Bases químicas da célula

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Aula 03: Bases químicas da constituição celular
Professora India Mara Sgnaulin
Elementos químicos e matéria
• Todo ser vivo é um sistema químico 
que obedece às leis da Física e da 
Química.
• Diferentes elementos químicos se 
combinam e formam a matéria.
• A matéria compõe todo o universo, 
incluindo a célula e os seres vivos.
Tabela periódica dos elementos químicos
Os átomos
Os elementos químicos são representados pelos 
átomos, considerados a menor parte da matéria.
O átomo é composto por um núcleo, que contém 
prótons e nêutrons, e por uma eletrosfera, que 
contém elétrons.
Átomo de Carbono 12
• 6 elétron
• 6 prótons
• 6 nêutrons 
Níveis hierárquicos de organização dos seres vivos
Molécula de água
As células são formadas por moléculas e estas, por sua vez, são formadas pela 
combinação de elementos químicos ou átomos.
De que são formadas as células?
Hidrogênio
Oxigênio
Hidrogênio
Níveis hierárquicos de organização dos seres
Pode-se observar que:
1. Átomo
2. Molécula
5. Tecido6. Órgão
7. Sistema
8. Organismo
4. Célula
3. Organelas
Composição molecular da célula
As moléculas da célula podem ser:
• Inorgânicas, como a água;
• Orgânicas, como várias que possuem o elemento 
químico carbono (C) em sua composição.
As moléculas mais abundantes são de água, mas também 
existem macromoléculas orgânicas de proteínas, 
carboidratos, lipídeos e ácidos nucleicos.
Composição molecular da célula - Água
É o elemento mais abundante na Terra e pode ser encontrado nos estados físicos líquido, 
sólido e gasoso.
Sua molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio, cuja 
fórmula é H2O.
Molécula de água
Hidrogênio
Oxigênio
Hidrogênio
Fo
n
te
: 
Fr
ee
p
ik
Rins
Sangue
Músculos
83%
81%
75%
Cérebro
Coração
Pulmões
75%
75%
86%
Água
• A célula é composta,
aproximadamente, por 70% de água.
• A variação do percentual de água
depende do tipo de célula.
Água
• É um solvente universal, capaz de dissolver uma grande quantidade de 
substâncias.
• É importante para o transporte de substâncias dentro e fora das células.
Funções da água
Solvente + Soluto = Solução
Água Açúcar Água com açúcar 
A Água
Participa do mecanismo de termorregulação do organismo.
Permite que reações químicas aconteçam, chamadas de reações de hidrólise
(quebra de moléculas) e síntese (formação de moléculas).
Macromoléculas orgânicas
Quatro categorias de macromoléculas orgânicas são 
encontradas nas células :
• Carboidratos;
• Lipídeos;
• Ácidos nucleicos.
• Proteínas;
Macromoléculas orgânicas
As macromoléculas são formadas por moléculas menores, chamadas de monômeros, 
ligadas quimicamente.
• Todas são compostas basicamente por carbono (C).
• Estão presentes, aproximadamente, nas mesmas proporções.
Monômero
Dímero
Polímero
Macromoléculas orgânicas
Todos os lipídeos têm uma característica em 
comum: são insolúveis ou pouco solúveis em água, 
por isso chamados de hidrofóbicos.
Lipídeos
Lipídeos
Podemos encontrar diferentes tipos de lipídeos compondo 
a célula e o organismo animal. Os mais comuns são:
• Triglicerídeos;
• Ácidos graxos;
• Colesterol.
• Fosfolipídeos;
Lipídeos
Ácidos Graxos
São moléculas relativamente pequenas, importantes por 
servir de fonte de energia para a célula e por formar os 
lipídeos que compõem a membrana celular.
São formados por longas cadeias de carbono, podendo ser 
saturados ou insaturados.
Os AG saturados só possuem ligações simples entre os 
carbonos, já os insaturados possuem ligações duplas.
