ESTRUTURA DOS ORGANISMOS

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22/10/2013 
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Aula 1: 
Estrutura e organização celular 
dos organismos vivos 
 
Professora Roselia Maria Spanevello 
 
 
 
 
 
Universidade Federal de Pelotas 
Disciplina de Bioquímica 
Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental 
Segundo Semestre/2013 
 
1. Bioquímica 
 Descreve em termos moleculares as estruturas, os 
mecanismos e os processos químicos 
compartilhados por todos os organismos vivos e 
fornece os princípios organizacionais que 
fundamentam a vida em todas as suas diferentes 
formas. 
 
 
1.1 Aplicações da bioquímica 
Diagnóstico de patologias 
Indústria farmacêutica 
Nutrição 
Herbicidas Desenvolvimento vegetal 
2. Estrutura celular 
Células: são as unidades estruturais e funcionais de 
todos os organismos vivos: 
 
 
2.1 Estrutura das células eucarióticas: 
 
- Membrana Plasmática 
- Citoplasma 
- Núcleo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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a) Membrana Plasmática: 
 
Contém e delimita o espaço da célula. 
Mantém as condições adequadas para ocorrer as reações metabólicas. 
Permeabilidade seletiva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Estrutura: composta por uma bicamada lipídica onde estão 
inseridas diversas proteínas. As proteínas da membrana 
possuem funções de transportadores, receptores de sinais e 
canais iônicos. 
b) Citoplasma: 
 
 Compreende o espaço entre a membrana e o núcleo da célula. 
Local onde ocorrem muitas reações químicas do metabolismo 
É formado pelo citosol e pelas organelas citoplasmáticas: 
 
Mitocôndrias: 
Produção de energia 
para as células 
C) Núcleo: 
 
 - É compartimento onde se localiza as informações genéticas, 
responsável pelas características que o organismos possui. 
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 2.2 Componentes moleculares das células: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Biomoléculas 
1. Que espécies de moléculas estão presentes nos 
organismos vivos e em quais proporções? 
 
2. Quais as estruturas dessas moléculas e quais forças 
que estabilizam essas estruturas? 
 
3. Quais são suas propriedades químicas? 
 
4. Como elas interagem umas com as outras? 
 
3.1 Composição das biomoléculas: 
 
Dos mais de 90 elementos químicos que ocorrem naturalmente 
apenas cerca de 30 são essenciais aos organismos vivos. 
 
Os quatro elementos químicos mais abundantes: hidrogênio, 
oxigênio, nitrogênio e o carbono (99 % da massa das células). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
hidrogênio (H) 
65,4% 
oxigênio (O) 
25,6% 
traços de elementos 0,001% 
carbono (C) 7,5% 
nitrogênio (N) 1,25% 
fósforo (P) 0,24% 
enxofre (S) 0,06% 
sódio (Na), magnésio (Mg), 
cloro (Cl), potássio (K), 
cálcio (Ca), manganês (Mn), 
ferro (Fe), cobre (Cu), iodo (I) 
 
 
 
 
 
 
Os elementos químicos que aparecem em quantidade diminutas são 
denominados de microelementos (amarelo), representam uma fração 
minúscula do peso do corpo mas são extremamente essenciais para 
muitas funções vitais ( Ex. ferro presente na hemoglobina): 
 
 
 
 Carbono 
 
 
 
 A química dos organismos vivos está organizada ao 
redor do elemento carbono 
 
 
 
 
 
Dois átomos de carbono podem também compartilhar dois ou três pares de 
elétrons formando ligações duplas ou triplas entre átomos de carbono. 
 
Cada átomo de carbono também pode formar ligações simples com um, dois , três 
ou quatro átomos de carbono. 
Possuem versatilidade para formar ligações ( pode formar ligações covalentes 
simples e duplas com outros átomos de H, N e O2.).Os átomos de carbono podem 
compartilhar elétrons entre si para formar ligações simples carbono – carbono que 
são muito estáveis. 
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Os átomos de carbono unidos entre si covalentemente podem formar cadeias 
lineares, cadeias ramificadas e estruturas cíclicas: 
 
 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outros grupos de átomos chamados de grupos funcionais podem ser adicionados 
aos esqueletos carbônicos, o que confere propriedades específicas á molécula 
assim formada: Sendo assim..... 
 
  As moléculas que contém esqueletos carbônicos são chamadas de 
compostos orgânicos. Esses compostos ocorrem em uma variedade 
quase ilimitada. 
 
