Constituição Celular

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BASES MOLECULARES DA 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
Prof. Dr. Velber Xavier Nascimento 
velberxavier@gmail.com 
- 99% da massa da célula é formada por 
HIDROGÊNIO, CARBONO, OXIGÊNIO E 
NITROGÊNIO; 
- As células são constituídas de macromoléculas 
poliméricas; 
MACROMOLÉCULAS 
POLÍMEROS 
MONÔMEROS 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
- Biopolímeros são aqueles encontrados nos seres vivos: 
 Proteínas (Aminoácidos); 
 Polissacarídeos (Monossacarídeos); 
 Ácidos nucléicos (DNA e RNA); 
- Moléculas menores também tem papel relevante no 
funcionamento da célula: 
 Água 
 Sais minerais 
 Vitaminas 
 Lipídios 
 
Inorgânicos 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
Água 65% 
Proteínas 14% 
Lipídios 8% 
Glicídios 5% 
Sais Minerais 4% 
Ácidos Nucleicos 3% 
Outros Compostos 1% 
Total 100% 
Distribuição dos componentes celular 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Tipos de ligações 
-Ligações Fortes: Ligações estáveis que necessitam de 
muita energia para serem formadas; 
 Ligações covalentes 
-Ligações Fracas: Ligações instáveis que se formam 
com pequeno gasto energético 
 Pontes de Hidrogênio 
 Ligações eletrostáticas 
 Interações hidrofóbicas 
 
 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Molécula de Água 
- Todas as células contêm água (65-70% do peso 
corporal); 
- Células que desempenham intensa atividade 
possuem maior quantidade de água. Isso se explica 
por 2 razões : 
1. A água é um produto final de muitas reações 
químicas; A+B C + água. 
2. A água é imprescindível para que ocorram as 
reações de hidrólise, que são tão comuns na 
atividade celular. 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Molécula de Água 
- A molécula de água é morfológica e eletricamente 
assimétrica; 
- A molécula de água é polar (dipolo); 
- A água é um dos melhores solventes conhecidos; 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 O grau de afinidade pela água tem relevante papel 
nas propriedades biológicas das macromoléculas 
-Moléculas hidrofílicas: Afinidade por água (Ex.: ácidos 
nucléicos e muitas proteínas); 
-Moléculas Hidrofóbicas: Insolúveis em água 
(Ex.:lipídios e óleos); 
-Moléculas Anfipáticas: Apresentam regiões 
hidrofóbicas e hidrofílicas (Ex.: Fosfolipídios). 
 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- São substâncias formadas por íons, que resultam de 
átomos que receberam ou doaram elétrons. Um sal é 
formado por 2 tipos de íon: 
- CÁTIONS= doaram elétrons e têm carga elétrica (+); 
- ÂNIONS= que receberam elétrons e têm carga 
elétrica (-). 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- Podem ser encontradas sob a forma não solúvel, 
como constituintes estruturais de certas partes do 
corpo (ossos, ovos) ou sob a forma solúvel em água, 
sendo, dissociados; 
- Os sais minerais, participam de numerosas 
atividades celulares: permeabilidade, contração 
muscular, constituintes dos ossos, equilíbrio osmótico 
e manutenção do ph. 
 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- Cálcio (Ca): coagulação sangüínea; contração 
muscular; formação dos ossos e dentes. A carência 
pode determinar o raquitismo nas crianças e 
osteoporose nos adultos. Ë encontrado nas verduras, 
soja, leite e derivados. 
- Sódio (Na), Potássio (K), Cloro (Cl): importante no 
equilíbrio osmótico, agindo no funcionamento da 
membrana e no impulso nervoso. O Na regula a 
pressão do sangue. O K é a bateria de energia dentro 
da célula e na condução nervosa. 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- Iodo (I): importante para o funcionamento da 
tireóide. É encontrado nos peixes e frutas. Estimula 
a glândula tireóide. 
- Ferro (Fe): forma a hemoglobina dos glóbulos 
vermelhos. Ë encontrado nos feijão, espinafre, 
ostras, castanhas e carnes em geral. 
- Flúor (F): importante na formação dos ossos e do 
esmalte dos dentes. 
- Magnésio (Mg): faz parte da molécula de clorofila , 
ajuda os músculos a trabalhar. 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- Zinco (Zn): participa da fabricação de insulina e de 
certas enzimas, estimula o crescimento e a 
cicatrização da pele. Encontramos nas carnes, 
frutos do mar, peixes, leite e ovos. 
- Fósforo (P): auxilia as células nervosas. 
- Cromo (Cr): estimula a absorção da glicose. 
Importante para o metabolismo. Encontramos no 
queijo, aves, pimenta do reino e cereais. 
- Fosfato (Po4) – forma os nucleotídeos. 
 