Lipídeos
A
Carne vermelha, leite integral, bacon
Ácido graxo saturado
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias 
hidrocarbonadas de tamanho variável (4 a 36 carbonos). 
Lipídeos
B
Abacate, nozes, azeite de oliva.
Ácido graxo monoinsaturado
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias 
hidrocarbonadas de tamanho variável (4 a 36 carbonos). 
Lipídeos
C
Óleo de girassol, óleo de milho, peixe de água fria. 
Ácido graxo poli-insaturado
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias 
hidrocarbonadas de tamanho variável (4 a 36 carbonos). 
Lipídeos
Doenças causadas pelo uso 
do ácido graxo trans:
• Cardivasculares
• Pode afetar crescimento 
do feto intrauterino
• Obesidade
• Aterosclerose
Os ácidos graxos insaturados podem ser encontrados na forma cis e trans.
A forma trans em excesso é prejudicial à saúde e, na maior parte, consumimos a 
que é produzida durante o processamento industrial para alimentação.
Ácido graxo cis
Ácido graxo trans
Lipídeos
Entre os diferentes ácidos graxos existentes destacam-se dois, que são chamados de 
essenciais.
Esses ácidos graxos não são produzidos pelo organismo animal e, devido à sua importância, 
precisam ser ingeridos por meio da alimentação.
São os ácidos linoleico (ômega 3) e linolênico (ômega 6), que apresentam vários benefícios à 
saúde.
Lipídeos
• Este é um importante lipídeo de 
armazenamento de energia.
• Formam os óleos vegetais 
(líquidos) e as gorduras animais 
(sólidas).
Triglicerídeos ou triacilglicerol
Lipídeos
São formados por meio de uma reação de síntese entre uma molécula de 
glicerol (álcool) e três moléculas de ácidos graxos. 
Formação dos triglicerídeos
A síntese de um 
éster é uma reação 
de condensação.
Cadeias 
hidrocarbonadas
apolares são 
hidrofóbicas.
Ligação éster
Cada junção dessa 
cauda lipídica 
representa um carbono 
com hidrogênios para 
preencher ligações 
covalentes.
ou
Glicerol
(um Álcool)
+
3 moléculas 
de ácidos
graxos
Lipídeos
Os fosfolipídios são os lipídeos de membrana mais importantes, pois formam a 
estrutura básica da membrana celular.
Fosfolipídios
Lipídeos
Os fosfolipídios também são formados por ácidos graxos ligados ao glicerol, porém 
são 
apenas dois. 
Além dos ácidos graxos, se liga ao glicerol um radical fosfato e, por isso, são 
chamados 
de fosfolipídios.
Fosfato
Glicerol
Ácido graxo
Polar
Apolar
Lipídeos
Cabeça hidrofílica
Cauda hidrofóbica
Os fosfolipídios possuem uma região hidrofóbica e uma região hidrofílica, 
por isso são chamados de anfipáticos. 
Esta condição é essencial para que estes se organizem formando a 
membrana celular: partes hidrofóbicas pra dentro e hidrofílicas para fora.
Lipídeos
Colesterol
O colesterol é um lipídeo esterol encontrado nas células e no organismo animal.
Colesterol
Lipídeos
O colesterol está presente na membrana em menor quantidade do que os 
fosfolipídios e sua presença interfere na fluidez da membrana.
Além disso, o colesterol é importante por ser precursor de hormônios chamados de 
esteroides, que são os hormônios sexuais e os hormônios produzidos pela glândula 
adrenal.
Carboidratos
São as biomoléculas mais abundantes na Terra, sendo a 
glicose o carboidrato mais importante.
A glicose é produzida por meio da reação de fotossíntese, 
realizada pelas plantas e pelas algas.
Esses organismos utilizam o gás carbônico da atmosfera, 
a água e a energia luminosa para produzir glicose e gás 
oxigênio.
Carboidratos
Equação geral da Fotossíntese
Carboidratos
A glicose é o carboidrato que as células, preferencialmente, utilizam 
para produção de energia, por meio do processo de respiração celular.
