5-Bio Cel-Macromoléculas

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Macromoléculas e a Constituição celular
Junqueira e Carneiro, Biologia Celular e Molecular, 8ª. Ed., Cap 3
Elementos químicos mais abundantes
59% Hidrogênio (H) , 24% Oxigênio (O) , 11% Carbono (C), 4% Nitrogênio (N) 
2% Outros - Fósforo (P), Enxofre (S)
Macromoléculas
Ligações Químicas
Iônicas e Covalentes
Macromoléculas
LIGAÇÃO 
COVALENTE
LIGAÇÃO 
IÔNICA
Compartilhamento 
de elétrons
Transferência 
de elétrons
Ligações Químicas
As interações específicas de uma macromolécula dependem de ligações fracas não 
covalentes: 
Pontes de Hidrogênio, Interações hidrofóbicas, Força de van der Waals, Ligações iônicas 
Macromoléculas
PONTE DE 
HIDROGÊNIO
INTERAÇÕES 
HIDROFÓBICAS
INTERAÇÕES 
HIDROFÓBICAS
•O grau de afinidade pela água tem relevante papel nas propriedades biológicas das 
macromoléculas:
- Hidrofílicas e Hidrofóbicas: solúveis ou não em água
- Anfipáticas : com ambas regiões (em todas as membranas)
Macromoléculas
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
as interações e ligações fracas permitem que as células 
alterem, montem e desmontem suas estruturas, 
o que aumenta sua versatilidade e sua eficiência funcional, 
sem grande gasto energético 
Macromoléculas mais abundantes na constituição celular: 
•50% proteínas
•15% ácidos nucléicos 
•15% carboidratos 
•10% lipídios 
•10% outros
Macromoléculas
Presença de moléculas de alto peso (MACROMOLÉCULAS) = polímeros 
constituídos pela repetição de unidades menores (monômeros)
Macromoléculas
Subunidades (Monômeros) de função específica podem formar estruturas 
complexas ditas polímeros
Macromoléculas
Biopolímeros = polímeros encontrados nos 
seres vivos
• Homopolímeros: polímeros formados por monômeros semelhantes. Glicogênio, 
constituído exclusivamente por moléculas de glicose.
• Heteropolímero: diferentes monômeros na constituição
Macromoléculas
Estrutura da Proteína – Níveis Conformacionais
A manutenção da estrutura da proteína 
depende de interações moleculares 
fracas tipo pontes de hidrogênio e 
interações hidrofóbicas
Macromoléculas
Primária
Secundária Terciária Quaternária
Macromoléculas
• A seqüência de aminoácidos influi na forma tridimensional e no papel 
biológico das moléculas
•As cadeias se dobram e enrolam de forma complexa, para constituírem um 
arranjo espacial definido e típico
As proteínas são classificadas através de suas funções
• Enzimas – atividade catalítica 
•Proteínas de Transporte – Ligação e carreamento de ligantes 
(hemoglobina)
•Proteínas de Estocagem – Ovalbumina, glúten, caseína, ferritina 
Proteínas contrácteis (Motoras) – Capazes de modificar a estrutura e 
promover a contração (elementos do citoesqueleto – actina, miosina e 
tubulina) 
Macromoléculas
As proteínas são classificadas através de suas funções
• Proteínas de suporte estrutural - Colágeno dos tendões e cartilagens, elastina 
dos ligamentos,Queratina dos cabelos e unhas
• Proteínas de Defesa - anticorpos, fibrinogênio, fibrina, trombina, venenos de 
cobra, toxinas bacterianas 
• Proteínas regulatórias (Sinalizadoras) – Regulam os processos metabólicos 
(hormônios, fatores de transcrição e fatores de crescimento
• Proteínas Receptoras (Receptores) – Detecção de estímulos externos e internos 
(insulina, acetilcolina, rodopsina e outros receptores de membrana).
