Faculdade Unidas do Norte de Minas- FUNORTE

BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR

• Biopolímeros - Proteínas - Polissacarídeos - Ácidos Nucléicos

• Outros: Lipídios, água, sais minerais, vitaminas

• Polímeros formados de monômeros semelhantes = Homopolímeros

• Ex. glicogênio

• Polímeros formados de monômeros diferentes = heteropolímeros

• Ex. Ácidos Nucléicos

Polímeros• são macromoléculas formadas pela

união de muitas unidades menores e semelhantes

• 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.

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

SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS DA CÉLULA

1-ÁGUA- Corresponde cerca de 65 a 75% da massa do corpo dos seres vivos.

É a substância que se encontra em maior quantidade no interior da célula.

A porcentagem de água é maior nas células embrionárias, tornando-se menor à medida que avançamos de idade.

Seu teor varia de acordo com a atividade celular, isto é, células que desempenham intensa atividade possuem maior quantidade de água do que as que trabalham pouco.

• Da mesma forma, quanto mais trabalho a célula desenvolver, mais estará ela realizando hidrólise e, conseqüentemente, solicitando água.

• Dipolo

Estrutura molecular da água

Uma molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. Dipolo

o

HH

Moléculas polarizadas ou moléculas polares

de hidrogênio

HH

H

-

+ +

Ligação

o o

o

H

H

Grau de afinidade• As moléculas de água apresentam dupla

polaridade: podem se associar-se a moléculas de carga elétrica positiva quanto a moléculas de carga negativa.

• Sais, oses, proteínas, carboxila, hidroxila, e fosfato e muitas outras substâncias orgânicas apresentam afinidade pela água, dissolvendo-se nela=HIDROFÍLICA.

Grau de afinidade• Gorduras e outras substâncias cujas

moléculas não têm cargas elétricas, isto é, são apolares), não se dissolvem em água= HIDROFÓBICA

• EX. Lipídios, parafinas e óleos

Grau de afinidade• Anfipáticas = macromoléculas,

alongadas, apresentam região hidrofílica e outra hidrofóbica.

Força responsável pela coesão dos monômeros:

• A) ligação forte – covalentes• B) ligação fraca – não covalente • Ex. pontes de hidrogênio• Ligações eletrostáticas• Interações hidrofóbicas

Sais minerais

Sais minerais são substâncias inorgânicas formadas por íons, que resultam de átomos que receberam ou doaram elétrons. Um sal é formado por 2 tipos de íon: CÁTIONS= doaram elétrons e têm carga elétrica +;ÂNIONS= que receberam elétrons e têm carga elétrica -;

A concentração de íons H+ (hidrogênio) é chamada POTENCIAL HIDROGÊNIO ou pH, é o que determina o nível de acidez de um meio; quanto maior a concentração de H+, maior a acidez e menor o pH.

0 7 14 ácido neutro básico

K +

Mg 2+

Na +

Cl -

Mg 2+

K +

Sais minerais

-São substâncias que podem ser encontradas sob a forma não solúvel, como constituintes estruturais de certas partes do corpo (ossos, ovos) ou sob a forma solúvel em água, sendo, dissociados.Na forma dissociada, os sais minerais, participam de numerosas atividades celulares, tais como: permeabilidade, contração muscular, constituintes dos ossos, equilíbrio osmótico e manutenção do ph.

a- Cálcio (Ca) – coagulação sangüínea; contração muscular; formação dos ossos e dentes. A carência pode determinar o raquitismo nas crianças e osteoporose nos adultos. Ë encontrado nas verduras, soja, leite e derivados.

Sais minerais• b- Sódio (Na), Potássio (K), Cloro (Cl) -

importante no equilíbrio osmótico, agindo no funcionamento

• da membrana e no impulso nervoso. O Na regula a pressão do sangue. O K é a bateria de energia dentro da célula e na condução nervosa.

• c- Iodo (I) – importante para o funcionamento da tireóide. Ë encontrado nos peixes e frutas. Estimula a glândula tireóide.

•  

Sais minerais• d- Ferro (Fe) – forma a hemoglobina

dos glóbulos vermelhos. Ë encontrado nos feijão, espinafre, ostras, castanhas e carnes em geral.

• e- Flúor (F) – importante na formação dos ossos e do esmalte dos dentes.

