AULAS DE BIOLOGIA CELULAR COMP. QUIMICA

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BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR
1.Introdução: COMPOSTOS QUIMICOS
Biomoléculas: 99% da massa da célula é formada por H,C,O e N
Seres Inanimados: O, Sílica, alumínio e NA.
Excluindo-se a água predomina os compostos de carbono.
Classificação:
-Compostos Inorgânicos : água e sais minerais
-Compostos Inorgânicos: Carboidratos, Lipídios, Proteínas, Enzimas, Ácidos Nucleicos, Vitaminas.
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2.ÁGUA;
-Substância mais abundante de todas as células;
-Molécula assimétrica (2 átomos de H com O formam ângulo de 104,9º);
-Dipolo, H positivo e O negativo ( O no centro e os H ocupam os dois extremos);
-Melhor solvente conhecido;
-O grau de afinidade pela água tem relevante papel nas propriedades biológicas das macromoléculas;
 Grupamentos polares (afinidade –hidrofílica – ex. carboidratos, proteínas, ác. nucleicos) e Apolares (repelência – hidrofóbica-ex. lipídios, parafina e óleos);
.Obs. Moléculas anfipáticas- macromoléculas que apresentam uma região hidrofílica e outra hidrofóbica, presente em todas membranas celulares.
3.SAIS MINERAIS:
Apresenta-se no organismo de 3 maneiras:
-Dissolvidos na água;
-estado sólido, formando cristais;
-combinados com moléculas orgânicas ( fe com hemoglobina).
3.1 funções:
-Formação do esqueleto (osso, coag.sangue, contraçào muscular);
-transporte de O2 na fotossíntese;
-manutenção da pressão osmótica e o equilíbrio ácido-básico da célula;
-transmissão de impulsos nervosos;
-formação de ATP.
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INTRODUÇÃO:
COMPOSTOS ORGÂNICOS
Macromoléculas: são polímeros constituídos por monômeros;
-homopolímeros – monômeros semelhantes ex. glicogênio
-heteropolímeros-monômeros diferentes ex. ác. Nucleico
-biopolímeros: polímeros encontrados nos seres vivos.
Biopolímeros mais importantes: Proteínas, Ácidos Nucleiros, Polissacarídeos, Lipídios.
 
