Aula 02 - Composição Química da Célula

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Composição 
Química da 
Célula 
Profa. Dra. Cristiane C. Teixeira 
• Até o século XIX – animus – força vital 
• Após: tudo é baseado em compostos de carbono 
• C, H, N e O constituem quase 99% do peso celular 
• Água = 70% do peso da célula, logo a maioria das 
reações químicas da célula ocorrem em ambiente 
aquoso. 
Composição Básica 
Átomos 
Tabela Periódica 
Ligações Químicas 
• Nos tecidos vivos, apenas os elétrons de um átomo sofrem 
rearranjos. 
 
• Ligações químicas: 
o Ligação covalente – quando dois átomos compartilham um 
mesmo par de elétrons. 
 
o Ligação iônica – quando os elétrons são doados de um átomo 
para o outro. 
 
Ligação iônica - Sais 
Macromoléculas 
• As interações entre as macromoléculas em uma célula 
dependem de ligações fracas não covalentes: 
o Interações de Van der Waals 
o Pontes de hidrogênio 
o Forças ou ligações hidrofóbicas 
o Ligações iônicas 
 
Estrutura Molecular da Água 
Interações de Van de Waals 
• Não são enfraquecidas pela água. 
• Quando os átomos estão muito próximos temos forças 
repulsivas, que evitam que os átomos se aproximem muito. 
• Quando os átomos estão um pouco mais distantes, temos 
forças que os atraem fracamente. 
• O equilíbrio entre as forças de atração e de repulsão se 
encontra a uma distância que varia entre os átomos envolvidos, 
Pontes de Hidrogênio 
• Átomos de Hidrogênio (eletropositivos) são parcialmente 
compartilhados com dois átomos eletronegativos, formando 
pontes de hidrogênio. 
• Ligações fracas. 
 
HIDROFOBICIDADE 
Ligação iônica - Sais 
Sais Minerais 
• Sais - substâncias nas quais os átomos são mantidos juntos 
apenas por ligações iônicas e se dissociam facilmente na água. 
 
o Reguladores orgânicos 
o Impulsos nervosos 
o Atividade muscular 
o Transporte de O2 
o Equilíbrio ácido-base 
o Ativadores/reguladores de enzimas 
o Constituição estrutural de tecidos 
 
Exemplos 
• Cálcio – formação de tecidos, ossos, dentes, contração 
muscular, coagulação do sangue, neurotransmissão. 
• Cloro – componente do ácido gástrico; ativador de enzimas; 
equilíbrio ácido-base. 
• Ferro – constituinte da hemoglobina, onde o O2 se liga. 
• Magnésio – ativador de enzimas 
• Potássio – equilíbrio ácido - base; contração muscular. 
• Sódio – contração muscular; regula a osmolaridade, pH e 
volume dos líquidos corpóreos. 
Água como solvente 
Ácidos 
• Substâncias que em solução liberam íons de hidrogênio 
(Prótons) 
Base 
• Substâncias que fazem com que o número de íons de 
hidrogênio diminuam 
 
 
 
• Substâncias que em solução liberam hidroxila (OH-) 
NH3 + H
+ NH4
+ 
pH 
Principais Moléculas Orgânicas 
encontradas nas células 
 
• Açúcares 
• Lipídeos 
• Ácidos Nucleicos 
o DNA e RNA 
• Proteínas 
Açúcares/Carboidratos 
• Carboidratos ou hidratos de carbono são também conhecidos 
como açúcares, sacarídios ou glicídios. 
• São moléculas compostas principalmente de: carbono, 
hidrogênio, oxigênio. 
• Monossacarídeos – açúcares mais simples de fómula básica 
(CH2O)n, onde n pode variar de 3 a 7. 
o São monossacarídeos importantes: glicose, frutose, galactose, ribose e 
desoxirribose. 
 
 Glicose - C6(H2O)6 
Açúcares 
Carboidratos 
• A junção de dois monossacarídeos dá origem a um 
dissacarídeo. Ex. sacarose. 
 
• Vários monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas, 
ocorre a formação de um polissacarídeo, tal como o amido, o 
glicogênio, a celulose, a quitina, etc. 
 
• Ligações glicosídicas 
Carboidratos 
Ligação Glicosídica 
 
Carboidratos 
Lactose Maltose 
Sacarose 
Carboidratos 
Polissacarídeos: 
 São constituídos por um reduzido número de monossacarídeos, 
tipicamente dois (dissacarídeos) ou três (trissacarídeos). Os 
dissacarídeos são o grupo mais representativo desta classe. 
 Celulose 
 Amido - polissacarídeo de reserva da célula vegetal. 
 Glicogênio - polissacarídeo de reserva da célula animal. Muito 
semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações. 
 Quitina 
 Glicoproteínas 
Carboidratos 
Celulose 
• Componente esquelético da parede de células vegetais, funcionando como 
reforço. 
• É o carboidrato mais abundante na natureza. 
• Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é 
um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo β(1,4). Este tipo de 
ligação glicosídica confere à molécula uma estrutura espacial muito linear, 
que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis 
 
