slide Composição Química da Célula

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Composição Química da célula
• Os compostos celulares são baseados em 
compostos de carbono
• C, H, N e O constituem quase 99% do peso 
celular
• Água = 70% do peso da célula, logo a maioria 
das reações químicas da célula ocorrem em 
ambiente aquoso.
Composição química
Componente Porcentagem do peso total
E. Coli Célula de 
mamífero
H2O 70 70
Íons inorgânicos (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, 
etc.)
1 1
Várias substâncias metabólicas 3 3
Proteínas 15 18
RNA 6 1,1
DNA 1 0,25
Fosfolipídeos 2 3
Outros lipídeos - 2
Polissacarídeos 2 2
Volume total da célula 2 × 10-12 cm3 4 × 10-9 cm3
Volume celular relativo 1 2000
Composição química
Presença de elementos químicos nos 
seres vivos e superfície da terra
Macromoléculas
• As interações entre as macromoléculas em uma 
célula depende de ligações fracas não-covalentes
• Forças de Van Der Waals (distância = 0,35 nm e 
força = 0,1 Kcal);
• Pontes de hidrogênio (distância = 0,3 nm e força 
= 4 Kcal/mol no vácuo e 1 Kcal/mol na água);
• Forças ou ligações hidrofóbicas 
• Ligações iônicas (distância = 0,25 nm e força = 
80 Kcal/mol no vácuo e 3 Kcal/mol na água);
Átomo e camadas eletrônicas
Ligação covalente e iônica
Força de van-der Vaals
Representação de uma 
molécula de água
FORÇAS DE VAN DER WAALS OU FORÇAS DE LONDON 
OU DIPOLO INDUZIDO - DIPOLO INDUZIDO: Ocorre entre 
moléculas apolares ou entre átomos de gases nobres, quando por um 
motivo qualquer ocorre uma assimetria na nuvem eletrônica, gerando 
um dipolo que induz as demais moléculas ou átomos a também 
formarem dipolos. São de intensidade fraca. Ex.: H2; N2; O2; I2; Br2; 
CO2; BF3; He; Ne; Ar.
FORÇAS DO TIPO DIPOLO PERMANENTE – DIPOLO 
PERMANENTE:
Ocorrem em moléculas polares, de modo que a extremidade negativa 
do dipolo de uma molécula se aproxime da extremidade positiva do 
dipolo de outra molécula. São mais fortes que as forças de London; 
Ex.: HCl; HBr (acido bromídrico); HI ( ácido iodídrico); H2S; PH3 
(Hidreto de fósforo).
+ - + - + - + - + - + - + + - + - + - + - + - + - +
+++++ ----- - -- +++++ ----- - --
PONTES DE HIDROGÊNIO: 
Forças de natureza elétrica do tipo dipolo 
permanente - dipolo permanente, porém bem mais 
intensas. O corre quando a molécula é polar e possui 
H ligado a elemento muito eletronegativo e de 
pequeno raio (F, O, N), de modo que o hidrogênio de 
uma molécula estabelece uma ligação com o átomo 
muito eletronegativo de outra molécula. Ex.: H2O; 
HF (ácido fluorídrico); NH3.
Composição química da célula
• Estrutura da molécula da água
• Pontes de hidrogênio
• Moléculas hidrofílicas e 
hidrofóbicas
• Ligações covalentes
• Hidrocarbonetos
Ponte de H = 4 Kcal/mol
Ligação covalente = 90 
Kcal/mol
Ligação iônica = 80 
Kcal/mol sem H20 e 3 
Kcal/mol em H2O
Força de van der 
waals e pontes de H 
em moléculas 
orgânicas
Água como 
solvente
Ácidos
Bases
pH
Forças hidrofóbicas
Ligações iônicas
Ligações iônicas 
em solução
• Compostos de 
carbono e 
oxigênio
• Compostos de 
carbono e 
nitrogênio
• Fosfatos
Molaridade
A molaridade é uma medida de concentração de um soluto em uma 
solução ou de qualquer molécula iônica ou espécie atômica em um 
dado volume. Um mol é x g de uma substância qualquer, onde x é a 
massa molecular relativa. Um mol contém 6 x 1023 moléculas dessa 
substância. Soluções molares têm uma concentração de 1 mol de 
uma substância em 1 litro de solução. 
