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Citologia, Histologia e Embriologia Aula 1.1 – Composição Química da Célula Profa. Ma. Cristiane Oliveira Macromoléculas Biológicas http://pt.slideshare.net/e6c6c5/macromolculas-biolgicas Composição Química • Estes se unem por ligações químicas formando as moléculas constituintes dos seres vivos: • Substâncias inorgânicas (ou minerais): água, sais minerais, gás oxigênio e gás carbônico. • Substâncias orgânicas: carboidratos, lipídios, proteínas, ácidos nucléicos e vitaminas. A composição química aproximada da matéria viva é de 70 a 85% de água; 1% de sais minerais; 1% de carboidratos; 2 a 3% de lipídios; 10 a 15% de proteínas e 1% de ácidos nucléicos. Composição Química http://pt.slideshare.net/Dicascience/qumica-celular-completo (S IL V A -Z A C A R IN , 2 0 0 3 ) Hierarquia Molecular da Vida (S A N T O S , 2 0 1 2 ) Hierarquia Estrutural da Célula http://bioquimicaufal.blogspot.com.br/2012/11/01.html • As células são constituídas por macromoléculas poliméricas polímeros constituídos por monômeros. – Homopolímeros: polímeros formados por monômeros semelhantes. Ex. Glicogênio. – Heteropolímeros: polímeros formados por monômeros diferentes. Ex. Ácidos nucléicos. Macromoléculas Biológicas Os biopolímeros/biomoléculas de maior importância são as proteínas, constituídas por aminoácidos; os carboidratos, que são polímeros de monossacarídeos; e os ácidos nucleicos (DNA e RNA), formados por nucleotídeos. Moléculas menores como lipídios, água, sais minerais e vitaminas são importantes na constituição e funcionamento das células. • Lipoproteínas • Glicoproteínas • Proteoglicanas • Nucleoproteínas Macromoléculas associadas formam complexos como: (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) Monômeros Macromoléculas COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS (S IL V A -Z A C A R IN , 2 0 0 5 ) Água (H2O) • Características: – É inodora, incolor e insípida. – É a molécula mais abundante em todas as células. – É um solvente universal. – A molécula da água é DIPOLAR – Participa de várias reações químicas. – Meio de transporte dentro do organismo. – Regulação térmica do organismos. h tt p s :/ /n o v e s ti b a .w o rd p re s s .c o m /c a te g o ry /b io lo g ia / h tt p :/ /a lu n o s o n lin e .u o l. c o m .b r/ q u im ic a /t e n s a o -s u p e rf ic ia l- a g u a .h tm l Sais minerais h tt p :/ /s lid e p la y e r. c o m .b r/ s lid e /1 2 7 1 4 8 1 / Proteínas • É um conjunto de aminoácidos. h tt p :/ /p t. s lid e s h a re .n e t/ lu iz a le s s a n d ro 7 5 /t e m a -5 -c o m p o s io - q u m ic a -c e lu la r- p ro te in a s Proteínas • Características: – Fundamentais para todos os seres vivos. – Responsáveis por vários processos no organismo (ENZIMAS). – As proteínas contém um número variável de AA. – Embora existem mais de 150 aminoácidos, só 20 são encontrados nas proteínas, todos estes tem em comum um grupo amino (NH2) e um grupo carboxila (COOH) ligados ao carbono alfa. (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) Proteínas http://slideplayer.com.br/slide/333573/ Função das Proteínas Exemplos Enzima Lipases - Os Lipídios são degradados pela Lipase (sintetizada no pâncreas), resultante nos seus constituintes, ác. graxos e glicerol. Estrutural Colágeno (pele, cartilagem, ossos e tendões) Actina-Miosina (músculos) Queratina (cabelo e unhas) Albumina (sangue) Transporte Hemoglobina é a proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. Motoras Miosina no músculo esquelético gera a força motriz para locomoção dos animais. Nutricional Caseína no leite é um fonte de aminoácidos para os filhotes. Os aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Sinalizadora Fatores de crescimento. Hormonal Insulina (hormônio produzido no pâncreas) e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue). Imunidade Imunoglobulinas Defesa Existem células no organismo capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas (PT) de defesa, denominados anticorpos. (SILVA-ZACARIN, 2003; UNESP-ASSIS, s/d) - http://www.assis.unesp.br/Home/Servicos/UNAMOS/PROTEINAS.pdf) Proteínas • Chaperonas: auxiliam na formação das moléculas proteicas e na destruição das proteínas defeituosas. Ex. HSP60 e HSP70. • Desnaturação Proteica: o formato das proteínas pode ser afetado por alterações na temperatura, pH, solutos, salinidades, entre outros. Ex. Ovo e Sangue. http://proteinafametro2013.blogspot.com.br/2013/05/desnaturacao-das-proteinas.html Aminoácidos • Aminoácidos não-essenciais ou naturais - são os quais o organismo pode sintetizar. • Aminoácidos essenciais – são os que não podem ser produzidos pelo organismos, sendo adquiridos pela alimentação. http://tarolandobioquimica.blogspot. com.br/2015/12/proteinas.html Molécula dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas. (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) Ácidos Nucleicos • São moléculas informacionais que controlam os processos básicos do metabolismo celular, a síntese de macromoléculas, a diferenciação celular e a transmissão do patrimônio genético de uma célula para outra. • Ácidos nucleicos são constituídos pela polimerização de unidades chamadas nucleotídeos. h tt p :/ /w w w .r e s u m o v. c o m .b r/ b io lo g ia /b io lo g ia -m o le c u la r/ a c id o s - n u c le ic o s -d n a / Nucleosídeo Ácidos Nucleicos h tt p :/ /w w w .r e s u m o v. c o m .b r/ b io lo g ia /b io lo g ia - m o le c u la r/ a c id o s -n u c le ic o s -d n a / (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) h tt p :/ /w