A energia da respiração celular é armazenada na forma de uma molécula 
chamada de ATP.
Importância da glicose
Glicose 
proveniente da 
digestão.
Oxigênio proveniente da
respiração pulmonar.
Gás carbônico que
deverá ser eliminado
na expiração.Água que poderá 
Ser utilizada no 
Metabolismo celular.
Será armazenada 
na 
forma de ATP.
Carboidratos
Os carboidratos são divididos em três categorias, de acordo com a sua estrutura 
molecular, em:
• Monossacarídeos: são uma única unidade molecular, base para a 
formação dos demais.
• Oligossacarídeos: são formados pela ligação de poucos monossacarídeos. 
Os mais comuns possuem dois e por isso são chamados de dissacarídeos.
• Polissacarídeos: são formados pela ligação de muitos polissacarídeos. 
Classificação dos carboidratos
Carboidratos
Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que 
são essencialmente energéticos.
Existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que 
compõem a 
estrutura do DNA e do RNA.
Monossacarídeos
Ribose Desoxirribose
PENTOSES
Carboidratos
Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes. 
São formados pela ligação covalente, chamada de ligação 
glicosídica, entre dois monossacarídeos.
Dissacarídeos
Ligação glicosídica
MALTOSE
Carboidratos
Os dissacarídeos são fontes de glicose encontrada nos alimentos. São 
eles:
Dissacarídeos Unidades formadoras Fontes
Sacarose Glicose e frutose Frutas, açúcar
Lactose Glicose e galactose Leite e derivados
Maltose Glicose e glicose Cereais
Carboidratos
Oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das 
membranas celulares, constituindo o glicocálice, que é importante 
para a sinalização celular e adesão entre as células.
Estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando 
glicoproteínas e glicolipídeos.
Carboidratos
Os polissacarídeos são longas
cadeias (polímeros), lineares ou
ramificadas, que podem ser
formadas por um único tipo de
monossacarídeo, chamado de
homopolissacarídeo, ou por vários
tipos, chamados de
heteropolissacarídeos.
Polissacarídeos
HOMOPOLISSACARÍDEOS HETEROPOLISSACARÍDEOS
LINEARES RAMIFICADOS
DOIS TIPOS DE
MONÔMEROS
LINEARES
MÚLTIPLOS 
MONÔMEROS 
RAMIFICADOS
Carboidratos
Os polissacarídeos têm importância de reserva energética e 
estrutural, dependendo 
da molécula formada.
Os polissacarídeos mais comuns são o glicogênio, o amido, a celulose 
e a quitina.
Polissacarídeo Origem Importância
Glicogênio Animais e fungos Reserva energética
Amido Plantas Reserva energética
Celulose Plantas Estrutural
Quitina Animais e fungos Estrutural
Carboidratos
• O glicogênio é a forma do organismo animal armazenar glicose, sendo uma 
reserva energética acumulada, principalmente, no fígado e músculo estriado.
• O amigo é a forma das plantas armazenar glicose, servindo como base para a 
alimentação animal.
• A celulose forma a parede celular das células vegetais.
• A quitina está presente no exoesqueleto dos artrópodes, como os insetos, e 
também na 
parece celular de fungos.
Proteínas
As proteínas também são polímeros, formadas pela ligação peptídica entre vários 
aminoácidos.
Desempenham diferentes funções no organismo, além de estarem presentes na 
membrana celular.
Algumas proteínas são hormônios, enzimas, fazem transporte de substâncias, 
participam dos mecanismos de cicatrização e coagulação sanguínea, além de ser 
um importante nutriente.
Proteínas
Ligação peptídica entre cinco aminoácidos
Extremidade
aminoterminal
Extremidade 
carboxiterminal
Proteínas
Os aminoácidos são pequenas moléculas com características 
próprias que desempenham diferentes funções, além de 
formar as proteínas.
Existem vinte diferentes aminoácidos compondo as 
proteínas, que são ligados seguindo uma sequência 
específica, que é determinada pelo código genético presente 
no DNA.