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 Componentes Inorgânicos - Sais Minerais 
- Carbonato (Co3): quando passam bicarbonato HCo3 
têm ação impedindo a acidez da célula. 
- Cobalto (Co): componente da vitamina B12. 
Essencial para as hemácias. 
- Cobre (Cu): componente de muitas enzimas. 
Essencial para a síntese da hemoglobina. 
- Molibidênio (Mo): componente de algumas enzimas. 
- Selênio (Se)-funciona em intima associação com a 
vitamina E. 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Proteínas 
- São macromoléculas contendo um número variável 
de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas; 
- Embora existam mais de 150 aminoácidos, só 20 
são encontrados nas proteínas; 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Aminoácidos 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Aminoácidos 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Proteínas 
- Podem ser classificadas em duas categorias: 
 Proteínas simples ou homoproteínas: Moléculas 
formadas exclusivamente por aminoácidos 
Ex.: Albuminas (albumina do plasma sangüíneo); 
Globulinas (anticorpos) e as proteínas fibrosas 
(colágeno e elastina). 
 Proteínas conjugadas ou holoproteínas: Se 
caracterizam pela presença de uma parte não 
protéica denominada grupo prostético. 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Proteínas 
-A função das proteínas conjugadas depende do 
grupo prostético: 
 Proteínas conjugadas Grupo prostético Exemplo 
 Cromoproteínas pigmento 
 hemoglobina e 
citocromos 
 Fosfoproteínas ácido fosfórico caseína (leite) 
 Glicoproteínas carboidrato mucina (muco) 
 Lipoproteínas lipídio 
 encontradas na 
membrana celular e 
no vitelo dos ovos 
Nucleoproteínas ácido nucléico 
 ribonucleoproteínas 
e desoxirribonucleo- 
proteínas 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Estrutura tridimensional das Proteínas 
- A forma tridimensional da molécula de uma 
proteínas está relacionado com a sequência de 
aminoácidos e o número de cadeias polipeptídicas; 
- Podem ser classificadas: 
 Primária 
 Secundária 
 Terciária 
 Quaternária 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Estrutura Primária 
- Sequência linear de aminoácidos; 
- É o nível de estrutura mais simples a partir do qual 
todos os outros derivam 
 
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 Estrutura Secundária 
- As cadeias primárias dobram e enrolam de modo 
complexo constituindo um arranjo espacial definido 
e típico – Estrutura Alfa-Hélice; 
 
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 Estrutura Terciária 
- Estrutura secundária dobra-se novamente sobre si 
mesma, formando estruturas globosas ou alongadas; 
- Interação de aa’s situados a longas distâncias na 
cadeia polipeptídica 
 
 
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 Estrutura Quaternária 
- Moléculas constituídas por várias cadeias 
polipeptídicas, iguais ou diferentes; 
- Cada uma das cadeias apresenta os três níveis 
estruturais citados. 
 
 
 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Proteínas – Moléculas Chaperones 
- São proteínas cuja função principal é se unirem às 
cadeias polipeptídicas para que estas se ligam as 
cadeias polipeptídicas corretas; 
- Também desfazem as agregações defeituosas e 
promovem por hidrólise a quebra das moléculas 
protéicas formadasincorretamente; 
- As principais chaperones são: hsp60 e hsp70. 
 