• f- Magnésio ( Mg )- faz parte da molécula de clorofila , ajuda os músculos a trabalhar.

Sais minerais• g- Zinco (Zn) – participa da fabricação de

insulina e de certas enzimas, estimula o crescimento e a cicatrização da pele. Encontramos nas carnes, frutos do mar, peixes, leite e ovos.

• h- Fósforo (P) – auxilia as células nervosas.

• I- Cromo (Cr) – estimula a absorção da glicose.Importante para o metabolismo. Encontramos no queijo, aves, pimenta do reino e cereais.

• j- Fosfato ( Po4) – forma os nucleotídeos.

• Obtemos os sais minerais normalmente pela ingestão de água e de alimentos.

Carboidratos ( Polissacarídeos)• Principal fonte de energia da célula.

São compostos de C,H e O.

• São polímeros de monossacarídeos ( são glicídios de longas cadeias ( polímeros), constituídos pela união de muitos monossacarídeo (monômeros)

Carboidratos ( Polissacarídeos)

– São moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas: • Fonte de energia • Reserva de energia • Estrutural

1-GLICÍDEOS–São também conhecidos como açúcares, carboidratos (composto que contêm uma ou mais moléculas de água), hidratos de carbonos.

função energética, (fornecem maior fonte de energia para os seres vivos.)

SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS DA CÉLULA

OS GLICÍDeOS SÃO CLASSIFICADOS EM 3 GRUPOS:

MONOSSACARÍDEOS-são açúcares simples (oses), isto é, não podem ser digeridas em glicídios menores. São também chamados de oses ou açúcares simples.

De acordo com o nº de átomos de carbono que apresentam, as oses podem ser:Trioses- 3C, tetroses – 4C, pentoses – 5C, C5 H10 O4 - ex: ribose e desoxirribose ; hexoses – 6C C6 H12 O6 , ex: glicose , frutose e galactose . Heptose – 7 C.

COMPONENTES QUÍMICOS DAS CÉLULAS – CARBOIDRATOS

Dissacarídeos

* Sacarose: glicose + frutose

Maltose: glicose + glicose

Lactose: glicose + galactose

DISSACARÍDEOS / OLIGOSSACARÍDEOS-

• são carboidratos formados a partir da reunião de 2 a 10 monossacarídeos (ligação glicosídica), nessa união, há perda de uma molécula de água.

• Os mais importantes ligossacarídeos são os dissacarídeos.

Os principais dissacarídeos: 

• Maltose = glicose + glicose; encontrada nos cereais.  

• Lactose = glicose + galactose; encontrada no leite.  

• Sacarose = glicose + frutose; encontrada na cana e na beterraba.  

• Trissacarídeo: glicose + glicose + frutose = (beterraba).

POLISSACARÍDEOS–• São grandes moléculas de glicídios,

formadas pela reunião de vários monossacarídeos.  

• Amido - produzido pelos vegetais; é formado por um grande número de moléculas de glicose; principal carboidrato de reserva dos vegetais.  

POLISSACARÍDEOS–• Glicogênio ( é um polissacarídeo de reserva animal. Armazenado nas células do fígado e dos músculos. Tem o papel energético) 

POLISSACARÍDEOS–• Celulose encontrada somente nos vegetais, fazendo parte da parede celular.

• Quitina- presente na parede celular de fungos e no exoesqueleto de artrópodes.

Polissacarídeos• Polissacarídeos complexos:• Glicosaminoglicanos (GAG)• Glicoproteínas complexas

( Proteoglicanas)

São compostos que se caracterizam por baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos. São destituídas de carga elétrica

De acordo co sua funções podem ser divididos em duas categorias

Lipídios de reserva nutritivaLipídios estruturais

Lipídios

MEMBRANAS CELULARES

LipídiosLIPÍDIOS DE RESERVA NUTRITIVA

Gorduras neutras ou triglicerídeos – servem para estocar energia

Quimicamente, os lipídios são ésteres de ácidos graxos com álcool. Os ésteres são substâncias que resultam da reação entre um ácido graxo e um álcool.

Os lipídios são constituintes celulares importantes que entram na constituição de várias estruturas citoplasmática, podendo também ser encontradas livre na célula, servido como material de reserva de

energia.

