Bio Cel Aula 3 Composição molecular da célula

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COMPOSIÇÃO MOLECULAR DA CÉLULA Disciplina: Biologia Celular
Professora: Livia Schell
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA
Constituição química da célula: 
 Compostos inorgânicos
 Compostos orgânicos
- Água 
- Sais minerais
- Proteínas
- Carboidratos
- Lipídios
- Ácidos Nucleicos
ÁGUA
Componente encontrado em 
maior quantidade nos tecidos
A taxa de água nos organismos 
varia de acordo com três fatores:
Idade
Atividade metabólica
Espécie
ÁGUA
A água é um solvente universal
 Indispensável à atividade metabólica
Os processos fisiológicos ocorrem em meios aquosos
 Intervém na eliminação de substâncias da célula
Absorve calor, evitando que sejam geradas mudanças 
drásticas da temperatura na célula
A MOLÉCULA DE ÁGUA
Átomo de oxigênio
Átomo de hidrogênioÁtomo de hidrogênio
H2O
A MOLÉCULA DE ÁGUA
Molécula relativamente positiva, no lado 
dos dois hidrogênios, e negativa no lado 
do oxigênio
A molécula de água é, portanto, polar
O
H
H
+
+
-
-
PONTES DE HIDROGÊNIO
O polo positivo da molécula de água (hidrogênio) atrai o 
polo negativo de outra molécula, que pode ser água ou 
outra molécula polar
Esse tipo de atração resulta em ligações 
chamadas pontes de hidrogênio
PONTES DE HIDROGÊNIO
PONTES DE HIDROGÊNIO
As pontes de hidrogênio estão presentes nas moléculas de 
água, bem como em outras moléculas biológicas 
importantes, como nas proteínas e no DNA
Essas ligações são responsáveis pela alta força de coesão 
entre as moléculas de água
SOLUBILIDADE EM ÁGUA
Moléculas polares ou hidrofílicas: solúveis em água
Ex.: etanol, amônia, fosfato, glicose 
Moléculas apolares ou hidrofóbicas: insolúveis em água 
Ex.: octana (gasolina), metano, parafina
Moléculas anfipáticas ou anfifílicas: apresentam uma 
região hidrofílica e outra hidrofóbica
Ex.: fosfolipídios da membrana plasmática
SAIS MINERAIS
Não são produzidos pelo organismo; 
Devem ser ingeridos através da alimentação
A carência de sais minerais pode causar mal funcionamento 
do organismo
Ex.: Cálcio, Fósforo, Potássio, Enxofre, Sódio, Magnésio, 
Ferro, Cobre, Zinco
SAIS MINERAIS
Desempenham funções essenciais ao organismo:
 Formação e manutenção dos ossos do corpo humano (cálcio)
Componente de hormônios tireoidianos (iodo)
Contração muscular (cálcio)
Associação a moléculas maiores, como pigmentos (magnésio 
na clorofila) e proteínas (ferro na hemoglobina)
PROTEÍNAS
Macromoléculas presentes em todas as células e todas as 
organelas
São polímeros de aminoácidos, unidos por ligações 
peptídicas
PROTEÍNAS
Aminoácidos:
 Grupo amino
 Grupo carboxila
α
PROTEÍNAS
Existem cerca de 300 aminoácidos na natureza, no entanto, 
são 20 os aminoácidos encontrados nas proteínas:
PROTEÍNAS
As proteínas diferem entre si:
 Tipos de aminoácidos
Número de aminoácidos
 Sequência de aminoácidos
PROTEÍNAS
Ligação peptídica:
 Grupo carboxila + 
amina do aminoácido 
seguinte, com formação 
de uma molécula de 
água
PROTEÍNAS
Peptídeos: pequenas moléculas formadas pela união de 
aminoácidos por ligações peptídicas
Dipeptídeo: 2 aminoácidos
Oligopeptídeo: poucos aminoácidos
Polipeptídeo: muitos aminoácidos
As proteínas são cadeias polipeptídicas
PROTEÍNAS
Proteína simples: Formada exclusivamente por aminoácidos
Proteína conjugada: Ligada a porções não proteicas 
(grupos prostéticos)
Ex.: Glicoproteínas (associadas a carboidratos)
Lipoproteínas (associadas a gorduras)
PROTEÍNAS
Organização estrutural das 
proteínas:
