Aula 2 - Os componentes químicos da célula

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Os componentes químicos da célula 
Profa. Ma.: Vanessa Uchôa 
Considerações gerais 
Combinação molecular 
CÉLULAS 
Cromossomos 
Membranas 
Ribossomos 
Mitocôndrias 
Componentes químicos 
Inorgânicos: água e minerais 
Orgânicos: ácidos nucleicos, carboidratos, lipídios e proteínas 
Moléculas da vida 
Considerações gerais 
• Componentes da célula: 
- Água: 75 – 85%; 
- Sais inorgânicos: 2 – 3%; 
- Compostos orgânicos: macromoléculas (polímeros) 
Ácidos nucleicos 
Monômeros 
Polissacarídeos 
Proteínas 
Água 
• É o componente encontrado em maior quantidade nos tecidos; 
 
• Seu conteúdo está relacionado com a idade e com a atividade 
metabólica; 
 
• É o solvente natural dos íons e o meio de dispersão coloidal da 
maior parte das macromoléculas; 
 
 
 
Água livre: 95%, usada como solvente ou meio de dispersão; 
Água ligada: 5%, unida a moléculas por ligação não covalente. 
Célula 
Água 
• Comporta-se como um dipolo: 
 
• Ionização em ânion (OH-) e próton (H+); 
 
• Funções: 
- Intervém na eliminação de substâncias da célula; 
- Absorve calor; 
- Evita mudanças drásticas da temperatura na célula. 
 
Sais 
• Meio intracelular: K+, Mg2+, 
HPO4
2-, HCO3
- 
 
• Meio extracelular: Na+, Cl- 
 
 
 
 
• Cl-, Na+, K+, ajudam a manter 
a pressão osmótica e o 
equilíbrio ácido-básico da 
célula. 
Sais 
• Cofator enzimático: Mg2+; 
 
• Constituição de moléculas: HPO4
2- (fosfolipídios, nucleotídeos e 
ATP); 
 
• Transmissores de sinais: Ca2+, 
 
• Minerais na forma não ionizada: 
- Ca2+ liga-se ao PO4
3- e a CO3
2- - ossos e dentes; 
- Ferro liga-se à hemoglobina, ferritina, citocromos e enzimas; 
 
• Oligoelementos das células: manganês, cobre, cobalto, iodo, 
selênio, níquel, molibdênio e zinco. 
Ácidos nucleicos 
• DNA : informação genética 
 
Núcleo (cromossomos) 
Citoplasma (mitocôndrias) 
 
• RNA: síntese de proteínas 
 
Núcleo 
Citoplasma 
 
 
 
 
Macromoléculas 
DNA – ácido desoxirribonucleico 
RNA – ácido ribonucleico 
 
 
Tipos de RNA 
• RNAm: carrega a 
informação genética; 
 
• RNAr: participar da 
construção dos 
ribossomos; 
 
• RNAt: identificam e 
transportam aa até o 
ribossomo. 
 
 
 
Síntese de proteínas 
 
 
 
 
Ácidos nucleicos 
Carboidratos (pentoses) 
Bases nitrogenadas 
(purinas e pirimidinas) 
Ácido fosfórico: H3PO4 
Ácidos nucleicos 
 
 
• Nucleosídeos: base nitrogenada + pentose 
 Ex: adenina + ribose = adenosina 
 
• Nucleotídeos: base nitrogenada + pentose + fosfato 
 Ex: AMP – adenosina monofosfato 
 ADP – adenosina difosfato 
 ATP – adenosina trifosfato 
Nucleotídeos 
“Tijolos para construção dos 
ácidos nucleicos”. 
Carboidratos 
• Constituição: carbono, hidrogênio e oxigênio; 
 
• Função: 
- Fonte de energia para a célula; 
- Constituinte estrutural das membranas celulares e matriz 
extracelular; 
 
• Classificação de acordo com o nº de monômeros: 
- Monossacarídeos; 
- Dissacarídeos; 
- Oligossacarídeos; 
- Polissacarídeos. 
Carboidratos 
MONOSSACARÍDEOS 
 
• Açúcares simples; 
 
• Fórmula geral: Cn(H2O)n 
 
• Classificados de acordo com o nº de carbonos que contêm: trioses, 
tetroses, pentoses e hexoses. 
 
• Principais hexoses: Glicose, galactose e frutose. 
Carboidratos 
DISSACARÍDEOS 
 
• Açúcares formados pela combinação de duas hexoses com a perda 
de uma molécula de água; 
 
• Fórmula: C12H22O11 
 
 
Carboidratos 
OLIGOSSACARÍDEOS 
 
• No organismo encontram-se unidos a: 
- Lipídios = glicolipídios; 
- Proteínas = glicoproteínas. 
 
 
 
 
 
Carboidratos 
POLISSACARÍDEOS 
 
• Combinação de muitos monômeros de hexoses, com a perda 
correspondente de moléculas de água; 
 
• Fórmula: (C6H10O5 )n 
 
• Hidrólise = monossacarídeos; 
 
• Exemplos: amido, glicogênio, celulose 
Lipídios 
• Moléculas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos; 
 
• Funções biológicas: 
- Componentes de membranas; 
- Isolantes térmicos; 
- Reservas energéticas. 
 
• Alguns tem caráter anfipático (ou anfifílico): 
- Porção polar = hidrofílica; 
- Porção apolar = hidrofóbica. 
 
• Principais lipídios: triglicerídios, fosfolipidios, glicolipídios e 
esteroides. 
 
