BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUICAO CELULAR

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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE ANDRADINA 
Faculdades Integradas Stella Maris de Andradina – FISMA 
Curso de Agronomia - Disciplina Biologia Celular 
Profa Cristina 
 
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BASES MACROMOLECULARES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR 
 
As moléculas que constituem as células são formadas pelos mesmos átomos 
encontrados nos seres inanimados. Todavia, na origem e evolução das células, alguns tipos de 
átomos foram selecionados para a constituição das biomoléculas. Noventa e nove por cento 
da massa das células são formados de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio, enquanto, 
nos seres inanimados da crosta terrestre, os quatro elementos mais abundantes são oxigênio, 
silício, alumínio e sódio. Excluindo-se a água, existe nas células predominância absoluta dos 
compostos de carbono, extremamente raros na crosta da Terra. Portanto, a primeira célula e 
as que dela evoluíram selecionaram os compostos de carbono (compostos orgânicos), cujas 
propriedades químicas são mais adequadas à vida. 
 
 
 
As macromoléculas existem nas células com grande diversidade não só quanto ao seu 
tamanho, mas, principalmente, quanto à variedade dos seus monômeros constituintes. Os 
biopolímeros de maior importância são as proteínas, constituídas por aminoácidos; os 
polissacarídeos, que são polímeros de monossacarídeos; e os ácidos nucléicos (DNA e RNA), 
formados por nucleotídeos. Moléculas menores como lipídios, água, sais minerais e vitaminas 
também têm relevante papel na constituição e funcionamento das células. 
 
 
 
A diversidade estrutural e funcional de um polímero depende da variedade de seus 
monômeros. Na constituição das proteínas participam 20 aminoácidos diferentes, enquanto os 
ácidos nucléicos são formados por apenas cinco tipos de nucleotídeos (monômeros). Por isso, 
as proteínas têm maior polimorfismo e, conseqüentemente, maior diversidade funcional do 
que os ácidos nucléicos. 
As PROTEÍNAS são macromoléculas que contém um número variável de L-
aminoácidos, unidos por ligações peptídicas. São, portanto, polímeros de aminoácidos. As 
cadeias assim constituídas chamam-se cadeias polipeptídicas e, ao atingirem certa dimensão, 
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recebem o nome de proteína. As proteínas podem ser classificadas em duas categorias. As 
proteínas simples, cujas moléculas são formadas exclusivamente por aminoácidos, e as 
proteínas conjugadas, que se caracterizam pela presença, em suas moléculas, de uma parte 
não-protéica denominada grupo prostético. 
A forma tridimensional da molécula de uma proteína está relacionada com a 
sequência de aminoácidos e com o número de cadeias polipeptídicas que constituem sua 
molécula. Há proteínas cuja molécula tem apenas uma cadeia polipeptídica, enquanto outras 
possuem múltiplas cadeias, em geral umas diferentes das outras. Do ponto de vista biológico, 
o conhecimento da forma tridimensional das moléculas protéicas em estado nativo 
(configuração nativa) é muito importante, pois é assim que, dentro da célula, as moléculas 
mostram atividade e interagem umas com as outras. 
A estrutura das moléculas protéicas é mantida pelas seguintes forças de estabilização: 
Ligação peptídica, que é resultante de ligação covalente; Interação hidrofóbica; Pontes de 
hidrogênio; Ligações dissulfeto ou S-S, que são ligações covalentes entre moléculas do 
aminoácido cisteína. 
 
 
 
O número e a sequência dos resíduos aminoácidos em uma cadeia polipeptídica 
determinam a estrutura primária da proteína. A estrutura primária é mantida por ligações 
peptídicas, mas, se estas fossem as únicas ligações existentes, as moléculas das proteínas 
seriam dobradas ao acaso, irregularmente. 
A cadeia contendo a estrutura secundária dobra-se novamente sobre si mesma, 
formando estruturas globosas ou alongadas, adquirindo assim uma estrutura terciária. 
Através da organização protéica quaternária, formam-se diversas estruturas de grande 
importância biológica, como os microtúbulos, microfilamentos, capsômeros dos vírus e os 
complexos enzimáticos. 
As enzimas são moléculas protéicas dotadas da propriedade de acelerar intensamente 
determinadas reações químicas, tanto no sentido da síntese como no da degradação de 
moléculas. São elas as principais responsáveis pela eficiência da maquinaria química 
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intracelular. Além da rapidez, as sínteses enzimáticas apresentam alto rendimento, no final da 
reação gera-se apenas o produto desejado ou alguns produtos, mas todos úteis às células. 
 
 
 