Aminoácidos
Proteínas
Tabela do código genético
Proteínas
Dos vinte aminoácidos que formam as proteínas, o organismo humano não é capaz de produzir oito, que 
são chamados de essenciais.
Estes oito aminoácidos, como são importantes, precisam ser adquiridos por meio da alimentação.
São eles: 
• Valina;
• Leucina; 
• Isoleucina;
• Fenilalanina;
• Triptofano;
• Metionina;
• Lisina.
Os outros doze aminoácidos, que são produzidos pelo organismo, são chamados de não essenciais. 
Proteínas
Além de formar as proteínas, os 
aminoácidos são importantes:
• No controle do pH dentro da célula;
• Por atuar como neurotransmissores;
• Por originar neurotransmissores, como a 
serotonina a partir do triptofano;
• Por serem usados como fonte de energia.
Ácidos Nucleicos
Os ácidos nucleicos
São moléculas que se encontram principalmente no núcleo, 
formadas por muitas unidades de nucleotídeos ligados por 
ligações fosfodiéster.
Existem dois tipos: 
• DNA (ácido desoxirribonucleico);
• RNA (ácido ribonucleico).
Ácidos Nucleicos
Ácido Desoxiribonucleico (DNA)
O DNA é a molécula responsável por guardar a informação 
genética 
da célula, que é passada para as células-filhas a cada divisão 
celular.
A hereditariedade das características dos seres vivos se 
deve à transmissão de cópias do DNA para as demais 
células.
Ácidos Nucleicos
O DNA é formado por duas 
cadeias de nucleotídeos unidas 
entre si por meio de ligações de 
hidrogênio, em forma de espiral.
As ligações de hidrogênio 
ocorrem entre as bases 
nitrogenadas, um dos 
componentes de um 
nucleotídeo. Ácido 
Desoxirribonucléico
Bases de 
Nitrogênio
Citosina
Guanina
Adenina
Timina
Timina
Adenina
Esqueleto de
fosfato -
- desoxiribose
Guanina
Citosina
Ácidos Nucleicos
O RNA é importante para que a 
informação genética presente no DNA 
possa ser utilizada.
A molécula de RNA é formada por 
uma única cadeia de nucleotídeos.
Ácido ribonucleico (RNA)
Bases
de Nitrogênio
Ácido 
Ribonucléico
Citosina
Guanina
Adenina
Uracila
Exercício
1) (Unifor-CE) As fibras musculares estriadas armazenam 
um carboidrato a partir do qual se obtém energia para a 
contração. Essa substância de reserva se encontra na forma 
de:
a) Amido
b) Glicose
c) Maltose
d) Sacarose
e) Glicogênio
Exercício
2) (UFR-RJ) As plantas e animais utilizam diversos componentes químicos na 
formação de partes importantes de seus organismos ou na construção de 
estruturas importantes em sua sobrevivência. A seguir estão citados alguns:
I – O esqueleto externo dos insetos é composto de um polissacarídeo.
II – As células vegetais possuem uma parede formada por polipeptídeos.
III – Os favos das colmeias são constituídos por lipídios.
IV – As unhas são impregnadas de polissacarídeos que as deixam rígidas e 
impermeabilizadas.
Estão corretas as afirmativas
a) I e II.
b) I e III.
c) I e IV.
d) II e III.
e) II e IV.
Exercício
3) (UEMS) Em relação aos ácidos nucleicos, a única afirmativa incorreta é: 
a) Participam da síntese proteica que ocorre nos polissomos, localizados no citoplasma 
das células eucariontes. 
b) A síntese de RNA a partir de DNA recebe o nome de transcrição.
c) Adenina, timina, citosina e guanina são as bases nitrogenadas do DNA. 
d) Hoje em dia, técnicas modernas de estudo do DNA estão sendo muito usadas em 
paternidades duvidosas e crimes. 
e) Em seres como os vírus, encontramos os dois tipos de ácidos nucleicos, DNA e RNA,
espalhados no citoplasma viral.