 
Lipídeos 
• A principal propriedade deste grupo de substâncias é o fato de 
serem insolúveis em água. 
• São formados por C, H e O, mas em proporções diferentes da 
dos carboidratos. 
• Fazem parte deste grupo as gorduras, os óleos, as ceras e os 
esteróides. 
• Funções: 
o Reserva de energia 
o Isolamento térmico 
o Estrutural - membranas 
Lipídios 
• São moléculas longas 
 
o Com uma carboxila 
 
o Com uma cadeia carbônica feita por 
número par de Carbonos 
Lipídios 
• ACIDO GRAXO SATURADO 
 
o Possui apenas ligações simples 
 entre os átomos de Carbono 
o Cadeias lineares 
o Alto ponto de fusão 
o A gordura é sólida 
em temperatura ambiente 
Lipídios 
• ÁCIDO GRAXO INSATURADO 
 
o Possui duplas ligações entre 
 alguns átomos de carbono 
 
o Baixo ponto de fusão 
 
o Típico dos óleos 
 
o A gordura é líquida 
 em temperatura ambiente 
Lipídeos 
 Fosfolipídeos 
 Compõe a bicamada de todas as membranas biológicas. 
 Atuam como agentes emulsificantes e estão presentes na bile, e 
fazem parte da monocamada externa das lipoproteínas. 
 
 Esteróis 
 Principal esterol de origem animal, cujo metabolismo é bastante 
relevante do ponto de vista nutricional = COLESTEROL 
 Hormônios sexuais 
 Vitaminas 
 1) Fosfolipídios 
 2) Esteróides 
 3) Glicolipídios 
 
Fosfolipídio 
 
Fosfolipídio 
 
Propriedade dos Fosfolipídios 
• O grupo fosfato tem polaridade elétrica (é polar) 
 
• Os ácidos graxos são apolares (sem carga elétrica) 
 
Molécula polar atrai outra polar 
e repele as apolares 
• Graças às fortes interações hidrofóbicas entre os grupos 
apolares dos fosfolipídios as membranas celulares são 
 
o Elásticas 
 
o Resitentes 
Propriedade dos Fosfolipídios 
o Separam o conteúdo celular do meio externo 
o Formam vesículas que subdividem o citoplasma em 
organelas 
o Resposta a sinais extracelulares 
Propriedade dos Fosfolipídios 
Lipídeos 
• Triacilglicerídeos: 
o combinação de um glicerol (triálcool) com ácidos, especialmente 
com ácidos graxos. 
o gorduras e os óleos formam o grupo dos triglicerídios, pois, por 
hidrólise, ambos liberam um álcool chamado glicerol e 3 
“moléculas” de ácidos graxos. 
 
 
 
 
Esteróides - Colesterol 
• Diminui a permeabilidade da membrana a pequenas 
moléculas solúveis em água. 
• Existe na membrana até 1 molécula de colesterol para cada 
molécula de fosfolipídio. 
Colesterol 
Glicolipídeos 
 
• Lipídeos + açúcar 
 
• Monocamada não citosólica 
 
• Funções prováveis: 
o Proteção 
o Efeitos elétricos – glicolipídeos carregados 
o Reconhecimento celular 
o Pontos de entrada de toxinas bacterianas 
Glicolipídios 
Os lipídeos de membrana são distribuidos 
assimetricamente 
Glicolipídios 
Nucleotídeos 
Diferenças no açúcar DNA x RNARNA - Ribose Nucleic Acid 
DNA -Dexorribose Nucleic Acid 
Bases Nitrogenadas 
DNA 
DNA 
RNA 
ATP - ADP 
Aminoácidos 
• São as unidades fundamentais das PROTEÍNAS. 
• São ácidos orgânicos formados por átomos de carbono, 
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Alguns tipos de 
aminoácidos contêm também átomos de enxofre e fósforo que 
aparecem, portanto na composição das proteínas. 
• São moléculas pequenas com PM de aproximadamente 130 
 
Estrutura básica de 
um Aminoácido 
 
Aminoácidos 
 α-aminoácidos: o grupo amina e o grupo carboxila estão 
ligados ao mesmo carbono (carbono- α); 
O α-aminoácido mais 
simples. 
Estrutura geral de um 
aminoácido. 
Um aminoácido é definido pelo seu grupo lateral (R). 
Classificação dos Aminoácidos 
• Essenciais - são aqueles que não podem ser sintetizados 
pelo organismo (pelos animais). 
 
• Não essenciais - são aqueles que podem ser sintetizados 
pelos animais. São de 10 a 12 AAs encontrados em suas 
proteínas. 
Classificação para o homem 
• AA ESSENCIAIS 
– lisina 
– leucina 
– isoleucina 
– valina 
– metionina 
– fenilalanina 
– treonina 
– triptofano 
– histidina 
• AA NÃO ESSENCIAS 
– alanina 
– arginina 
– aspartato 
– asparagina 
– cistína 
– glutamato -glutamina 
– glicina 
– prolina 
– serina 
– tirosina 
Proteínas 
Ligações Peptidicas 
• O ácido carboxilico de um aminoácido se liga ao radical amina do outro 
aminoácido, formando dipeptidios, tripeptidios, polipeptidios, e quando o peso 
molecular atinge 10.000 passam a se chamar proteínas. 
Dobramento 
 
 
Níveis de Compactação