G).

62 RNA Ácido ribonucléico O RNA não possui a base nitrogenada Timina, em seu lugar está presente a Uracila. O açúcar presente no RNA é a ribose. A molécula de RNA é constituída por apenas uma cadeia polinucleotídica Há três tipos de RNA: - RNAm – contém a informação genética - RNAt – transporta aminoácidos - RNAr – Forma os ribossomo

63 ÁCIDOS NUCLÉICOS

64 DEFINIÇÕES É unidade estrutural básica dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), constituídos por bases purinas (A, G) ou pirimídicas (C, T), ribose ou desoxirribose e ainda grupamento fosfato. NUCLEOTÍDEOS:

65 Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento. 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. DNA

66 PAREAMENTO DAS BASES A=T C G

67 Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução. Assim como o DNA, o RNA também é composto por nucleotídeos, porém difere em certos aspectos: O açúcar é uma ribose; A base pirimídica timina é substituída pela uracila; Forma somente fita de RNA simples, isto implica que haverá uma porcentagem diferente de A com T e C com G RNA

68 TIPOS DE RNA 1) RNAm (mensageiro) Produzido pelo DNA no núcleo; Leva a “mensagem” ao citoplasma; Associa-se aos ribossomos. 2) RNAr (ribossômico) É o mais comprido; Matéria-prima para formar os ribossomos; Sem ribossomo não há tradução. 3) RNAt (transportador) Em certa região, apresenta 3 bases livres, chamadas anti- códon; Captura os aminoácidos do citoplasma e os leva aos ribossomos; O mesmo aminoácido pode ser carregado por 2 ou 3 tipos de RNA-t.


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