• Chaperonas – Auxiliam na formação e destruição de moléculas protéicas 
complexas, podem auxiliar no transporte citoplasmático de proteínas
Macromoléculas
Enzimas – Uma classe especial de Proteínas
São moléculas protéicas dotadas da capacidade de acelerar 
intensamente algumas reações químicas (síntese e degradação)
Macromoléculas
Catalizam reações 
anabólicas (de construção) ou 
catabólicas (de degradação) de 
substâncias
Enzimas – Uma classe especial de Proteínas
Macromoléculas
Hidrolases: Enzimas que catalizam reações hidrolíticas de clivagem
Nucleases: Clivam ácidos nucléicos hidrolizando ligações entre nucleotídeos
Proteases: Clivam proteínas hidrolizando ligações entre aminoácidos
Isomerases: Catalisam rearranjo de ligações dentro de uma única molécula
Hidrolases: Enzimas que catalisam reações hidrolíticas de clivagem
Polimerases: Catalisam reações de polimerização
Enzimas – Uma classe especial de Proteínas
Macromoléculas
Quinases: Catalisam a adição de grupos fosfatos a moléculas.
Fosfatases: Catalisam a remoção hidrolítica de grupos fosfatos de moléculas 
específicas
Oxido-redutases: Catalizam reações na qual uma molécula é oxidada e a outra 
é reduzida
ATPases: Hidrolisam o ATP
O sufixo “ase” é usado tipicamente para designar uma enzima,
as enzimas que não o apresentam (tripsina, pepsina, lisozima)
foram descobertas e nomeadas antes do sec XIX
Enzimas – Uma classe especial de Proteínas
Macromoléculas
Ácidos Nucléicos (DNA e RNA)
Os ácidos nucléicos são macromoléculas constituídas a partir da 
polimerização de unidades chamadas nucleotídeos
Assim são bioquimicamente 
chamados de polinucleotídeos.
Nucleotídeo
Molécula que contém 
resíduos de ácido 
fosfórico, pentose e 
base nitrogenada
Macromoléculas
Carboidratos
Macromoléculas
• também conhecidos como hidratos de carbono, glicídios, glucídeos, glúcidos, 
glúcides, sacarídeos ou açúcares
• são as biomoléculas mais abundantes na natureza
• constituídos principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio, podendo 
apresentar nitrogênio, fósforo ou enxofre na sua composição
• Polissacarídeos = reservas nutritivas
• unem-se a proteínas para formar as glicoproteínas e proteoglicanas
Oligossacarídeos: Polímeros formados por seqüências curtas lineares ou 
ramificadas de monossacarídeos
Polissacarídeos: Polímeros formados por seqüências longas lineares ou 
ramificadas de monossacarídeos
Oligossacarídeos e polissacarídeos
Macromoléculas
Polissacarídeos - Classificação
Quanto à constituição podem ser classificados em 
Homopolissacarídeos (amido, celulose, glicogênio) e 
Heteropolissacarídeos (amilopectina, glicosaminoglicanos)
Quanto à função podem ser classificados em
Polissacarídeos de Reserva (amido e glicogênio)
Polissacarídeos estruturais (quitina, celulose)
Polissacarídeos informacionais (glicosaminoglicanos)
Macromoléculas
Os lipídios são moléculas de alta reserva energética e constituem as estruturas 
das membranas biológicas
Lipídios de Reserva
São constituídos por 
gorduras neutras 
derivadas de reações de 
esterificação do 
Glicerol com ácidos 
graxos
Lipídeos
Macromoléculas
Os triacilgliceróis constituem a 
maior fonte de energia dos 
organismos e são localizados 
princiapalmente nos tecidos 
adiposos
Lipídios Estruturais – Fosfolipídeos e glicolipídeos
Constituintes de todas as membranas 
biológicas possui uma extremidade polar 
(cabeça hidrofílica) e duas caudas apolares
(hidrofóbicas), por isto são ditos anfipáticos
Lipídeos
Macromoléculas
O colesterol é um lipídio do tipo 
esterol, que confere a rigidez às 
membranas, pois se intercala entre os 
fosfolipídios
O colesterol é matéria-prima para a 
síntese de muitos hormônios 
esteróides
Lipídios Estruturais – Fosfolipídeos e glicolipídeos
Lipídeos
Macromoléculas
Principais funções celulares das macromoléculas 
(ordem crescente na dependência da diversidade funcional)
CLASSE
Ácidos 
nucléicos
Lipídios Polissacarídeos Proteínas
Grau da 
diversidade 
funcional
1 2 3 4
FUNÇÕES Informacional
Enzimática*
Informacional 
Energética
Estrutural
Energética
Informacional 
Estrutural
Enzimática
Energética
Informacional 
EstruturalMovimentação 
celular
Macromoléculas