Colégio Marista Conceição A química da Célula 1º ano Ensino Médio Biologia Profª Ayesa Aseff

Composição química da Terra: 98% baseada em oito elementos químicos. “A QUÍMICA DA VIDA” Composição química dos seres vivos e da Terra alumínio (Al) 6,5% sódio (Na) 2,4% cálcio (Ca) 1,9% ferro (Fe) 1,9% magnésio (Mg) 1,8% potássio (K) 1,4% silício (Si) 21,2 % oxigênio (O) 63% hidrogênio (H) 65,4% oxigênio (O) 25,6% traços de elementos 0,001% carbono (C) 7,5% nitrogênio (N) 1,25% fósforo (P) 0,24% enxofre (S) 0,06% sódio (Na), magnésio (Mg), cloro (Cl), potássio (K), cálcio (Ca), manganês (Mn), ferro (Fe), cobre (Cu), iodo (I) Composição química da Terra: 98% baseada em oito elementos químicos. Composição química dos seres vivos: 99% Baseada em elementos químicos: CHONPS

Constituintes químicos do seres vivos “A QUÍMICA DA VIDA” Constituintes químicos do seres vivos Orgânicos Inorgânicos

Componentes Inorgânicos Água Substância fundamental aos seres vivos. Varia de acordo com a espécie, a idade e o metabolismo celular; quanto mais jovem um organismo e quanto maior a atividade de uma célula, maior sua taxa de água. Propriedades da água Polaridade Coesão Adesão H d + d - ponte de hidrogênio O Tensão superficial Solvente praticamente universal

Componentes Inorgânicos Sais minerais Aparecem de três maneiras no organismo: Dissolvidos na forma de íons na água do corpo Formando cristais (carbonato e fosfato de cálcio – esqueleto) Combinados com moléculas orgânicas (ferro na hemoglobina, magnésio na clorofila) Potássio Sódio Cloro Cálcio Fósforo Magnésio Zinco Ferro Flúor Iodo

Componentes Orgânicos Glicídios, Carboidratos, Açúcares ou Hidratos de carbono Principal função: liberação de energia para o trabalho celular Principal carboidrato utilizado pelo homem: Glicose Todos os alimentos ricos em glicídios são de origem vegetal (exceção: mel) Outras funções: estrutura e proteção

Componentes Orgânicos Classificação dos carboidratos Monossacarídeos, açúcares simples ou oses – são os glicídios mais simples (CH2O)n que não podem ser quebrados pela digestão. 3 C – triose, 4 C – tetrose, 5 C – pentose, 6 C – hexose

Componentes Orgânicos Dissacarídeos – união de dois monossacarídeos. Lactose = Glicose + galactose Sacarose = Glicose + Frutose Maltose = Glicose + Glicose

Componentes Orgânicos Polissacarídeos – São os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si. Os representantes dos polissacarídeos mais estudados são: a) Amido: O amido é o polissacarídeo de reserva da célula vegetal. É formado por moléculas de glicose ligadas entre si. Constitui 50% a 65% do peso das sementes de cereais secos, e até 80% da substância seca dos tubérculos. b) Glicogênio: é o polissacarídeo de reserva da célula animal. Muito semelhante ao amido, suas moléculas são menores e mais ramificadas que as do amido. c) Insulina: é usada em meios de cultura como agente identificador fermentativo para certas bactérias e em especial em métodos laboratoriais para avaliação da função renal (“clearence de insulina”). È filtrada apenas pelos glomérulos, não sendo excretada nem reabsorvida pelos túbulos. d) Celulose: é o carboidrato mais abundante na natureza. Possui função estrutural na célula vegetal e desempenha papel importante da parede celular.

Componentes Orgânicos Metabolismo dos carboidratos Quando alguém ingere algum alimento que contém carboidratos, o sistema digestivo o quebra em moléculas simples, que entram na corrente sanguínea na forma de glicose. Com a elevação da glicose sanguínea, o pâncreas libera insulina, um hormônio que sinaliza para as células absorverem o açúcar para ser utilizado como energia ou como reserva. Quando o nível de glicose sanguíneo cai e não existe alimento para ser digerido, o pâncreas libera outro hormônio, o glucagon, que sinaliza para as células que reservaram a glicose devolverem o açúcar para o sangue para que seja compartilhado por todo organismo. Em algumas pessoas, este mecanismo não funciona corretamente levando ao surgimento de diabetes.