w w .r e s u m o v. c o m .b r/ b io lo g ia /b io lo g ia - m o le c u la r/ a c id o s -n u c le ic o s -d n a / (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) DNA • O Ácido desoxirribonucleico (DNA) e responsável pelo armazenamento e a transmissão da informação genética. – É encontrado principalmente nos cromossomos nucleares e, em pequenas quantidades, nos cromossomos das mitocôndrias e dos cloroplastos. – A molécula de DNA consiste em duas cadeias de nucleotídeos dispostas em hélice em torno de um eixo. h tt p :/ /w w w .m e g a c u ri o s o .c o m .b r/ g e n e ti c a /4 5 0 9 5 -c ie n ti s ta s -d iz e m -q u e -m a is -d e -9 0 -d o -d n a - h u m a n o -n a o -t e m -u ti lid a d e .h tm RNA – Ácido Ribonucleicohttp://www.universitario.com.br/celo/?p=392 (J U N Q U E IR A & C A R N E IR O , 2 0 1 2 ) h tt p :/ /b io g e o 1 0 c .b lo g s p o t. c o m .b r/ 2 0 1 4 / 0 3 /c o n s ti tu in te s -b a s ic o s -2 .h tm l h tt p :/ /w w w .m e g a c u ri o s o .c o m .b r/ g e n e ti c a /4 5 0 9 5 -c ie n ti s ta s -d iz e m -q u e - m a is -d e -9 0 -d o -d n a -h u m a n o -n a o - te m -u ti lid a d e .h tm Lipídios ou Ácidos Graxos • São fontes de reserva energética e são solúveis em solventes lipídicos. • Os lipídios podem ser: – Lipídios de reserva nutritiva - Sua função é como fonte de reserva energética e de bons isolantes térmicos (proteção contra frio em animais) triglicerídeos. – Lipídios estruturais – compõem as membranas: membrana plasmática, envoltório nuclear, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, endossomos, mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos, etc. fosfolipídios, glicolipídios e colesterol. • São fontes de reserva energética e são solúveis em solventes lipídicos. • Os lipídios podem ser: – Lipídios de reserva nutritiva - são compostos formados de ácidos graxos combinados a glicerol por ligações ésteres que são formadas com a remoção de água (triglicerídeos). Sua função é como fontes de reserva energética e de bons isolantes térmicos (proteção contra frio em animais). – Lipídios estruturais - são mais complexos e são componentes estruturais de todas as membranas celulares: membrana plasmática, envoltório nuclear, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, endossomos, mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos, etc. (fosfolipídios, glicolipídios e colesterol). Carboidratos ou Polissacarídeos • Biomolécula mais abundante da Terra. • Importante na nutrição das células e para como fonte de energia para os seres vivos. • Os polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos, estes formam reservas nutritivas e unem-se a proteínas para formar glicoproteínas e proteoglicanas. – Polissacarídeos de reserva - são o glicogênio nos animais e o amido nos vegetais, ambos são polímeros da D-glicose. – Polissacarídeos estruturais e funcionais - são outros polissacarídeos sintetizados pela célula, estes fazem parte da superfície celular, onde participam do reconhecimento entre as células para constituir os tecidos, da constituição dos receptores celulares e das ligações estruturais entre o citoplasma e a matriz extracelular. Combinados com as proteínas, os polissacarídeos estruturais fazem parte do glicocálice das células animais, da parede das células bactérias e da parede das células das plantas. Macromoléculas Biológicas (S A N T O S , 2 0 1 2 ) Referências • JUNQUEIRA, L.C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, 376p. EXERCÍCIOS Questão 1) As células são estruturas conhecidas como unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. Elas são formadas basicamente por substâncias orgânicas e inorgânicas. São consideradas substâncias inorgânicas: a) lipídios e proteínas. b) proteínas e água. c) sais minerais e vitaminas. d) água e sais minerais e) lipídios e carboidratos. Questão 2) Muitas pessoas pensam que os lipídios trazem apenas malefícios à saúde e que podem ser facilmente excluídos da nossa alimentação. Entretanto, essa substância orgânica é essencial para o organismo. Nas células, os lipídios: a) fazem parte da composição das membranas celulares. b) são a única fonte de energia. c) estão relacionados principalmente com a função estrutural. d) atuam na formação da parede celular. e) são as moléculas formadoras de grande parte das enzimas. Questão 3) Os carboidratos são substâncias orgânicas que atuam, principalmente, fornecendo energia para a célula. O amido, por exemplo, é um carboidrato de origem vegetal amplamente disponível na natureza e também bastante consumido. Estima-se que cerca de 80% das calorias que consumimos sejam oriundas desse carboidrato. A respeito do amido, marque a alternativa que indica corretamente sua classificação dentro do grupo dos carboidratos. a) Monossacarídeos. b) Dissacarídeos. c) Oligossacarídeos. d) Polissacarídeos. e) Trissacarídeos. Questão 4) As bases nitrogenadas podem ser divididas em bases púricas e pirimídicas. Assinale a alternativa que contém os nomes das bases pirimídicas. a) Adenina, citosina e timina; b) Adenina, timina e uracila; c) Guanina, timina e uracila; d) Citosina, timina e uracila; e) Citosina, timina e guanina. Questão 5) No esquema abaixo sobre a estrutura do DNA, os números 1, 2 e 3 representam, respectivamente: a) Base nitrogenada, desoxirribose e fosfato; b) Base nitrogenada, fosfato e desoxirribose; c) Fosfato, desoxirribose e base nitrogenada; d) Fosfato, base nitrogenada e desoxirribose; e) Desoxirribose, fosfato e base nitrogenada.
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