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4.1 BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 
4.1.1 CARBOIDRATOS, HIDRATOS DE CARBONO, GLICÍDIOS
-Formados por C,H,O;
-Reserva nutritiva ( polissacarídeos);
-Unem-se à proteínas- glicop[roteínas e proteoglicanas.
-Tipos: monossacarídeos (glicose, frutose e galactose)
 dissacarídeos (maltose, sacarose e lactose)
 polissacarídeos((amido glicogênio, celulose)
Polissacarídeos:
Funções: Energética, estrutural e informacional
A-Polissacarídeos de Reserva Energética:
-Amido- reserva vegetal, composto por 2 moléculas de amilose e amilopectina, constituídas por unidades de glicose;
-Glicogênio: reserva animal; ocorre no citoplasma da célula sob a forma de grânulos.
 Obs. Quando a concentração de glicose no sangue diminui, o hormônio glucagon sintetizado no pâncreas, é liberado na corrente sanguínea. Estimula o fígado a hidrolizar glicogênio em glicose p/corrente sanguínea.
B-Polissacarídeos Estruturais e Informacionais:
Fazem parte:
-da superfície celular;
-do reconhecimento das células p/formar tecidos (glicoproteínas);
-constituição de receptores celulares;
-ligações estruturais entre citoplasma e matriz extra-celular;
-combinados com proteínas fazem parte do glicocálice das células animais, da parede das células bacterianas e das células vegetais.
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Doenças genéticas do metabolismo do glicogênio
1-Doença de Von Gierke
• Notada geralmente em torno dos dois anos de idade.  
• Herança autossômica recessiva. 
• Retardo de crescimento. Ausência de retardo mental.  
• Grande hepatomegalia e renomegalia. 
• Ausência de esplenomegalia ou de ascite. 
• Hipoglicemia que não responde a adrenalina ou glucagon.  
• Hipoglicemia pode causar crises convulsivas. 
• Morte precoce por infecções intercorrentes.  
• Aspecto microscópico no fígado: acúmulo de glicogênio no citoplasma dos hepatócitos, dando aspecto de célula vegetal.
2-Doença de McArdle.  acúmulo de glicogênio em fibras musculares esqueléticas 
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 PROTEÍNAS
São polímeros de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas;
-Constituição de um aac. : amina(NH2) e carboxila (COOH); 
-As proteínas são macromoléculas complexas, compostas de aminoácidos, e necessárias para os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos
-São os constituintes básicos da vida: tanto que seu nome deriva da palavra grega "proteios", que significa "em primeiro lugar”
 -Nos animais, as proteínas correspondem a cerca de 80% do peso dos músculos desidratados, cerca de 70% da pele e 90% do sangue seco. Mesmo nos vegetais as proteínas estão presentes. 
Classificação: 
1-Proteínas simples - São também denominadas de homoproteínas e são constituídas, exclusivamente por aminoácidos. Em outras palavras, fornecem exclusivamente uma mistura de aminoácidos por hidrólise. Pode-se mencionar como exemplo: 
  As Albuminas  
- São as de menor peso molecular  
- São encontradas nos animais e vegetais.  
- São solúveis na água.  
Exemplos: albumina do plasma sangüíneo e da clara do ovo.  
As Globulinas  
- Possuem um peso molecular um pouco mais elevado.  
- São encontradas nos animais e vegetais  
- São solúveis em água salgada.  
Exemplos: anticorpos e fibrinogênio.  
 As Escleroproteínas ou proteínas fibrosas 
- Possuem peso molecular muito elevado. 
- São exclusivas dos animais.  
- São insolúveis na maioria dos solventes orgânicos. 
Exemplos: colágeno, elastina e queratina.  
      
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2-Proteínas Conjugadas: presença de um grupo não proteico (grupo prostético). 
 
 
3- Proteínas Derivadas 
As proteínas derivadas formam-se a partir de outras por desnaturação ou hidrólise. Pode-se citar como exemplos desse tipo de proteínas as proteoses e as peptonas, formadas durante a digestão.  
 
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PROPRIEDADES:
a)Enzimática: acelerar reações quimicas, síntese e degradação. Sensíveis à temperatura, Ph..., para maior eficiência agrupam-se ou se prendem à membrana (ex. cadeia enzimática).
obs. RNAses (riboenzimas) não são proteínas.
b)Transportadoras: existente no plsma ex. hemoglobina;
c)Nutritivas e de Armazenamento: ex. caseína, ferritrina;
d)Contráteis ou de Motilidade: actina, miosina, tubulina, dineína(Síndrome de Kartagener- imobilidade do flagelo do espermatozóide);
e)Estruturais: proteção e resistência. Ex. fibroína (teia-de-aranha), colágeno (tendões), queratina (unhas, cabelos, chifres), fibrinogênio, elastina;
f)Defesa: imunoglobulina, fibrinogênio e trombina (coagulação);
g)Reguladoras: insulina;
h)outras: anticongelante: peixes da Antártida.
*Moléculas Chaperones: auxiliam a formação das complexas moléculas proteicas e a destruição das proteínas defeituosas.
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Aminoácidos
Single- & three-letter amino acid codes
G Glycine	Gly	P Proline	Pro	
A	 Alanine	Ala	V Valine	Val
L	 Leucine	Leu	I Isoleucine	Ile
M Methionine	Met	C Cysteine	Cys
F Phenylalanine	Phe	Y Tyrosine 	Tyr
W Tryptophan	Trp	H Histidine	His
K Lysine		Lys	R Arginine	Arg
Q Glutamine	Gln	N Asparagine	Asn
E Glutamic Acid	Glu	D Aspartic Acid	Asp
S Serine		Ser	T Threonine	Thr
Additional codes
B Asn/Asp	Z Gln/Glu	X Any amino acid
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ANEXO I:
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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 
Estrutura: os níveis de organização Molecular de uma proteína são:  
Primário - representado peIa seqüência de aminoácidos unidos através das ligações peptídicas.  
 Ex.
Secundário - representado por dobras na cadeia (a - hélice), que são estabilizadas por pontes de hidrogênio.  
Terciário - ocorre quando a proteína sofre um maior grau de enrolamento e surgem, então, as pontes de dissulfeto para estabilizar este enrolamento.  
Quaternário - ocorre quando quatro cadeias polipeptídicas se associam através de pontes de hidrogênio, como ocorre na formação da molécula da hemoglobina (tetrâmero).  
     Veja as figuras a seguir, que mostram a representação esquemática dos três níveis de organização molecular de uma proteína:  
Representação esquemática dos níveisde organização molecular de uma proteína
 
