CITOQUÍMICA DA CÉLULA Profª. Andréa Roveré Biologia

CITOLOGIA E CITOQUÍMICA CONCEITOS CITOLOGIA É a área da Biologia que estuda a célula, suas estruturas, composição e funcionamento.(Biologia Celular). CITOQUÍMICA Estuda especificamente a composição química da célula.(Bioquímica celular).

CITOQUÍMICA É a parte da citologia que estuda a química celular. Os principais elementos encontrados nas células são: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S)= CHONPS. Os constituintes químicos das células podem ser divididos em 2 grupos: Inorgânicos – água e sais minerais; Orgânicos – glicídios, lipídios, proteínas, enzimas, ácidos nucléicos e vitaminas.

CITOQUÍMICA Composição média geral das células : Água : cerca de 75 a 85% do peso de qualquer ser vivo, o resto é : proteínas(10 a 15%), lipídios (2 a 3%), glicídios (1%), ácidos nucléicos (1%), além de 1% de sais minerais. animais – 60% de água; 17% de proteínas; 12% de lipídios; 6% de glicídios; 4,5% de sais minerais. vegetais-75% de água; 4%de proteínas; 0,5% de lipídios; 18% de glicídios; 2,5% de sais minerais.

ÁGUA (COMPOSTO INORGÂNICO) Uma molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. A água é considerada uma molécula polar. Solvente universal; MODELO DA MOLÉCULA DE ÁGUA

ÁGUA Importância da água para os seres vivos controle da temperatura; http://peixeboi.files.wordpress.com

ÁGUA Importância da água para os seres vivos veículo; http://s100.photobucket.com/albums/m32

ÁGUA Importância da água para os seres vivos lubrificante;

ÁGUA Importância da água para os seres vivos Indispensável ao metabolismo; Detalhe do metabolismo celular www.colegioweb.com.br http://1.bp.blogspot.com

ÁGUA Importância da água para os seres vivos capilaridade (adesão e Coesão);

ÁGUA Importância da água para os seres vivos agente passivo na osmose;

SAIS MINERAIS São numerosos os sais encontrados nos seres vivos, cada um deles com sua função específica, como: Sais de cálcio – fortalece os ossos; Sais de sódio e potássio – controlam a permeabilidade às substâncias que entram e saem do organismo, bem como os impulsos elétricos que percorrem os nervos; Sais de magnésio – faz com que se forme o pigmento verde (clorofila) das folhas dos vegetais; Sais de iodo – regulam o funcionamento da glândula tireóide; Sais de ferro – importante na produção dos glóbulos vermelhos; Sais de fósforo – são importantes no acúmulo de energia; Bicarbonatos – neutraliza o excesso de ácido (acidez).

CARBOIDRATOS Os carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono ou glicídios, são compostos orgânicos geralmente constituídos por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais substâncias produzidas nas plantas durante o processo de fotossíntese. Normalmente usados como fonte de energia pelos seres vivos, podem também ter função estrutural. Os carboidratos podem ser divididos em três grandes grupos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

MONOSSACARÍDEOS São carboidratos simples, que não sofrem hidrólise, de fórmula geral C (H O ) , onde n varia, geralmente, de 3 a 7. As pentoses e as hexoses são os monossacarídeos mais importantes e mais comuns nos seres vivos. Exemplos de monossacarídeos:

Ocorrência e papel biológico Monossacarídeos Ocorrência e papel biológico Galactose (C H O ) É um dos componentes do açúcar do leite (lactose). Tem função energética. Frutose Mel e frutos diversos. Tem função energética. Glicose Ribose Componente estrutural do ácido ribonucléico (RNA). Desoxirribose Componente estrutural do ácido desoxirribonucléico (DNA). Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos.

OLIGOSSACARÍDEOS São carboidratos formados pela junção de dois a dez monossacarídeos, que se separam por hidrólise. Os mais importantes oligassacarídeos para os seres vivos são os dissacarídeos, formados por dois monossacarídeos. Principais dissacarídeos conhecidos:

Ocorrência e papel biológico Dissacarídeos Ocorrência e papel biológico Sacarose (glicose + frutose) É o açúcar da cana e da beterraba. Tem função energética. Lactose (glicose + galactose) É o açúcar do leite. Tem função energética. Maltose (glicose + glicose) É obtido do amido por hidrólise. Tem função energética.