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 Funções das Proteínas 
- Função estrutural: participam da estrutura dos 
tecidos. 
- Ex.: Colágeno: encontrada na pele, nas cartilagens, 
nos ossos e tendões. 
- Ex.: Actina o Miosina: participam do mecanismo da 
contração muscular. 
- Ex.: Queratina: proteína encontrada na pele, no 
cabelo e nas unhas; 
 
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 Funções das Proteínas 
- Função enzimática: toda enzima é uma proteína. As 
enzimas são fundamentais como moléculas 
reguladoras das reações biológicas; 
- Função hormonal - muitos hormônios de nosso 
organismo são de natureza protéica. 
-Ex.: Insulina, hormônio produzido no pâncreas e que 
se relaciona com e manutenção da glicemia. 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Funções das Proteínas 
- Função de defesa: Alguns anticorpos são produzidos 
por proteínas denominadas gamaglobulinas; 
- Função nutritiva: As proteínas servem como fontes 
de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos 
pelo homem; 
- Coagulação sangüínea: Fibrinogênio, globulina anti-
hemofílica, etc... 
- Transporte: Hemoglobina, proteína responsável pelo 
transporte de oxigênio no sangue. 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Enzimas 
- São catalisadores biológicos, de natureza protéica, 
que aceleram as reações químicas; 
- A maioria absoluta das reações é catalisada por 
essas proteínas; 
- São produzidas dentro da célula ao nível do retículo 
endoplasmático rugoso. 
 
 
 
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 Enzimas 
- As enzimas são específicas, podem ser reutilizadas e 
atuam nos dois sentidos das reações químicas; 
- Sua ação é influenciada pela concentração do 
substrato, pela influencia do pH e pela variação da 
temperatura. 
 
 
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 Enzimas – Ação Enzimática 
- Substrato: Composto que sofre a ação de uma 
enzima. 
- Cofatores: Colaboradores não protéicos necessários 
para a atividade da enzima. Podem ser íons 
metálicos (Zn, Fe) ou moléculas orgânicas 
(coenzima); 
Enzima + Cofator = HOLOENZIMA 
Enzima + SEM Cofator = APOENZIMA 
 
 
 
 
- 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Enzimas – Ação Enzimática 
- Regulação: Enzimas podem ser ativadas ou inibidas 
de modo que a velocidade de formação do produto é 
adequado para o momento. 
- Especificidade: Interagem com um ou poucos 
substratos e catalisam poucos tipos de reação 
 
 
 
 
 
- 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Enzimas – Ação Enzimática 
 
 
 
 
 
- 
 Ácidos Nucléicos 
- São constituídos pela polimerização de unidade 
chamadas nucleotídeos; 
- Cada nucleotídeo é formado por: 
 Uma pentose (açúcar) 
 Um grupo fosfato 
 Uma base nitrogenada (púrica e pirimídica). 
 
 
 
 
 
 
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 Nucleotídeos 
 
 
 
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 Ligação dos Nucleotídeos 
- Os nucleotídeos estão ligados covalentemente por 
ligações fosfodiéster; 
- O grupo hidroxila do carbono-3 da pentose do 
primeiro nucleotídeo se liga ao grupo fosfato 
ligado a hidroxila do carbono-5 da pentose do 
segundo nucleotídeo; 
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 Ligação dos Nucleotídeos 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Ligação dos Nucleotídeos 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Bases Nitrogenadas 
- Purinas: Adenina e Guanina 
- Pirimidinas: Citosina, Timina (DNA) e Uracila 
(RNA) 
 Complementariedade 
- Sempre uma purina se liga a uma pirimidina: 
Adenina – Timina (DNA) 
Adenina – Uracila (RNA) 
Guanina - Citosina 
 
 
 
 
 
 
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 Componentes dos ácidos nucléicos 
 
 
 
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 Funções dos Ácidos Nucléicos 
 Moléculas que controlam os processos básicos do 
metabolismo celular; 
 A síntese de macromoléculas; 
 A diferenciação celular; 
 A transmissão da carga genética de uma célula 
para suas descendentes. 
 