Nota - A forma das proteínas é um fator muito importante em sua atividade, pois se ela é alterada, a proteína torna-se inativa. Esse processo de alteração da forma da proteína é denominado desnaturação, podendo ser provocado por altas temperaturas, alterações de pH e outros fatores.  
Nota - uma proteína difere de outra: 
     1) Pelo número de aminoácidos:; 2) Pelo tipo de aminoácidos e   3) Pela seqüência dos aminoácidos: 
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ENZIMAS
As enzimas são uma classe muito importante de proteínas biologicamente ativas.
Elas são responsáveis pela catálise de diversas reações em nosso organismo. Reações que, sem o auxílio das enzimas, jamais aconteceriam ou, ainda, gerariam indesejados produtos colaterais. 
Em uma proteína enzimática, existe um certo domínio chamado de "sítio ativo", que liga-se ao substrato - a molécula reagente - e diminui a energia do estado de transição que leva ao produto desejado. 
A ligação entre o sítio ativo e o substrato é extremamente específica: 
a molécula precisa ter certas características eletrônicas e espaciais que permitam o seu "encaixe" com a proteína. Por isso esta relação tem sido chamada de lock'n'key, ou seja, chave-fechadura.
No exemplo da figura, uma determinada região da proteína
 liga-se à um substrato, que se adapta ao sítio ativo da 
enzima tal como uma chave faz a sua fechadura.
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4. LIPÍDIOS
-São compostos de Carbono extraído de células e tecidos por solventes orgânicos (éter, clorofórmio e benzeno). Insolúveis na água. 
-Cadeias hidrocarbonadas longas ou anéis benzênicos (estruturas não polares ou hidrofóbicas);
-triglecerídeo: triéster de ácidos graxos e glicerol, serve como fonte de energia e, ewm nível macromolecular, serve como elemento de isolamento; denominado também de gordura neutra.
*éster: composto produzido pela união de um ácido com um álcool.
Categorias ( de acordo com as funções):
a)Lipídios de Reserva Nutritiva
Gorduras neutras (glicerol ou glicerina); são depósitos de triglicerideos (acumulam-se nas células adiposas).
b)Lipídios Estruturais
Composto de todas membranas celulares,-Molécula apolar e polar (hidrofílica e hidrofóbica)-anfipática Exemplos: glicolipídios de esfingolipídios (esfingomielina, cerebrosídios) e outros lipídios: esteróis (colesterol).
*Lipídios Informacionais: Vit. A,E,K (esteróides
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Principais Funções dos Lipídios
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Principais Funções 
dos Lipídios
Maior reserva de produtos oxidáveis (triglicerídeos)
Combustível Celular
Componentes de membranas (fosfolipídio, colesterol)
Isolamento térmico
Proteção contra traumatismos
Hormônios
Mensageiros 
Vitaminas
O feto não possui reserva de lipídios por estar protegido pela mãe.
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