Componentes Orgânicos Lipídios Conjunto de substâncias químicas que, ao contrário das outras classes de compostos orgânicos, não são caracterizadas por algum grupo funcional comum, e sim pela sua alta solubilidade em solventes orgânicos e baixa solubilidade em água. Funções Reserva energética Fornecem mais energia que os carboidratos, porém, não são preferencialmente utilizáveis pela célula. Toda vez que a célula necessita de uma substância energética, ela vai optar pelo uso imediato de um glicídio, para depois consumir os lipídios. Estrutural Certos lipídios fazem parte da composição das membranas celulares, que são formadas pela associação de lipídios e proteínas. Os mais importantes são: os fosfotolipidios e o colesterol. Isolante térmico Auxiliam na manutenção da temperatura dos animais endotérmicos, por meios de uma camada de tecido denominado hipoderme, a qual protege o individuo contra as variações de temperatura.

Tipos de lipídios Glicerídeos São as Gorduras e os óleos (também chamados de triglicerídeos). Possuem elevados teores energéticos. As moléculas dos glicerídeos podem ter um, dois ou três ácidos graxos associados a um álcool conhecido como glicerol. Ácidos graxos são compostos de longas cadeias carbônicas, saturadas ou não. Os óleos são ricos em ácidos graxos insaturados (ligações simples) e, por isso, são líquidos a temperatura ambiente. Pela presença de ácidos graxos saturados (ligação dupla), as gorduras são sólidas. Cerídios ou ceras São formados pela união de ácidos graxos com alcoóis maiores que o glicerol. Embora tenha valor econômico, não têm a mesma importância que as gorduras e óleos. Exemplos: carnaúba (do favo de mel de abelha) e cera do ouvido humano.

Componentes Orgânicos Triglicerídio Ácidos graxos (saturados e insaturados) Glicerol ácido palmítico ácido oléico

Fosfolipídio Formam a camada dupla da membrana celular. A molécula do fosfolipídio reage, ao mesmo tempo, com a água e com os lipídios. Isso é possível porque possui uma porção hidrófila (afeição a água), o fosfato, e uma porção hidrófoba (aversão a água) constituída pelas cadeias lipídicas. Os principais exemplos de fosfolipídios são a lecitina e a cefalina.

Esteróides Os esteróides são lipídios derivados do colesterol. Eles atuam, nos organismos, como hormônios e, nos humanos, são secretados pelas gônadas, córtex adrenal e pela placenta. A testosterona é o hormônio sexual masculino, enquanto que o estradiol é o hormônio responsável por muitas das características femininas. Carotenóides São pigmentos lipídicos amarelos e vermelhos sintetizados pelas plantas, encontrados em cenoura, abóbora, tomate e mamão. O carotenóide de maior importância biológica é o beta-caroteno ou provitamina A, que, por meio de cisão molecular, origina a vitamina A (retinol), necessária ao bom funcionamento da visão.

Componentes Orgânicos Aminoácidos: bloquinhos construtores de proteínas

Ligação peptídica: união de aminoácidos “A QUÍMICA DA VIDA” Ligação peptídica: união de aminoácidos glicina alanina glicilalanina (dipeptídio) glicilalanina cisteína glicilalanilcisteína (tripeptídio) ligação peptídica

Componentes Orgânicos As estruturas de uma proteína estrutura primária estrutura secundária estrutura terciária cadeia polipeptídica estrutura quaternária

Componentes Orgânicos Funções das proteínas Estrutural - participam da estrutura dos tecidos. Exemplos: colágeno, actina e miosina, queratina, etc. Transporte - pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue Enzimática - toda enzima é uma proteína. As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. Dentre as proteínas com função enzimática podemos citar, como exemplo, as lipases - enzimas que transformam os lipídios em sua unidades constituintes, como os ácidos graxos e glicerol. Defesa - existem células no organismo capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas de defesa, denominados anticorpos.

Componentes Orgânicos Enzimas: a rapidez da vida depende delas As enzimas são proteínas especializadas na catálise de reações biológicas. Elas estão entre as biomoléculas mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade e poder catalítico, que são muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas.             Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto.             As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações.             As enzimas são, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular.

estado final energia de ativação com enzima sem enzima baixa quantidade de energia alta progresso da reação estado inicial

Componentes Orgânicos Mecanismo chave-fechadura substratos complexo enzima-substrato (mudança de forma da enzima) enzima (sítio ativo maior que o substrato) enzima sítios ativos da enzima substratos complexo enzima-substrato

Componentes Orgânicos Fatores de ação enzimática Temperatura pH (miligramas do produto por minuto) taxa da reação temperatura (ºC) taxa da reação

Componentes Orgânicos Vitaminas: nós precisamos delas As vitaminas são nutrientes reguladores. Com as enzimas, controlam as reações químicas do corpo Hidrossolúveis: C e complexo B Lipossolúveis: A, D, E e K

Componentes Orgânicos Ácidos nucléicos: metabolismo de controle Nucleotídeos

Componentes Orgânicos Tipos de ácidos nucléicos DNA RNA