Estrutura primária: é a sequência 
dos aminoácidos que formam a 
cadeia proteica
 Essa sequência é determinada 
pelo DNA
PROTEÍNAS
Estrutura Secundária: as 
cadeias de dobram e se 
enrolam de modo complexo, 
para construírem um arranjo 
espacial definido
 α-hélice: forma de hélice
 Folha β-pregueada: folha 
dobrada
α-hélice Folha β-pregueada
PROTEÍNAS
Estrutura terciária: consequência da formação de novas 
dobraduras das estruturas secundárias, o que dá lugar à 
configuração tridimensional da proteína
PROTEÍNAS
Estrutura quaternária: resulta da combinação de duas ou mais 
cadeias polipeptídicas, originando moléculas de grande 
complexidade
PROTEÍNAS
Primária Secundária Terciária Quaternária
α-hélice
Folha β-pregueada
PROTEÍNAS
Funções:
 Catalisadoras (enzimas)
 Estruturais (colágeno e queratina)
 Movimentação (actina e miosina) 
 Armazenamento (ferritina)
 Transporte (hemoglobina)
 Defesa do organismo (anticorpos)
 Hormonal (prolactina)
 Energética (proteínas do músculo)
ENZIMAS
Proteínas dotadas da propriedade de acelerar 
intensamente determinadas reações químicas
AÇÃO ENZIMÁTICA
 Substrato: composto que sofre a ação de uma enzima
 Sítio ativo: local onde o substrato se combina para que 
seja exercida a ação enzimática 
As enzimas são específicas para seus substratos
Conformação tridimensional é complementar à da 
molécula do substrato
ENZIMAS
Substrato
Sítio ativo
Produtos
Complexo enzima-
substrato
CARBOIDRATOS
 Compostos contendo principalmente carbono, hidrogênio e 
oxigênio
 Constituem a principal fonte de energia da célula
 São constituintes estruturais importantes das membranas 
celulares e da matriz extracelular
CARBOIDRATOS
De acordo com o número de monômeros classificam-se em:
 Monossacarídeos
 Dissacarídeos
 Oligossacarídeos
 Polissacarídeos
CARBOIDRATOS
Monossacarídeos:
São açúcares mais simples – Cn(H2O)n
São classificados, com base no número de átomos de 
carbono que contêm em:
Trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C)
Ex.: ribose e desoxirribose (pentoses), glicose e frutose 
(hexoses)
CARBOIDRATOS
Dissacarídeos:
São açúcares formados pela combinação de dois monômeros 
de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas
Ex.: Lactose (glicose + galactose), Maltose (glicose + glicose), 
Sacarose (glicose + frutose) 
Os monossacarídeos se unem através de ligações glicosídicas para 
formar dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos
CARBOIDRATOS
Oligossacarídeos:
Cadeia de até 10 monossacarídeos 
Oligo = pouco, em pequeno número
Ex.: Rafinose (galactose + frutose + glicose)
CARBOIDRATOS
Polissacarídeos:
Combinação de muitos monossacarídeos, por meio de 
ligações glicosídicas
Ex.: Polissacarídeos de reserva:
Amido (vegetal) e Glicogênio (animal)
Polissacarídeos estruturais: 
Celulose (vegetal) e Quitina (animal)
LIPÍDIOS
Grupo de moléculas caracterizadas por sua baixa 
solubilidade em água e alta solubilidade nos 
solventes orgânicos
São constituídos principalmente por ácidos graxos
LIPÍDIOS
Funções dos lipídios:
São a principal forma de armazenamento de energia dos 
animais
Ocupam menos espaço e fornecem mais energia que os 
carboidratos 
São os principais constituintes estruturais das membranas 
celulares
LIPÍDIOS
 Isolantes elétricos 
Fornecimento de vitaminas (A, D, E, K)
Precursores de hormônios esteroides
LIPÍDIOS
Podem ser classificados de acordo com suas funções:
 Armazenamento
 Estruturais de membrana
LIPÍDIOS
Lipídeos de armazenamento:
Triacilglicerois (triglicerídeos)
Cerídeos (ceras)
LIPÍDIOS