1 M de glicose possui 180 g/L e 1 mM de glicose possui 180 mg /L.
1º Calcular a massa molar da glicose(C6H12O6) :
Massas atômicas ( C -12 , H -1 , O -16)
MM C6H12O6 = 6*12 + 12*1 + 6*16 = 180g/mol 
Principais moléculas orgânicas 
encontradas nas células
• Açúcares;
• Lipídios;
• Ácidos nucleícos 
(DNA e RNA);
• Proteínas
Açúcares
• Monossacarídeos= fórmula geral= (CH2O)n, 
possuem em geral entre três e sete átomos de 
carbono (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e 
heptoses)
Estrutura de um monossacarídeo
Monossacarídeos
• Aldoses: Monossacaríd
eos de função mista 
poliálcool-aldeido
• Cetoses: Monossacaríd
eos de função mista 
poliálcool-cetona 
• Isômeros (glicose, 
manose e galactose) = 
C6H12O6
Ligações a e b 
• Ligações a e b
• Derivados de açúcar
• Dissacarídeos
• Oligossacarídeos e 
polissacarídeos
• Oligossacarídeos 
complexos
Formação de um dissacarídeo
Lipídios
• São definidos como sendo moléculas celulares 
insolúveis em água mas solúveis em solventes 
orgânicos 
• Ácidos graxos
• Triglicerídeos
• Fosfolipídio
• Outros lipídios (isoprenóides, esteróides e 
glicolipídios)
• Ácidos graxos comuns
• Triglicerídios
• Ácidos graxos 
insaturados (com dupla 
ligação)
• Ácidos graxos 
saturados (sem dupla 
ligação)
• Grupo carboxila 
geralmente ligado a 
outros grupos para 
formar ésteres ou 
amidas
• Fosfolipídeos os 
maiores constituintes 
das membranas 
celulares 
Ácido graxo
Fosfolipídio
• Isoprenóides
• Esteróides
• Glicolipídeos
Ácidos nucléicos
• Bases purinas e 
pirimidinas
• Fosfatos, Açúcar pentose 
(ribose ou desoxiribose)
•Nucleotídeo e 
nucleosídeo
•Ligação fosfodiéster
• Funções = 
informação genética 
(DNA e RNA), 
energia (ATP), 
sinalização celular 
(cAMP) e 
enzimática 
(coenzima A).
Esquema de um nucleotídeo
5´ e 3´
ATP
DNA e RNA
• Os genes são constituídos de DNA
• Seqüência do DNA codifica os diferentes genes.
• As fitas de DNA são anti-paralelas
• Replicação do DNA é semi-conservativa
• A seqüência de nt de um gene determina a 
seqüência de AAs de uma proteína
• Transcrição (introns e exons), código genético
• Tradução (tRNA e Ribossomos)
Os genes são constituídos de DNA
A seqüência de nucleotídeos de 
um gene determina a seqüência de 
AAs de uma proteína
Transcrição e tradução
Transcrição e tradução
Seqüência do DNA codifica os diferentes genes
Porção do gene da 
b-globina humana
Introns e exons
As fitas de DNA são anti-paralelas
Replicação do DNA é semi-
conservativa
RNA
Tradução (tRNA e Ribossomos)
tRNA e código genético
Código genético
T C A G
T
TTT Fenilalanina
(F)
TCT
Serina
(S)
TAT Tirosina
(Y)
TGT Cisteína
(C)
T
TTC TCC TAC TGC C
TTA Leucina 
(L)
TCA TAA Códon de 
parada
TGA Códon de parada A
TTG TCG TAG TGG Triptofano (W) G
C
CTT
Leucina
(L)
CCT
Prolina
(P)
CAT Histidina
(H)
CGT
Arginina
(A)
T
CTC CCC CAC CGC C
CTA CCA CAA Glutamina
(Q)
CGA A
CTG CCG CAG CGG G
A
ATT
Isoleucina
(I)
ACT
Treonin
a
(T)
AAT Asparagina
(N)
AGT Serina
(S)
T
ATC ACC AAC AGC C
ATA ACA AAA
Lisina
(K)
AGA
Arginina
(A)
A
ATG
Metionina 
(M)
ACG
AAG
AGG G
G
GTT
Valina
(V)
GCT
Alanina
(A)
GAT Ácido Aspártico
(D)
GGT
Glicina
(G)
T
GTC GCC GAC GGC C
GTA GCA GAA Ácido Glutâmico
(E)
GGA A
GTG GCG GAG GGG G
tRNA
Ribossomos
O genoma humano haplóide possui mais de 3 bilhões de 
bases nucleotídicas. Sequenciado nos anos 2000 a um custo
de 2 bilhões de dólares e hoje sai menos de 1000 dólares o 
genoma. 