 
  A maioria das biomoléculas são compostos orgânicos, a versatilidade de 
ligação do elemento carbono foi um fator importante na seleção da 
maquinaria molecular das células durante a origem e a evolução dos 
organismos vivos. 
 
 Nenhum outro elemento químico pode formar moléculas com tanta 
diversidade de formas e de tamanhos ou com tal variedade de grupos 
funcionais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3.2 Estrutura tridimensional das biomoléculas: 
 
Embora as ligações covalentes e os grupos funcionais tenham 
importância fundamental para a função de uma biomolécula, o 
arranjo espacial dos seus átomos também é muito importante 
(estereoquímica). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Os compostos de carbono podem também existir na forma de 
estereoisômeros, moléculas nas quais a ordem de ligação é a mesma 
mas a relação espacial dos seus átomos é diferente: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3.3 Transformações químicas: 
 
 
 
a) Reações de oxidação redução: 
 
- São reações que envolvem a transferência de elétrons. 
- Oxidação (libera energia) : envolve a perda de elétrons e dois 
íons de hidrogênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Reações de condensação: 
 
São reações nas quais duas moléculas de condensam com a eliminação 
de uma molécula de água. 
 
Ex. Formação de proteínas 
 
3.4 Macromoléculas principais constituintes das 
células: 
 
 
 
Em todos os tipos de células quase toda a matéria orgânica está 
presente em quatro formas: 
 
PROTEÍNAS 
 
ÁCIDOS NUCLEÍCOS 
 
POLISSACARÍDEOS 
 
LIPÍDIOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROTEÍNAS: 
 
- São constituídas por unidades mais simples que são os aminoácidos. 
- Apenas 20 aminoácidos encontrados na natureza formam uma grande 
diversidade de proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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São as macromoléculas mais abundantes nas células 
vivas. 
 
Elas ocorrem em todas as células e em todas as partes 
da estrutura celular. 
 
Possuem uma grande diversidade de tamanhos e 
exibem uma variedade de funções biológicas. 
 
 Proteínas 
 
Funções das 
Proteínas 
Enzimática 
Sistemas contráteis 
Imunidade 
Ex: lipases 
Ex: anticorpos 
Ex: actina 
e miosina 
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Funções das 
Proteínas 
Estrutural 
Transporte 
Hormonal 
Ex: insulina 
Ex: hemoglobina 
Ex: cabelos e unhas 
“Polímeros formados por unidades mais simples 
denominada de aminoácidos” 
 
Existem somente 20 tipos de aminoácidos na natureza: 
 
 
 
Proteínas com uma grande diversidade de propriedades 
e funções biológicas 
 
 
 
 
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Existem 20 tipos de aminoácidos encontradas na 
natureza: 
 
 
Asparagina 
Cisteína 
Glicina 
Glutamina 
Prolina 
Tiroxina 
Ácido aspártico 
Ácido glutâmico 
Alanina 
Histidina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Arginina 
Fenilalanina 
Isoleucina 
Leucina 
Lisina 
Metionina 
Serina 
TreoninaTriptofano 
Valina 
Aminoácidos 
não essenciais 
(Organismo produz) 
 
Aminoácidos 
essenciais 
(Organismo não 
produz) 
 
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Todos os aminoácidos possuem um átomo de carbono ligado a 
quatro grupos diferentes: grupo amino, um grupo carboxila, um 
hidrogênio e um grupo R. 
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POLISSACARÍDEOS 
 
- São polímeros de açúcares simples como a glicose. 
- Exemplo o glicogênio, amido e a celulose. 
- Tem função no armazenamento de energia e função estrutural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplos de polissacarídeos: 
Glicogênio 
Amido Celulose 
 
 
É uma substância fibrosa, resistente e insolúvel em 
água encontrada na parede celular dos vegetais, 
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LIPÍDIOS 
 
- Derivados oleosos dos hidrocarbonetos. 
- São componentes estruturais das membranas. 
- Servem como reserva energética. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gorduras e óleos 
 
Derivados dos ácidos graxos 
 
Ácido graxo consiste de uma cadeia de hidrocarboneto 
e um grupo carboxila terminal que possui 
propriedade anfipática: 
 
ÁCIDOS NUCLÉICOS 
 
- O DNA e o RNA, os quais são construídos por nucleotídeos. 
- Tem como função armazenar e transcrever a informação genética.