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UFAL/CTEC – Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária EAMB 020 – Biologia Prof.ª Daniele Vital Vich Estudo Dirigido 1 – Princípios de Bioquímica 1. Os principais componentes químicos da célula são proteínas, ácidos nucleicos, lipídios, carboidratos e água. Com base no capítulo, fale um pouco sobre cada um deles. • Proteínas: São macromoléculas muito importantes para a estrutura e função celular que são compostas por aminoácidos ligados entre si formando cadeias polipeptídicas. Esses aminoácidos possuem grupos NH2 (amino) e grupos COOH (carboxila), ambos estão ligados ao carbono alfa. Podem ser do tipo simples onde há somente aminoácidos em sua estrutura ou conjugada onde sua estrutura é formada por uma parte proteica e outra não proteica. • Ácidos Nucleicos: São a base da herança genética e estão sempre associados a proteínas. Podem ser do tipo ácido desoxirribonucleico (DNA) ou ácido ribonucleico (RNA). É estruturado por uma molécula de pacido forfórico, uma pentose (tipo de açucar poli-hidroxilado) e uma base púrica (adenina e guanina) ou pirimídica (timina, citosina e uracila). A estrutura dos dois tipos de ácido nucleico são bem parecidas mas se deferenciam na troca entre a base nitrogenada timina (presente no DNA) e a uracila e no tipo de açucar ligado as bases nitrogenadas; no DNA temos a desoxirribose e no RNA temos a ribose. • Lipídios: Os lipídeos celulares são compostos à base de carbono e na célula podem atuar como reserva de energia onde por serem também compostos energéticos, na falta de glicose a célula promove a oxidação dos lipídio para liberar energia, ou pode servir também como parte da estrutura celular. Sua estrutura possuí longas cadeias carbônicas onde temos que uma das extremidades é polar e a outra apolar. • Carboidratos: São cadeias carbônicas ricas em hidrogênio e oxigênio que constituem a principal fonte de energia para a célula e participam estruturalmente da composição do DNA e do RNA, bem como de estruturas como o glicocálix da membrana. Durante os processos metabólicos, podem ser convertidos em lipídios e os principais tipos de carboidratos são os polissacarídeos e os dissacarídeos • Água: Para as celulas de nosso corpo a água é um importante solvente universal, sua quantidade em tais estruturas corresponde ao grau de atividade que por elas está sendo executada, ou seja células que exercem mais atividades precisam de mais água em sua constituição. A relação entre a água e os eletrólitos é fundamental para o equilíbrio osmótico da célula e também para a manutenção de seu conteúdo intracelular, processos metabólicos, reações enzimáticas, transporte, respiração celular, movimento celular e síntese de energia. 2. O que diferencia uma célula procariótica e uma célula eucariótica? A principal diferença entre os dois tipos de células está em suas estruturas; célula procariótica não possuí núcleo e tem uma estrutura e funcionamento mais simples, como a ausência de organelas membranosas, reprodução por fissão binária assexuada e constituem seres unicelulares. Já as células eucarióticas possuem núcleo definido e estruturas e funcionamento mais complexo como por exemplo possuí organelas membranosas, seu diâmetro é maior e possuí uma maior estrutura, o material genético está dentro do núcleo, a molécula de DNA é longa e filamentar, sua reprodução ocorre por mitose e meiose e formam seres uni ou pluricelulares. 3. Quais as três partes fundamentais de todas as células? Núcleo (separado do citoplasma pela membrana nuclear e responsável pelas atividades celulares), membrana plasmática celular (delimita a célula, selecionando o que nela entra e o que dela sai) e o citoplasma (separado dos líquidos circundantes pela membrana, contém diversas substâncias essenciais à sua manutenção, além das organelas). 4. Em uma célula eucariótica, qual a composição e função do núcleo? É composto por poros, nucléolo, cariolinfa, carioteca e cromossomos. Sua função é o armazenamento de informação, recuperação e duplicação da informação genética; no geral é responsável pelas atividades celulares. 5. Fale sobre a estrutura e função da membrana celular? A membrana celular possuí uma composição lipoproteica, sendo formada por uma bicamada lipídica composta por fosfolipídios e por proteínas inseridas nessa bicamada e que são mantidas por interações não covalentes. Na célula eucariótica humana o colesterol também faz parte da composição da membrana celular. Sua função é delimitar a célula, separando o conteúdo intracelular do meio extracelular e selecionando o que pode entrar na célula e o que dela irá sair. Por tal função é muito importante para a manutenção da célula e também de algumas organelas como o retículo endoplasmático que também é envolto por uma membrana para que assim possa conservar seu conteúdo interno. 6. Fale sobre o citoplasma. O citoplasma é um líquido de aspecto gelatinoso semitransparente formado pelo citosol e composto de 70% a 90% de água e demais biomoléculas. Mergulhado nele estão as organelas e outras substâncias funcionais para a manutenção da célula como eletrólitos, enzimas, ATP e transportadores de elétron. Algumas organelas que estão no citoplasma, são revestidas por sua membrana e, portanto, não ficam em contato direto com o citosol, outras, no entanto não possuem membrana e estão livremente dispersas pelo citosol como por exemplo o citoesqueleto, a centrossoma e os ribossomos. 