POLISSACARÍDEOS Com fórmula geral igual a (C H O ) , os polissacarídeos são macromoléculas formadas pela junção de muitos monossacarídeos. Exemplos de importantes polissacarídeos: Polissacarídeos Ocorrência e papel biológico amido e a reserva natural das plantas. É destituído de sabor e tem papel energético. Em sua constituição entram mais de 1400 moléculas de glicose.

Polissacarídeos Ocorrência e papel biológico Amido É a reserva natural das plantas. É destituído de sabor e tem papel energético. Em sua constituição entram mais de 1400 moléculas de glicose. Celulose É o mais abundante polissacarídeo da natureza. Constitui o principal componente estrutural da parede celular das células vegetais. Contém cerca de 4000 moléculas de glicose. Glicogênio É o polissacarídeo de reserva dos animais em geral. Armazenado principalmente nas células do fígado e dos músculos, pode conter mais de 30000 moléculas de glicose. Tem papel energético.

LIPÍDIOS Os lipídios são substâncias orgânicas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (benzina, éter, querosene, etc.). Podem ser líquidos (óleos de oliva, de soja, de milho, etc.) ou sólidos (gordura de coco, manteiga de cacau, manteiga de leite, banha, e sebo). Os lipídios, além de fazerem parte da estrutura dos seres vivos, fornecem-lhes energia. Além disso, é um isolante térmico contra o frio e amortecedor contra pancadas. Os lipídios apresentam em sua constituição átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Os principais grupos de lipídios são os glicerídeos, os cerídeos e os esteróides.

GLICERÍDEOS Os glicerídeos são ésteres, pois formam-se da reação entre um ácido graxo e o glicerol. Os glicerídeos compreendem os óleos e as gorduras. Os óleos são derivados de ácidos graxos insaturados (com dupla ligação entre carbonos) e são líquidos. As gorduras são derivadas de ácidos graxos saturados (com ligações simples entre os carbonos) e são sólidos. Além da função termo-isolante, os glicerídeos têm um importante papel de reserva energética, tanto nos animais como nos vegetais.

CERÍDEOS São ésteres formados por ácido graxo e álcool de cadeia mais longa que o glicerol. Compreende as ceras que ocorrem na superfície de folhas e de frutos, impermeabilizando-os de maneira a evitar uma desidratação excessiva, são encontradas também na secreção de certos insetos (abelhas). ESTERÓIDES Constituem um grupo de substâncias lipídicas formadas a partir de álcoois policíclicos denominados esteróis. Entre os vários tipos de esteróis, destaca-se o colesterol. O colesterol participa da composição química da membrana das células animais, além de atuar como precursor de hormônios, como testosterona e a progesterona. No corpo humano o colesterol pode ter duas origens: exógena – se ingerido através dos alimentos – e endógena – se fabricado pelo próprio organismo. O fígado não só produz como também degrada o colesterol, atuando como um órgão regulador da taxa dessa substância no sangue.

PROTEÍNAS As substâncias orgânicas mais abundantes da matéria viva são as proteínas – macromoléculas constituídas de unidades menores denominadas aminoácidos. As proteínas são encontradas nas carnes em geral, nos peixes, no leite e derivados, nos ovos em grãos diversos (feijão, soja). OS AMINOÁCIDOS Os aminoácidos são substâncias orgânicas que contêm sempre um grupo amina (- NH²) e um radical ácido – C – OH.

Aminoácidos não-essenciais Aminoácidos não-essenciais ou dispensáveis são aqueles que o corpo humano pode sintetizar. São eles:alanina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutâmico, serina. Aminoácidos essenciais Os aminoácidos essenciais são aqueles que não podem ser produzidos pelo corpo humano. Dessa forma, são somente adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais. São eles: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, histidina e valina.