Lipídeos estruturais de membrana:
Fosfolipídios
Glicolipídios
Esfingolipídios
Esteroides
ÁCIDOS NUCLEICOS
Moléculas informacionais, que controlam os processos básicos 
do metabolismo celular, a síntese de macromoléculas, a 
diferenciaçãocelular e a transmissão da herança genética
Todos os seres vivos contêm dois tipos de ácidos nucleicos:
Ácido desoxirribonucleico (DNA) 
Ácido ribonucleico (RNA)
ÁCIDOS NUCLEICOS
Nucleotídeos: 
Os nucleotídeos são os monômeros que constituem os 
ácidos nucleicos
Formados por um grupo fosfato, uma pentose (ribose ou 
desoxirribose) e uma base nitrogenada (purinas ou 
pirimidinas)
ÁCIDOS NUCLEICOS
As bases nitrogenadas podem ser:
Purinas:
DNA e RNA: adenina e guanina
 Pirimidinas:
DNA: timina e citosina
RNA: uracila e citosina
ÁCIDOS NUCLEICOS
Pentoses:
Desoxirribose:
Encontrada no DNA
Ribose:
Encontrada no RNA Desoxirribose Ribose
ÁCIDOS NUCLEICOS
DNA:
Responsável pelo armazenamento e transmissão da 
informação genética
Encontrado principalmente nos cromossomos e, em 
pequenas quantidades nas mitocôndrias e cloroplastos
ÁCIDOS NUCLEICOS
A molécula de DNA consiste em 
duas cadeias de nucleotídeos 
dispostas em hélices em torno de 
um eixo
Sentido das hélices: esquerda 
para a direita
As cadeias são antiparalelas
ÁCIDOS NUCLEICOS
RNA:
 A molécula de RNA é um filamento único
 O RNA se localiza tanto no núcleo como 
no citoplasma, para o qual se dirige a fim 
de guiar a síntese proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Do ponto de vista funcional e estrutural, existem três tipos 
principais de RNA:
 RNA transportador ou RNA de transferência 
 RNA mensageiro
 RNA ribossômico
Os três tipos de RNA estão envolvidos na síntese proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Diferenças fundamentais entre 
o DNA e o RNA:
 A molécula de DNA é dupla
 Função do DNA: informação 
genética
 Função do RNA: síntese 
proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Pentose:
 DNA tem desoxirribose 
 RNA tem ribose
Bases nitrogenadas:
 DNA possui e timina (T) 
 RNA possui uracila (U)
REVISANDO...
1. Quais são os principais componentes orgânicos e inorgânicos das células? 
2. A taxa de água em um organismo pode variar de acordo com que 
fatores?
3. O que são pontes de hidrogênio? Que tipos de moléculas podem fazer 
pontes de hidrogênio entre si?
4. Quais são as unidades estruturais que formam as proteínas?
5. Qual a estrutura de um aminoácido?
6. O que determina a sequência de aminoácidos em uma proteína?
7. Cite funções das proteínas que as tornam moléculas essenciais à vida dos 
organismos.
REVISANDO...
8. Sabe-se que todas as nossas proteínas são construídas a partir de um 
conjunto de 20 aminoácidos. No entanto, existem inúmeras proteínas 
diferentes. O que difere uma proteína de outra? 
9. O que é uma enzima? Qual a sua função?
10.Que tipo de ligação une dois monossacarídeos para formar uma 
molécula de dissacarídeo?
11.Quais são os polissacarídeos de reserva e estruturais em células 
animais e vegetais?
REVISANDO...
12.Classifique os carboidratos abaixo quanto ao número de monômeros:
a) Glicogênio
b) Glicose
c) Amido
d) Lactose
e) Frutose
f) Maltose
REVISANDO...
13. Quais as funções dos lipídios?
14. Quais são as moléculas fonte de energia para os seres vivos?
15. Qual a vantagem da célula em armazenar lipídios como fonte de 
energia?
16. Do que são constituídos os ácidos nucleicos?
17. O que são nucleotídeos? Qual sua composição?
18. Cite as principais diferenças entre as moléculas de DNA e RNA.