 
 
 
 
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 Tipos de Ácidos Nucléicos 
 Desoxirribose ou DNA 
 Ribose ou RNA 
 
 
 
 
 
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 Molécula de DNA 
 
 
 
- Responsável pelo armazenamento e transmissão 
da informação genética; 
- Presente no núcleo nos cromossomos, 
mitocôndrias e cloroplastos; 
- Nas células eucariontes o DNA está associado 
proteínas básicas – Histonas; 
- Composta por dois filamentos (complementares e 
antiparalelos) enrolados um no outro – Dupla 
Hélice; 
 
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 Molécula de DNA 
 
 
 
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 Molécula de RNA 
- Molécula de fita simples; 
- Todos os RNAs são sintetizados nos cromossomos; 
- É dividido em: 
- RNA mensageiro (RNAm) 
- RNA transportador ou transferência (RNAt) 
- RNA ribossômico (RNAr) 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 DNA X RNA: Diferenças 
- O DNA é bifilamentar; o RNA geralmente é 
unifilamentar. 
- O açúcar do DNA é a desoxirribose, enquanto do 
RNA é a ribose. 
- Finalmente, os nucleotídeos do DNA incluem a 
timina, enquanto o RNA possui uracila. 
 
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 RNA mensageiro (RNAm) 
- Representa a transcrição de umas das cadeias de 
DNA; 
- É formado por trincas de nucleotídeos – Códon; 
- Cada códon corresponde a um aminoácido na 
proteína que irá se formar. 
 
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 RNA transportador ou trasnferência (RNAt) 
- Levam os aminoácidos para o RNAm durante o 
processo de síntese protéica; 
- As moléculas de RNAt apresentam, em uma 
determinada região, uma trinca de nucleotídeos 
que se destaca, denominada anticódon. 
 
 
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 RNA transportador (RNAr) 
- São os RNAs mais abundantes na célula – 80%; 
- São componentes dos ribossomos, organela onde 
ocorre a síntese protéica; 
- Os ribossomos são formados por RNAr e 
proteínas. 
 
 
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 Lipídios 
 
 
 
- Compostos de carbono extraídos de células e 
tecidos; 
- Podem ser divididos em duas categorias: 
 Lipídios de reserva nutritiva 
 Lipídios estruturais 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Lipídios de reserva nutritiva 
 
 
 
- São as reservas de natureza lipídica denominadas 
gorduras neutras – GLICEROL OU GLICERINA; 
- Quando o glicerol é esterificado por três ácidos 
graxos forma-se os TRIGLICERÍDEOS; 
 
 
 
- Os depósitos de triglicerídeos ocorrem em quase 
todos os tipos celulares; 
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 Lipídios estruturais 
 
 
 
- São componentes estruturais de todas membranas 
celulares: membrana plasmática, envoltório 
nuclear, retículo endoplasmático, aparelho de 
Golgi etc... 
- Moléculas longas com uma extremidade polar e 
outra apolar: Polar é hidrofílica e Apolar é 
hidrofóbica; 
- Muitas propriedades destas membranas decorrem 
das características químicas e físicas de seus 
lipídios; 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 Lipídios estruturais 
 
 
 
- Os lipídios estruturais podem ser divididos em: 
 Fosfolipídios: Membranas celulares 
 - Fosfoglicerídos e esfingolipídios 
 Glicolipídios: Membranas das células do tecido 
nervoso. 
 Colesterol: Membranas celulares da células 
animais. 
 
 
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 Polissacaríeos ou glicanos - Carboidratos 
 
 
 
- São macromoléculas formadas por polímeros 
naturais de monossacarídeos; 
- Quando o polissacarídeo é constituído pela 
repetição de um único tipo de monossacarídeo é 
denominado simples ou homopolímeros; 
- Ex.: Amido e Glicogênio são polímeros simples de 
glicose. 
- Polissacarídeos complexos ou heteropolímeros são 
menos frequentes na célula; 
 
 
CONSTITUIÇÃOCELULAR 
 Classificação dos Polissacarídeos 
 
 
- Polisscarídeos de reserva: reserva energética da 
célula; 
Glicogênio: células animais 
Amido: células vegetais. 
- Polisscarídeos estruturais: Fazem parte da 
glicocálise das células animais, da parede das 
células bacterianas e da parede das células 
vegetais; 
Glicosaminoglicanas 
 
 
CONSTITUIÇÃO CELULAR 
- Capítulo 3. Carneiro J, Junqueira LC. Biologia 
celular e molecular. 8a ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan; 2005. 
- Robertis, EDP. Biologia celular e molecular. 14a ed. 
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2006 
Bibliografia