A atividade das enzimas, muito sensível a diversos agentes químicos e físicos, é capaz 
de ser inibida de várias maneiras. A inibição pode ser competitiva ou não-competitiva. Um dos 
principais agentes físicos que inibem as enzimas é a temperatura, o frio deprime a atividade 
enzimática, retardando os processos de lise celular e as deteriora. 
Inibição competitiva: Quando uma substância resistente à ação enzimática, porém de 
molécula muito parecida com a do substrato da enzima, se fixa nos centros ativos da molécula 
enzimática, diz-se que a inibição é competitiva. Nesse caso, o inibidor compete com o 
substrato para se localizar no centro ativo, e o grau de inibição é influenciado pela 
concentração do substrato. Quanto maior a concentração do substrato, menor será a 
probabilidade de o inibidor se chocar com as moléculas da enzima e ocupar seus centros 
ativos. 
Inibição não-competitiva: Esse tipo de inibição não é afetado pela concentração do 
substrato, dependendo exclusivamente da concentração do inibidor. Ocorre inibição não-
competitiva quando a enzima precisa de certos íons e estes são removidos da solução. 
Na célula viva, a maioria das enzimas funciona em sequência, de modo que o produto 
resultante da ação de uma enzima é o substrato para a enzima seguinte. Esse conjunto de 
enzimas trabalhando em cooperação é denominado cadeia enzimática. 
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Um sistema muito eficiente e frequente nas células é o representado pelos complexos 
de moléculas enzimáticas. Nele, todas as enzimas da cadeia se associam para formar um 
conjunto de moléculas que se mantêm unidas por forças químicas fracas (estrutura protéica 
quaternária). 
As cadeias enzimáticas mais bem organizadas e, mais eficientes são as que estão 
ligadas a membranas, por exemplo, a cadeia das enzimas respiratórias (transportadoras de 
elétrons) que estão presas à membrana interna das mitocôndrias. Nesses casos não há 
separação entre molécula enzimática e molécula estrutural, pois as diferentes proteínas são, 
ao mesmo tempo, parte da membrana e também dotadas de atividade enzimática. 
Certas enzimas existem sob formas moleculares ligeiramente distintas nos diversos 
tecidos, ou na mesma célula de determinada espécie. Nesses casos, a molécula da enzima é 
constituída por cadeias polipeptídicas (monômeros) diferentes, agrupadas em proporções 
variáveis. As diferenças de atividade entre as enzimas são consequência das diversas 
proporções dos monômeros em suas moléculas. As enzimas de uma mesma espécie que 
atacam o mesmo substrato, mas, que exibem diferenças na atividade, no pH, na mobilidade 
eletroforética, são chamadas isoenzimas. 
 
Os ÁCIDOS NUCLÉICOS são constituídos pela polimerização de unidades chamadas 
nucleotídeos. Cadanucleotídeo contém resíduos de uma molécula de ácido fosfórico, uma de 
pentose e uma de base púrica ou pirimídica. As células contêm quantidades relativamente 
grandes de nucleotídeos livres, desempenhando, sobretudo as funções de coenzimas. 
Os ácidos nucléicos 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 as suas descendentes. 
A molécula de RNA é um filamento único, e só existe sob a forma de filamentos duplos 
complementares. Do ponto de vista funcional e estrutural, se distinguem três variedades 
principais de ácido ribonucléico: 
* RNA de transferência ou tRNA: Sua função é transferir os aminoácidos para as 
posições corretas nas cadeias polipeptídicas em formação nos complexos de ribossomos e RNA 
mensageiro (polirribossomos). Possui a propriedade de se combinar com aminoácidos e é 
capaz de reconhecer determinados locais da molécula do mRNA constituídos por uma 
seqüência de três bases. 
* RNA mensageiro ou mRNA: É sintetizado nos cromossomos, como os demais RNAs 
da célula, e representa a transcrição de um segmento de uma das cadeias da hélice de DNA.. A 
molécula de mRNA é bem maior do que a de proteína por ele formada, porque são necessários 
três nucleotídeos para codificar um aminoácido. 
* RNA ribossômico ou rRNA: é muito mais abundante do que os outros dois tipos de 
RNA, constituindo 80% do RNA celular. Existe combinado com proteínas, formando partículas 
facilmente visíveis ao microscópio eletrônico e denominadas ribossomos. Quando presos a 
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filamentos de RNA mensageiro, os ribossomos formam os polirribossomos, onde tem lugar a 
síntese de proteínas. 
 
Existem no citoplasma muitos RNAs diferentes, necessários para a síntese das numerosas 
proteínas celulares. 
 
 
 
Os compostos de carbono extraídos de células e tecidos por solventes orgânicos não-
polares são chamados LIPÍDIOS. Em virtude de serem definidos por sua solubilidade nesses 
solventes e não pela estrutura química, o grupo dos lipídios compreende substâncias com 
moléculas muito diferentes. 
De acordo com suas funções principais, os lipídios celulares podem ser divididos em 
duas categorias: lipídios de reserva nutritiva e lipídios estruturais. Eles têm papel relevante na 
manutenção da estrutura das membranas celulares. 
Os Lipídios de reserva nutritiva se compõem de gorduras neutras; enquanto os 
Lipídios de reserva estruturais são componentes estruturais de todas as membranas celulares 
como membrana plasmática, envoltório nuclear, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, 
mitocôndrias entre outras; que por sua vez são mais complexos do que os de reserva nutritiva. 
Os lipídios têm menor diversidade funcional do que as proteínas e polissacarídeos. 
Suas principais funções são energéticas e estruturais; e a atividade informacional é restrita a 
alguns hormônios esteróides. 
 
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Os POLISSACARÍDEOS são polímeros de monossacarídeos. Há polissacarídeos com 
moléculas lineares, enquanto outros têm moléculas ramificadas. A molécula de alguns 
polissacarídeos é constituída pela repetição de um único tipo de monossacarídeo. São os 
polissacarídeos simples ou homopolímeros. 
Os polissacarídeos associados à superfície externa da membrana celular 
desempenham papel estrutural e informacional, muitas vezes fazendo parte das moléculas dos 
receptores. São encontrados também como reserva nutritiva, que a célula utiliza quando há 
necessidade metabólica. 
 
 
 
 
Bibliografia 
Junqueira e Carneiro, Biologia Celular e Molecular; 8ª edição, capitulo 3, páginas 39 – 62.