7. O que são organelas membranosas? Quais são, quais sua estrutura e sua função? As organelas membranosas são pequenas estruturas especializadas que estão mergulhadas no citosol e envoltas por uma membrana e são responsáveis pelos processos de crescimento, manutenção e divisão celular. Elas são: • Retículo endoplasmático (RE): O RE é uma rede de membranas no citoplasma que compõem um sistema de canalículos que se abrem em bolsas achatadas ou cisternas, formando uma emaranhada rede que ocupa a maior parte do citoplasma. As células apresentam dois tipos de RE; o rugoso (RER) que possui em suas membranas inúmeros ribossomos e tem a função de sintetizar proteínas e o liso (REL) que não apresenta ribossomos, porém contém enzimas responsáveis pela síntese de lipídios como os fosfolipídios e os esteroides. As demais componentes de sua estrutura são os poros, nucleoplasma, tubos, hialoplasma, a membrana nuclear (carioteca), o retículo (que pode ser granulado ou não), a membrana do retículo, vesículas, cavidades do retículo e os ribossomos (caso seja um RER). • Complexo Golgiense: Corresponde a um centro aglomerativo e está presente na maioria das células eucarióticas. Em células vegetais há vários aparelhos golgienses. O complexo golgiense é formado por uma estrutura de sacos membranosos, achatados e empilhados frouxamente, e tem como função formar vesículas transportadoras de substâncias intracelulares. As vesículas podem ser secretoras, com a função de eliminação de substâncias para o meio extracelular, ou armazenadoras, as quais armazenam enzimas específicas originando as organelas chamadas lisossomos e ribossomos. • Mitocôndrias: As mitocôndrias são estruturas em forma de bastões, delimitadas por uma membrana externa e por uma membrana interna que se dobra formando cristas. As dobras membranares das cristas formam uma extensa área para reações químicas responsáveis pela produção de energia e respiração celular. Elas dispõem de moléculas de DNA e RNA e ribossomos, sintetizam suas próprias proteínas e se autorreproduzem. As mitocôndrias são chamadas de "usinas" de energia e, quanto maior a atividade celular, maior será o número destas organelas em seu citoplasma. É no seu interior que ocorrem as reações do Ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa. • Lisossomos: São considerados osistema digestório intracelular por sua função. Compostos por sacos de enzimas hidrolíticas contidas em membranas e formadas a partir do complexo golgiense. No interior dos lisossomos, existem 40 tipos diferentes de enzimas hidrolíticas capazes de agir sobre diferentes moléculas. Essas enzimas atuam melhor em pH ácido e sua membrana possui transportadores de prótons H+, mantendo o pH interno da organela em torno de 5. Tais enzimas têm a função de digerir nutrientes trazidos para o interior da célula por endocitose e também atuam na digestão de partículas estranhas ingeridas por células de defesa. • Peroxissomos: Os peroxissomos são pequenas vesículas, limitadas por membrana lipoproteica, que contêm enzimas oxidantes capazes de reduzir o oxigênio em peróxido de hidrogênio. São os desintoxicadores celulares, que auxiliam na eliminação de substâncias tóxicas presentes na célula. 8. O que são organelas não membranosas? Quais são, quais sua estrutura e sua função? Assim como há as organelas envoltas com membrana, há as que não possuem essa membrana circundando sua estrutura pois não precisam. Elas são: • Citoesqueleto: O citoesqueleto é uma malha formada por diversos tipos de filamentos proteicos que ocupa parte do citoplasma. Corresponde ao arcabouço celular, ou seja, o molde que dá forma à célula. Ainda possui a função de promover o movimento de alguns tipos celulares, divisão celular, transporte interno de substâncias e emissão de pseudópodes no processo de fagocitose. É composto por três tipos de filamentos proteicos: microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos. • Centrossoma: São formados por dois pequenos cílindros ou grânulos, cada um composto por nove conjunto de três microtúbulos fundidos. Sua função está relacionada com o movimento dos cromossomos na divisão celular e também com a atividade contrátil de cílios e flagelos. • Ribossomos: Os ribossomos são grânulos bipartidos soltos no citoplasma ou aderidos ao retículo endoplasmático granuloso. São constituídos de duas subunidades denominadas 40S e 60S em células eucariotas e 30S e SOS em células procariotas. Sua função é auxiliar na produção e na síntese das proteínas e nas células, sendo fundamentais para o crescimento, regeneração celular e controle metabólico. 9. Quais as principais diferenças entre uma célula eucariótica animal e vegetal? As principais diferenças entre uma célula eucariótica animal e vegetal se dá por sua estrutura e sua forma onde a célula animal possuí um formato inrregular enquanto que a vegetal apresenta uma forma bem definida. Além disso, as células vegetais possuem um grande vacúolo que ocupa grande parte de seu citoplasma. Outro ponto em divergencia entre as células é a presença de parede celular na célula vegetal e algumas organelas como os plastos, vacúolo de suco celular e glixissomos que a célula vegetal possuí e a animal não. REFERÊNCIAS: Princípios da bioquímica para universitários, técnicos e profissionais da área de saúde I Fernanda Galante, Marcus Vinicius Ferreira de Araújo (orgs.). - São Paulo : Rideel, 2018. 512 p. : il., colar SARDINHA, V. Diferenças entre célula animal e vegetal. Mundo Educação, 2014. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/diferencas-entre-celula- animal-vegetal.htm>. Acesso em: 30 nov. 2021. DIANA, J. Estrutura e Função dos Ribossomos. Toda Matéria, 27 Ago. 2016. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/ribossomos/>. Acesso em: 30 nov. 2021. BATISTA, C. Diferenças entre células procariontes e eucariontes. Toda Matéria, 27 Nov. 2019. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/procariontes-e- eucariontes/>. Acesso em: 30 nov. 2021.