Composiçao quimica da celula

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA

UM POUCO DE QUÍMICA... Quando dois átomos interagem

Ligação covalente – os elétrons são compartilhados

Íons – elétrons passam de um átomo para outro

Na água, os elétrons são deslocados para o átomo de O 2 = molécula polar

Compostos iônicos só se dissolvem em solventes polares

UM POUCO DE QUÍMICA... Nos seres inanimados, os elementos mais

presentes são:

– Oxigênio

– Silício

– Sódio

– Alumínio

UM POUCO DE QUÍMICA... 99% da massa das células são formados

de

– Hidrogênio

– Carbono

– Oxigênio

– Nitrogênio

Nas células predominância de:

– Água

– Carbono

UM POUCO DE QUÍMICA...

Água pura tem um pH = 7,0

Ácidos = dão um H+ à água = H3O + = solução maior que pH = 7,0

Bases = aceitam um H+ à água = = solução menor que pH = 7,0


Ponte de hidrogênio = um átomo de hidrogênio entre 2 aceptores de elétrons (Oxigênio, Nitrogênio ou Enxofre)


• Uma ligação peptídica é uma ligação química que ocorre entre duas moléculas quando o grupo carboxilo de uma molécula reage com o grupo amina de outra molécula, liberando uma molécula de água ( H2O ).

• Reação de síntese por desidratação que ocorre entre moléculas de aminoácidos

COOH + NH2 = H2O


Monossacarídeos – esqueleto central de Carbono com muitos grupos OH.

Dissacarídeos – lactose

Cadeias longas – glicogênio e celulose

Adenina, guanina, hipoxantina, citosina, timina, uracil - moléculas em forma de anel, ricas em nitrogênio chamadas bases, que se combinam com ribose ou desoxiribose = nucleosídeos


Aminoácidos – grupo ácido + grupo básico

Polipeptídeos – polímeros de aminoácidos unidos por ligações peptídicas

Lipídeos = ácidos graxos hidrofóbicos de cadeia longa

Hidrólise = quebra de ligações covalentes pela adição de elementos de água

Composição Química da Célula

Inorgânicos

• Água

• Sais Minerais

Orgânicos

• Proteínas

• Lipídios

• Carboidratos

• Àcidos Nucléicos

Composição Química da Célula

Homopolímeros

• Glicogênio • Proteínas

• Polissacarídeos

• Ácidos nucléicos –DNA e RNA

Macromóleculas – polímeros formados por numerosos monômeros

Heteropolímeros

Biopolímeros

Composição química da célulaMacromoléculas se associam e formam complexos:

Lipoproteínas

Glicoproteínas

Proteoglicanas

Nucloeproteínas

POLARIDADE DA ÁGUA

Oxigênio

Hidrogênio

A molécula de água

• É morfológica e eletricamente assimétrica

• É formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio (H2O).

ÁGUAPolímeros celulares contém grupamentos

químicos

Moléculas anfipáticas – geralmente

alongadas, associa-se simultaneamente à

água e a compostos hidrofílicos em uma

extremidade e a compostos hidrofóbicos na

outra

Polares - com afinidade pela água

Apolares – não têm afinidade pela água, repelindo-a

ÁGUA

Grupamentos polares (hidrofílicos) – carboxila, hidroxila, aldeído, sulfato e fosfato.

Grupamentos apolares (hidrofóbicos) – lipídios, parafinas e óleos

A ÁGUA ENCONTRA-SE NA CÉLULA

Na forma livre

Representa 95% da água total, é a parte usada principalmente como solvente para os solutos e como meio dispersante

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

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 polipeptídiosformados de ligações peptídicas entre os gruposamino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfade cada um dos aminoácidos;

PROTEÍNAS

Tipo FunçãoProteínas estruturais

Componentes das membranas celulares Desempenham diversas funções:

determinam o diâmetro dos poros; auxiliam

os hormônios no “reconhecimento” celular

Colágeno Componente estrutural dos músculos e

tendões

Queratina Parte da pele e do pêlo

Hormônios peptídicos (p. ex., insulina,

hormônio do crescimento)

Muitos hormônios são proteínas e exercem

efeitos sobre diversos sistemas orgânicos

Hemoglobina Transporte de oxigênio

Anticorpos Protegem o corpo contra organismos

causadores de doenças

Proteínas plasmáticas Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos

Proteínas musculares Tornam o músculo capaz de contrair

Enzimas Regulam os padrões das reações químicas

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.

AMINOÁCIDOS

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Quanto à composição:

Proteínas simples

Ex. albuminas, globulinas

Proteínas conjugadas

Ex. hemoproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas


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.