LIPÍDIOS

Lipídios mais comuns na célula

• Triacilgliceróis( triglicerídeos)- reserva de energia para o organismo.

• Fosfolípidios –• Glicolipídios• Esteróides ( colesterol)

ÁCIDOS GRAXOS

Saturados – sólidos a temperatura ambienteMargarina

Insaturados - líquidos a temperatura ambienteÓleo de oliva

ácido graxo INSATURADO

ácido graxo SATURADO

LIPÍDIOS ESTRUTURAIS

São componentes de todas as membranas celulares

Membrana plasmática;Envoltório nuclear;Mitocôndria,Lisossomas...

Membranas celulares: compostas de fosfolipídios

Os lipídios que entram na

composição das biomembranas

são anfipáticos ( hidrofóbica e

uma extremidade hidrofílica)

Membranas celulares

ESTERÓIDES

Presente na membrana plasmática das células animais

Reduz a fluidez das membranasColesterol

FosfolipídiosSão moléculas compostas de duas cadeias de ácidos graxos ligadas a uma molécula de glicerol, que por sua vez esta ligada a um grupo fosfato, unido a um pequeno grupo polar.Todas as membranas celulares são formadas basicamente por fosfolipídios e proteínas, por isso chamadas membranas lipoprotéicas.Uma parte da molécula possui afinidade com a água:cabeça hidrofílica; e cauda hidrofóbica (voltada para dentro).

Moléculas formadas por moléculas menores chamadas aminoácidos. Existem 20 tipos de a.a. na natureza.

A ligação entre dois aminoácidos é chamada ligação peptídica.

Proteínas

Proteínas• As proteínas podem apresentar uma

estrutura primária (seqüência linear de a.a.), secundária ( forma de hélice), terciária (estrutura em hélice dobra sobre si mesma) e quaternária (associação de várias cadeias polipeptídicas).

PROTEÍNA

• “Polímero de aminoácidos” e que tenha peso superior a 6000 Dalton.( 1 dalton é igual à massa de um átomo de hidrogênio.

AA AA AA

Aminoácidos essenciais: o organismo consegue fabricar em seu próprio corpo:

Leucina, isoleucina, valina, triptofano, metionina, fenilalanina, treonina e lisina (a histidina é um aminoácido essencial na infância, sendo que mais tarde passa a ser sintetizada em nosso organismo).

Aminoácidos não-essenciais:(deve ser obtido por meio da alimentação)

Alanina, arginina, ácido aspártico, aspargina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina

PROTEÍNAS

Quimicamente, as proteínas são polímeros de aminoácidos (aa),

Os aa, como o próprio nome indica, são moléculas que possuem grupo amina (-NH2) e grupo ácido ou carboxila (-C=O OH)

NH2 radical que varia de aa p/aa ! O Formula estrutural -R - C – C ! OH H

R

Aminoácidos• São as unidades estruturais básicas das

proteínas.• É constituído de um grupamento amina, uma

carboxila, um átomo de hidrogênio e um radical R diferenciado, ligados a um átomo de carbono, que é chamado de carbono alfa por ser o adjacente ao grupamento carboxila (ácido).

AminoácidosVários aminoácidos unidos por ligações peptídicas formam uma macromolécula denominada polipeptídeo. Uma molécula de proteína pode ser formada por apenas uma cadeia polipeptídica, como é o caso da albumina, presente na clara do ovo,

Estruturas das proteínas

• Primária : seqüência linear de aminoácidos.É mantida por ligações peptidicas.

Secundária• É a disposição espacial que adquire a

espinha dorsal da cadeia polipeptídica.É mantida por pontes de hidrogênio.

α Hélice

Folha β pregueada

α Hélice

Configuração helicoidal

Peq.segmentos que arranjam paralelamente entre si

Estruturas das proteínas

• Terciária:refere-se ao enovelamento global da cadeia de proteína.A fita protéica dobra-se várias vezes sobre si mesma.Dando à molécula um aspecto globular.

QuaternáriaQuando é formado pela associação de duas

ou mais segmentos protéicos. É mantida principalmente por ligações iônicas, pontes de hidrogênio e por interações do tipo hidrofóbico.Ex. hemoglobina humana

• Existem as moléculas de chaperones que são responsáveis pela estruturação da forma tridimensional das proteínas.