O número total de genes no genoma humano é estimado entre 
30.000 – 40.000.
Nematóides possuem 19.098 genes, moscas das frutas 13.602 
e leveduras 6.034.
Quase todas as bases nucleotídicas (99.9%) são exatamente
as mesmsas em todas as pessoas.Fatos sobre o genoma humano
A maioria do DNA no genoma humano (>97%) não possui 
função conhecida
A função de mais de 50% das proteínas preditas no genoma 
não têm função conhecida.
O cromosssomo 1 possui a maior quantidade de genes (2,968) 
e o cromossomo Y a menor (231).
O DNA humano é 98% idêntico ao DNA do chimpanzé. 
Existem 100 trillhões de células no corpo humano .
Se as fitas de DNA de uma célula forem desenroladas e 
ligadas, o seu comprimento seria de 1,8 metros.
Se todas as fitas de DNA dos 100 trilhões de células de seu 
corpo fossem desenroladas e ligadas, elas poderíam esticar até 
o sol e voltar a terra mais de 600 vezes.
Se uma pessoa recitasse as bases do genoma humano a uma 
velocidade de 1 base por segundo, vinte e quatro horas por dia, 
ele levaria um século para terminar.
Fonte: http://www.ebi.ac.uk/2can/disease/genes12.html
Espécie
Familia(número de espécies 
estimados no Brasil)
Genoma ORF G+C Hospedeiro
1 DisaGV Crambidae (2.100) 98,407 121 34.9 Diatraea saccharalis
2 DijuMNPV Nymphalidae (800) 122,049 153 50.8 Dione juno juno
3 ErelGV Sphingidae (180) 102,759 130 38.7 Erinnyis ello ello
4 LoobMNPV Saturniidae (380) 120,022 136 35.7 Lonomia obliqua
5 MospGV Noctuidae (7.090) 134,272 145 38.2 Mocis latipes
6 PeluSNPV Sphingidae 132,831 145 39.5 Perigonia lusca ilus
7 RanuNPV Noctuidae 128,582 130 37.9 Rachiplusia nu
8 SpfrGV Noctuidae 139,676 159 46.3 Spodoptera frugiperda
9 UrprNPV Hesperiidae (1.165) 105,678 123 34.7 Urbanus proteus
10 BmNPV Bombycidae (130) 126,861 143 40.4 Bombyx mori
11 HzSNPV Noctuidae 129,694 146 39.1 Helicoverpa armigera
12 AgMNPV Noctuidae 130,134 152 44.5 Alabama argilacea
13 ChinSNPV Noctuidae 138,478 150 39.1 Anagrapha falcifera
14 CoveMNPV Canbridae (2.100) 125,770 138 42,9 Condylorrhiza vestigialis 
Novas espécies: 10 Isolados: 4Alphabaculovirus: 10 Betabaculovirus: 4
Source: Wikimedia Commons
Condylorrhiza vestigialis 
Erinnyis ello ello
Perigonia lusca ilus
Dione juno juno
Diatraea saccharalis
Lonomia obliqua
Mocis latipes
Rachiplusia nu
Spodoptera frugiperda
Urbanus proteus
Bombyx mori
Helicoverpa armigera
Pseudoplusia includens NPV
H. zea SNPV
Bombyx mori
Iflavirus