Macromoléculas I

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Cap. 1 e 2 – Biologia Molecular da célula 
 
Dra. Eldamária de Vargas Wolfgramm dos Santos 
 Seres vivos formados por células 
 
 
 Compartilha de uma mesma maquinaria para 
suas funções básicas 
 
 
 Variedade em particularidades individuais X 
constância nos mecanismos fundamentais 
Milhões de espécies diferentes ocupam a Terra 
Se reproduzem fielmente 
Organismo parental transfere as informações 
detalhadamente para os descendentes = 
hereditariedade 
 A informação da hereditariedade é estocada 
em uma mesma forma: o DNA de fita dupla 
replicação 
Síntese de proteínas 
DNA MOLDE 
 Existência de uma molécula intermediária pois o 
DNA em eucariotos é encontrado no núcleo, 
enquanto as proteínas são produzidas no 
citoplasma. 
A informação genética é transferida diretamente 
do DNA para as proteínas? 
Molécula de RNA - Propriedades 
 
 Ácido nucléico 
Geralmente é uma cadeia unifilamentar e não dupla 
hélice: 
 
 Ribose como açúcar 
 
 
 Proteínas 
 Descontando a H2O – maior parte da massa de 
uma célula 
 Principais catalisadoras das reações químicas 
 Importação e exportação de molec. atraves da 
MP 
 Função específica= sequencia de aa → 
nucleotídeos no DNA 
Incluindo 
aquelas de 
síntese da 
molécula do 
DNA 
Tradução 
 A célula regula seu repertório de possíveis 
proteínas 
Regulação da expressão gênica 
A membrana plasmática 
 Barreira seletiva 
 
Presença de um citoesqueleto 
Dimensão linear: 10X 
maiores 
Volume: mil vezes maiores 
Como surgiram as células eucarióticas? 
Caractéristicas 
 Envoltório nuclear 
 Citoesqueleto: suporte e movimento 
 Compartimentos intracelulares: digestão e 
secreção 
Metabolismo: oxidação de moléc. orgânicas - 
mitocôndria 
 Cel. Eucariótica primordial PREDADORA 
Modo de vida: 
 Célula grande com MP flexível 
 Elaborado citoesqueleto? (suporte e movimento da MP) 
 Isolar o DNA ? (proteger o genoma) 
 
 
E as mitocôndrias? 
E como explicar a presença 
de cloroplastos nas plantas? 
Origem das mitocôndrias 
 
Cel. eucariótica ancestral anaeróbica 
 
 
Engolfou 
 
 
Cel. bacteriana aeróbica = ancestral da mitocôndria 
Captam oxigênio 
Oxidação de alimentos 
Energia: ATP 
Origem dos cloroplastos 
 
Cel. eucariótica ancestral com 
mitocôndria 
 
 
Engolfou 
 
 
Cel. bacteriana fotossintetizante = 
ancestral do cloroplasto 
Fotossíntese: luz 
solar, CO2 e H20 
Alimento: 
carboidratos 
A NOVA cél. é nutrida 
pelos cloroplastos 
 Informação genética: 
1. DNA Nuclear 
2. DNA mitocondrial 
3. DNA dos cloroplastos (plantas) 
 
Degenerados 
Perderam alguns 
genes dos ancestrais 
bacterianos 
Os componentes químicos da célula 
 Substância mais abundante na célula 
 Corresponde a 70% do peso de uma célula 
 Líquido – temperatura ambiente 
 Alto ponto de ebulição 
 
Distribuição de eletrons não-equitativa 
•Carga +:H 
•Carga -: O 
 
Duas moléculas de H2O: 
Atração entre H e O → ligação = ponte 
de hidrogênio 
 Moléculas com carga: 
interagem com a H2O 
 
 
 
 
 
Hidrofílicas. 
Ex.: açúcares, DNA, 
RNA e a maioria das 
proteínas 
Moléculas não carregadas: 
não interagem com a H2O 
Hidrofóbicas 
Ex.: hidrocarbonetos 
A célula possui quatro famílias principais de 
compostos com base no carbono: 
 
 Açúcares 
 Ácidos graxos 
 Aminoácidos 
 Nucleotídeos 
Grande proporção 
da massa celular 
 Açúcares simples: Monossacarídeos (CH2O)n → n = 3 a 8 
 
 Carboidratos 
Glicose 
C6H12O6 
Isômeros: 
Fórmula =; 
estruturas ≠ 
 Estrutura 
 Cadeia aberta ou anel 
 
Grupo aldeído ou cetona 
reagem com OH da mesma 
molécula: formação do ANEL 
Anel 
Carbono que carrega 
aldeído ou cetona 
pode reagir com OH 
de uma segunda 
molécula=LIG. 
GLICOSÍDICA 
Reação de condensação: 
expele água 
Dissacarídeos mais comuns: 
 
Maltose (glicose+glicose) 
 Lactose (galactose + glicose) 
 Sacorose (glicose + frutose) 
 
 
 
O número de polissacarídeos é muito grande 
 
→ vários OH livres 
 Função 
1. Energia: glicose 
 Glicogênio (animais), amido (plantas): reservas 
de energia 
2. Sustentação mecânica: 
 Celulose : parede celular 
 Quitina: exoesqueleto de insetos 
 Outros polissacarídeos: limo, muco, cartilagem 
de animais 
3. Membrana celular: 
glicoproteicas e glicolipídeos 
 