Fenilalanina A Fenilalanina é um dos aminoácidos codificados pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos. É um composto natural que está presente em todas as proteínas (vegetais ou animais). O corpo humano necessita da fenilalanina, pois é uma parte integral de todas as proteínas do nosso corpo. Os humanos não conseguem sintetizar a fenilalanina, logo é um componente essencial da nossa dieta diária, sem ela o corpo não consegue funcionar. A fenilalanina é encontrada no aspartame, um adoçante, substituto do açúcar e muito utilizado em bebidas, principalmente refrigerantes.

ESTRUTURAS DAS PROTEÍNAS A seqüência dos aminoácidos determina a forma da molécula protéica. Assim, proteínas diferentes, sendo constituídas por aminoácidos diferentes. Acontece que a forma da proteína está intimamente associada a sua função. Fibrosas Globulares

PAPEL BIOLÓGICO DAS PROTEÍNAS No organismo humano existem muitos tipos diferentes de proteínas, que executam as mais diversas funções como: Função estrutural – participam da estrutura das células e dos tecidos. Exemplos: Colágeno, proteína com alta resistência, encontrada na pele, nos ossos e nos tendões. Miosina e actina, proteínas contráteis dos músculos, onde participam do mecanismo de contração muscular. Queratina, proteína impermeabilizante encontrada na pele, nos cabelos e nas unhas, evita a desidratação.

Função hormonal – muitos hormônios de nosso organismo são de nosso natureza protéica, é o caso da insulina. Função nutritiva – as proteínas fornecem aminoácidos, que podem ser usados como fonte de energia na respiração celular. Função enzimática – sendo moléculas reguladoras das reações biológicas, as enzimas são fundamentais para a vida. Função de defesa – existem células no organismo capazes de reconhecer a presença de proteínas não-específicas, isto é, estranhas a ele. Essas proteínas estranhas são chamadas de antígenos. Na presença de antígenos, o organismo produz proteínas de defesa, denominados de anticorpos. O anticorpo combina-se com o antígeno, neutralizando seu efeito. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo (linfócitos).

ENZIMAS, OS AGENTES REGULADORES DA VIDA Catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química, sem ser consumida no processo. Proteínas que agem como catalisador são chamadas de enzima, cuja produção está subordinada ao material genético. A natureza protéica do biocatalisador determina a existência de certas propriedades, tais como:

Especificidade de substratos – Entende-se por substrato as substâncias que reagem sob estímulo enzimático. As enzimas são específicas para um determinado substrato, isto é, as enzimas atuam sobre um tipo de substrato e não têm ação sobre substratos diferentes. Exemplos: amilases – amido; proteases – proteínas; lipases – lipídios.

Dependência da temperatura – A temperatura é um dos principais fatores que influem na atividade enzimática. Em geral, a cada 10 C° de aumento na temperatura do meio em que a enzima atua, observa-se que a atividade enzimática duplica ou triplica. Acima dos 40 C° a atuação da enzima diminui, porque se inicia a alteração de sua estrutura química. A enzima é, assim, levada ao estado de desnaturação, desorganizando-se de tal modo que perde suas propriedades biológicas e se torna inativa (desnaturação).

Dependência do pH – As enzimas tem um pH específico de ação Dependência do pH – As enzimas tem um pH específico de ação. Exemplos: ptialina (amilase da saliva) pH 7,0; pepsina (protease do suco digestório do estômago) pH 2,0. Além ou aquém de seu pH ótimo, as enzimas diminuem gradativamente a sua atividade, até se tornarem inativas.

A ATUAÇÃO ENZIMÁTICA As enzimas oferecem aos reagentes – denominados substratos – um sítio tridimensional chamado sítio ativo, onde eles se encaixam de modo preciso e específico, atingindo mais facilmente o estado ativado. A ligação de uma enzima com seu substrato assemelha-se ao encaixe entre uma chave e uma fechadura com formas complementares, tal ligação geralmente apresenta elevada especificidade. A enzima sacarase, fraciona apenas a sacarose, mas não a lactose ou outras substâncias.

Chave Fechadura

Especificidade As enzimas possuem normalmente uma alta especificidade em relação às reações que catalizam e aos substratos que estão envolvidos nessas reacções. A forma complementar, carga e características hidrofílicas/hidrofóbicas, são responsáveis por esta especificidade.