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FORÇAS DE ESTABILIZAÇÃO QUE MANTÉM AS ESTRUTURAS DAS MOLÉCULAS PROTEÍCAS

• Ligações peptídicas - resultantes de ligações covalentes

• Pontes de Hidrogênio - uso comum de H+

• Interações Hidrofóbicas

• Uniões Covalentes de Dissulfeto ou S - s

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

ENZIMAS

• Moléculas protéicas dotadas da propriedade de acelerar intensamente determinadas reações químicas tanto em síntese como na degradação de moléculas.

– Rapidez

– Alto rendimento, ou seja, só gera o produtos úteis à célula

• Através delas, o DNA controla todo o metabolismo celular

Nomenclatura das enzimas

• Substrato – composto que sofre a ação química de uma enzima

• Muitas enzimas recebem o nome do substrato sobre a qual atuam mais o sufixo

– Ex: ácido ribonucléico hidrolisado pela enzima ribonuclease

• Outras não seguem esta regra.

– Ex: pepsina, tripsina

FATORES QUE INTERFEREM NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA

• Temperatura

• Concentração de substrato - inibição competitiva

• Presença de ativadores ou inibidores que alteram a velocidade de atuação das enzimas

CADEIAS ENZIMÁTICAS

• Nas células vivas, a maioria das enzimas funciona em sequência, de modo que o produto resultante da ação de uma enzima é o substrato para a enzima seguinte.

• Cadeias enzimáticas mais eficientes são ligadas a membranas e funcionam sob regulação

CARBOIDRATOS

• Os carboidratos são também conhecidos como glicídios ou açúcares, sendo as 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

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

MONOSSACARÍDEOS

• São compostos com uma fórmula geral Cn(H2O), 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.


MONOSSACARÍDEOS

Ribose Desoxirribose


MONOSSACARÍDEOS

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.


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.


DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS


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.


POLISSACARÍDEOS

• Amido

• Glicogênio

• Celulose


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.


POLISSACARÍDEOS

• 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.


POLISSACARÍDEOS

• 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.


POLISSACARÍDEOS

LIPÍDIOS

• São compostos orgânicos formados por carbono,hidrogênio e oxigênio.

• União de ácido graxo e álcool

• São as gorduras, ceras e óleos

• Insolúveis na água.

• Os lipídios mais comuns encontrados no nossoorganismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios eos esteróides.

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.

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Meio extracelular

citoplasma

filamentos

protéicos

proteína de

reconhecimento receptor protéicoproteína

transportadora

sítio ligante

bicamadalipídica

fosfolipídio colesterol

carboidrato

LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA

LIPÍDIOS MAIS COMUNS

• Trigliceridios

• Fosfolipídios

• Glicolipídios

• Esteróides

TRIGLICERIDEOS

Plantas e animais;

São triésteres de glicerol com ácidos graxos;

Reserva de energia em animais;

Formam CO2 e H2O na célula.

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 membranaplasmática.

•Regulação das interações.

• Fonte de antígenos do gruposangüíneo.

•Receptores para toxinas.

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.

HC CH3

(CH2)3

CH3HC

CH3

CH3

HOColesterol

ELEMENTOS MINERAIS

•Representam cerca de 1% do total da composição celular;

•São necessários em concentrações da ordem de miligramas por litro de cultura.

FUNÇÃO

•Atuam principalmente como reguladores da atividade celular.

•Encontram-se na forma:

• Insolúvel

•Dissolvidos em água

FÓSFORO

•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).

POTÁSSIO

•Participa do processo de excreção

•Produção de impulso nervoso (Bomba de Sódio-Potássio)

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

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.

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.

CLASSIFICAÇÃO

• HIDROSSOLÚVEIS

Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico.

• LIPOSSOLÚVEIS

Vitamina A, D, E e K.

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.

ÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLÉICOS

• Moléculas informacionais que controlam:

– os processos básicos de metabolismo celular

– a síntese de macromoléculas

– a diferenciação celular

– a transmissão do patrimônio genético de uma célula

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:

DNA

•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.

•É o responsável pelo armazenamento e transmissão genética• Encontrado nos cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos

Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução.

Assim como o DNA, o RNAtambém é composto pornucleotídeos, porém difere emcertos 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

TIPOS DE RNA

1) RNAm (mensageiro)Produzido pelo DNA no núcleo;Leva a “mensagem” ao citoplasma;Associa-se aos ribossomos.

TIPOS DE RNA

2) RNAr (ribossômico) – 80% dos RNA celularesÉ o mais comprido;Matéria-prima para formar os ribossomos;Sem ribossomo não há tradução.

TIPOS DE RNA3) 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.

CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ÁCIDOS NUCLÉICOS

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