 
 
 
Lipídios 
Lipídios 
ÁCIDOS GRAXOS 
 
• Ácidos monocarboxílicos; 
• Geralmente com uma 
cadeia carbônica longa; 
• nº par de átomos de 
carbonos; 
• Sem ramificações; 
• Podendo ser saturada ou 
insaturada. 
Região polar 
Região apolar 
Lipídios 
• No organismo são mais frequentemente encontrados ligados a um: 
Álcool 
Glicerol 
Esfingosina 
Triacilgliceróis e glicerofosfolipídios 
Esfingolipídios 
ÁCIDOS GRAXOS 
• Triacilgliceróis: armazenamento de ácidos graxos; 
 
• Glicerofosfolipídios e esfingolipídios: membranas celulares. 
Lipídios 
TRIGLICERÍDIOS 
 
• Triacilgliceróis = triésteres dos 
ácidos graxos com glicerol; 
• Servem como reserva de energia. 
 
 
Lipídios 
FOSFOLIPÍDIOS 
 
• São os principais componentes das membranas celulares; 
 
• Nas células existem dois tipos: 
- Glicerofosfolipídios: têm dois ácidos graxos unidos a um glicerol e 
um fosfato ligado ao terceiro grupo hidroxila desse álcool; 
 
- Esfingofosfolipídios: aminoálcool ligado a uma cadeia longa de 
hidrocarboneto (esfingosina), cujo grupo amino liga-se a um ácido 
graxo (ceramida). Ex: esfingomielina, cerebrosídios e gangliosídios. 
Lipídios 
FOSFOLIPÍDIOS 
Lipídios 
ESTEROIDES 
 
• São lipídios derivados do 
ciclopentano –peridrofenantreno. 
 
• Colesterol, encontrado nas 
membranas e em algumas outras 
partes da células; 
 
• Outros exemplos: hormônios 
sexuais, hormônios da supra-renal, 
vitamina D e sais biliares. 
Proteínas 
 
• As proteínas são as moléculas orgânicas mais abundantes e 
importantes nas células. 
 
• Existem muitas espécies diferentes de proteínas, cada uma 
especializada para uma função biológica diversa. 
 
• São os constituintes básicos da vida: tanto que seu nome deriva da 
palavra grega "proteios", que significa "em primeiro lugar". 
 
Proteínas 
Funções: 
 
• Estruturas de sustentação: colágeno; 
 
• Catálise de reações químicas: enzimas; 
 
• Transporte de moléculas: hemoglobina; 
 
• Mecanismos de defesa: imunoglobulinas; 
 
• Controle do metabolismo: insulina; 
 
• Contração muscular: actina e miosina. 
• Pertencem à classe dos peptídeos, pois são formadas por 
aminoácidos ligados entre si por ligações peptídicas. 
 
• Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH2) de um 
aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, 
através da formação de uma amida. 
 
 
 
Proteínas 
 
• Todas contêm C, H, N e O, e quase todas contêm S. Algumas 
proteínas contêm elementos adicionais, particularmente P, Fe, Zn e 
Cu. Seu peso molecular é extremamente elevado. 
 
• Todas as proteínas, independentemente de sua função ou espécie 
de origem, são construídas a partir de um conjunto básico de 20 
aminoácidos, arranjados em várias sequências específicas. 
 
 
 
Proteínas 
Organização estrutural das proteínas 
• As proteínas possuem complexas estruturas espaciais, que podem 
ser organizadas em quatro níveis, crescentes em complexidade: 
 
Estrutura primária; 
 
Estrutura secundária; 
 
Estrutura terciária; 
 
Estruturaquaternária. 
 
Estrutura primária das proteínas 
 
• Em seu nível mais básico, as 
proteínas consistem em longas 
cadeias de aa, cujas 
sequências são determinadas 
pelas sequências do DNA que 
codificam as proteínas. 
 
• A sequência de aminoácidos 
de uma proteína é conhecida 
como estrutura primária. 
Estrutura primária das proteínas 
 
Estrutura primária das proteínas 
Estrutura primária das proteínas 
 
• É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva 
todo o arranjo espacial da molécula. 
 
• A estrutura primária apresenta uma extremidade "amino terminal" 
e uma extremidade "carboxi terminal". 
 
• Sua estrutura é somente a sequencia dos aminoácidos, sem se 
preocupar com a orientação espacial da molécula. 
 
Estrutura secundária das proteínas 
 
• Após a síntese de uma longa cadeia de aa, muitos 
desses começam a interagir com aa adjacentes na 
cadeia polipeptídica. 
 
• Há uma interação entre átomos de H e átomos de O em 
C da mesma cadeia polipeptídica. 
 
Estrutura secundária das proteínas 
Hélice α Lâmina β pregueada 
Estrutura terciária das proteínas 
 
• Interação dos aa mais distais entre si 
ao longo de uma cadeia simples de 
aa. 
 
• Essas interações incluem a formação 
de ligações iônicas e a ligação 
covalente de átomos de S para 
formar pontes de dissulfeto 
intramoleculares. 
 
• Essas ligações conferem às proteínas 
a sua estrutura tridimensional 
característica. 
Estrutura terciária das proteínas 
Estrutura quaternária das proteínas 
 
• Os polipeptídeos podem sofrer oligomerização, formando 
estruturas mais complexas. 
 
• Ocorre interações (ligações) entre duas ou mais cadeias 
subunidades proteicas independentes. 
Enzimas 
• A síntese e a degradação de um grande número de substâncias da 
células são efetuadas por enzimas; 
 
• São catalisadores biológicos; 
 
• Constitui o grupo de proteínas mais extenso e mais especializado 
do organismo, responsável pela direção de reações químicas que 
ocorrem nas células; 
 
• São proteínas ou glicoproteínas que têm um ou mais sítios ativos, 
os quais se unem ao substrato (substância sobre a qual a enzima 
atua).