. As proteínas podem ser classificadas em 2 grupos:

a) Proteínas simples - São aquelas formadas exclusivamente por aa.• Ex: insulina, queratina; globina; fibrinogênio; albumina.

b)Proteínas conjugadas - São formadas por cadeias de aa unidas a grupo não protéico. Ex: glicoproteínas, lipoproteínas

De acordo com os grupos prostéticos, as proteínas conjugadas podem ser classificadas em .lipoproteínas- grupo prostético é um lipídio..glicoproteínas - “ “ “ “ polissacarideo.nucleoproteínas. “ “ “ “ ácido nucléico.

Todas as proteínas possuem diferentes níveis de

organizaçãoEstrutura primária

Residuos de aa’s

Estrutura secudária

α-hélice

Estrutura terciária

Dobramenteda cadeia polipeptidica

Estrutura quaternária

Dif. cadeia polipeptidicas

Funções das ProteínasEstrutural: queratina (cabelo e unha).Hormonal: insulina.Defesa: anticorpos.Resistência a tecidos: colágeno.Contração muscular: actina e miosina.Transporte de O2 e CO2: hemoglobina.Enzimática: acelera reações químicas.Coagulação sangüínea:Protrombina, fibrinogênio.

IMPORTÂNCIA DAS PROTEÍNAS - Defesa - proteínas estranhas na presença dos antígenos, o organismo produz proteínas de defesa denominadas anticorpos; os anticorpos combinam-se quimicamente, com o antígeno, de maneira a neutralizar o seu efeito. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo. - Nutritiva - Hormonal - Estrutural - Formação do Tecidos – Queratina, colágeno, fibrinogênio, Caseina (leite) -Enzimática ou catalisadora -Transporte - realizado pela proteína do sangue, a hemoglobina. - Anticorpos - Defesa

5 - ÁCIDOS NUCLÉICOS (A.N)

Os ácidos nucléicos são constituídos de polímeros de Os ácidos nucléicos são constituídos de polímeros de nucleotídeos.nucleotídeos.

São substâncias orgânicas bastante complexas que se apresentam dentro das células com importantes funções:

- Coordenar a síntese de todas as proteínas da célula; - transmitir as informações genéticas durante a reprodução

celular.

Existem 2 tipos de A.N• ácidos desoxirribonucléicos (DNA), • ácidos ribonucléicos. (RNA). • Cada nucleotídeo compõe-se:• radical fosfato, • Pentose• base nitrogenada.

• As bases nitrogenadas são de 2 tipos:• .• Bases Púricas - compreendem: adenina (A); guanina (G) ambas

encontradas tanto no DNA como RNA.• Bases Pirimídicas - compreendem: citosina ( C ); timina (T); uracila

(U); A citosina existem nos DNA e RNA; Timina (T) existe no DNA e Uracila (U) existe no RNA.

Complementariedade

DNA RNA

Bases púricas Adenina- A Guanina-G

Adenina-AGuanina-G

Bases pirimídicas Citosina- CTimina - T

Citosina- CUracila - T

Pentose Desoxirribose Ribose

DNA E RNA• O DNA é formado por duas

cadeias de polinucleotídeos enroladas em hélice e ligadas uma à outra por pontes de hidrogênio.

• A pentose no DNA é a desoxirribose.

• As bases nitrogenadas são: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).

• O DNA é capaz de se autoduplicar. Essa duplicação é semiconservativa.

• Todas as moléculas de RNA são cópias de algum segmento de DNA.

• Existem três tipos de RNA: RNAr ou ribossômicos, RNAt ou transportadores e RNAm ou mensageiros.

• Constituído de apenas uma fita de nucleotídeos.

• A pentose é a ribose.• As bases nitrogenadas são:

adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracila (U).

Tipos de RNA1) Mensageiro

• transfere a informação contida nos genes para as seqüências de aminoácidos que vão formar as proteínas. São os códons.

2) Transportador• Anticódons• 70 a 90 nt. Liga-se ao aa• cada aa possui um RNAt específico

(anticódon) complementar ao RNAm (códon)

Tipos de RNA– 3) Ribossômico:– tradução genética– responsável pela síntese protéica– sintetizado no nucléolo– facilita reconhecimento códon e anticódon e

auxilia ligação dos ribossomos ao DNA Ribossomos = RNA r + proteínas