 Estrutura 
 
 
 
 
 
 Grupo carboxílico=lig. outras 
mol. 
 Cauda de hidrocarboneto: 
 Saturada 
 
 
 
 
 Insaturada 
Ác. linoleico 
Ác. plamítico 
Produzem torções na 
mol.→ interfere na 
formação de massa solida. 
Ex.: Margarina (saturada) 
Óleos vegetais 
(insaturada) 
 Armazenado no citoplasma como triacilglicerol ou 
triglicerídeos 
 
 
 
 
 
 
 Reserva de energia – mesma via de produção de energia 
da glicose 
 6 x mais energia 
glicerol 
 Função 
 Membrana celular: fosfolipídeos 
 
 
 
 
 
 
 
 Fosfolipídeo = mol. Anfifílica = regiões hidrofóbicas + 
hidrofílicas ≠ triglicerídeos 
 Construção de proteínas 
 
 Estrutura 
Formação de extremidades: 
•N-terminal 
•C-terminal 
 Existem 20 aa nas proteínas com cadeias R 
diferentes 
 
 
 Cadeias laterais=diversidade e sofisticação 
das funções das proteínas 
 Ex.: aa polares e hidrofílicos 
 aa não-polares e hidrofóbicos 
 Ligação peptídica 
 Estrutura 
 
Ácido 
desoxirribonucleico 
= DNA 
Ácido ribonucleico = 
RNA 
Anéis de N = BASES 
 Pirimidinas: C, T, U → anel com 6 átomos 
 Purinas: A, G → anel de 5 membros + anel de 6 átomos 
 Função: 
 Carreadores de energia de curto prazo 
 Ex. ATP=trifosfato de adenosina 
ATP= ADP+P inorgânico 
 
Hidrólise do ATP: supre a 
energia necessária para que 
ocorram as reações 
celulares 
 Função: 
 
Armazenamento e disponibilização da 
informação biológica 
 
 
 
Blocos para construção de ácidos nucleicos 
 Ligação fosfodiéster: 
união dos 
nucleotídeos 
DNA 
 
 Fita dupla e 
antiparalela 
 
 Pareamento das bases 
por lig. de hidrogênio: 
G-C A-T 
 
 
RNA 
 
 Fita simples 
 
 Pareamento das bases 
A-U C-G 
Outras funções nucleotídeos: 
 
 Formação de coenzimas 
 
Moléculas sinalizadoras 
Ex. AMP cíclico 
 
Macromoléculas 
 Principais blocos para formar células 
 Componentes que conferem as características dos 
seres vivos 
 
 
 
 
 
 
70% 
H2O 
30% 
Sub. 
químicas 
Íons, peq. mol. (4%) 
Fosfolipídeos (2%) 
DNA (1%) 
RNA (6%) 
Proteínas (15%) 
Polissacarídeos (2%) 
M
A
C
R
O
M
O
L
É
C
U
L
A
S
 
 São construídas a partir de monômeros 
 
 
 
 
 
 
 Subunidades obedecem uma sequência 
Subunidade Macromolécula 
Açúcar Polissacarídeo 
Aminoácido Proteína 
Nucleotídeo Ácido nucleico 
 Ligações covalentes: permitem flexibilidade 
 Ligação não-covalente: 
1. Ligação Iônica 
2. Ligação de hidrogênio 
3. Atração de van der Waals 
4. Interação entre grupos não-polares 
 
 
Ex.: conformação estável → conformação preferencial 
RNA, proteínas 
Blocos para estruturas maiores Seres vivos: criam e mantêm ordem 
 
 
 
 
 
 
Reações químicas 
 Vias catabólicas 
 Vias anabólicas ou biossintéticas 
 
 
Metabolismo celular 
 
 
 
 
Enzimas = potenciador químico 
 Carreadores ativados= essenciais para biossíntese 
 Ex. ATP, NADH e NADPH 
ANABOLISMO CATABOLISMO 
ENERGIA ENERGIA 
Molécula necessária 
para a célula 
Molécula de 
alimento 
Molécula de 
alimento oxidada 
Molécula disponível 
para a célula 
Reação 
energeticamente 
favorável 
Reação 
energeticamente 
desfavorável 
ENERGIA 
CARREADOR ATIVADO 
 Algumas moléculas carreadoras ativadas amplamente 
utilizadas no metabolismo 
 
 
Carreador ativado Grupo carreado na ligação rica 
em energia 
ATP Fosfato 
NADH, NADPH Elétrons e H 
Acetil-CoA Grupo acetila 
Uridina-difosfato-glicose Glicose 
Biotina carboxilada Grupo carboxila 
S-Adenosilmetionina Grupo metila 
 Macromoléculas constituídas por subunidades 
(monômeros) 
 
 
 
 Ligados por reações de condensação (perda de 
uma mol. de H20) → energeticamente 
desfavorável 
Uso de ATP → 
transferência de grupo P → 
intermediários fosforilados 
reativos = reação 
energeticamente favorável 
Obtenção de energia 
 
 
Plantas=luz solar → fotossíntese 
 
Obtenção de energia 
 
 
 
Animais → alimentam-se das moléculas 
orgânicas gerando ATP → moeda corrente de 
energia de todas as células