COMPO MOLECULAR DAS CELULAS

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COMPOSIÇÃO MOLECULAR DA CÉLULA
Disciplina: Biologia Celular
Professora: Livia Schell
DO QUE SÃO FORMADAS AS CÉLULAS?
As células são formadas por moléculas e estas, por sua 
vez, são formadas pela combinação de átomos
Molécula de água
Hidrogênio
Oxigênio
Hidrogênio
NÍVEIS HIERÁRQUICOS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES
COMPOSIÇÃO MOLECULAR DA CÉLULA
▪Compostos inorgânicos
▪Compostos orgânicos
- Água 
- Sais minerais
- Proteínas
- Carboidratos
- Lipídios
- Ácidos Nucleicos
ÁGUA
▪É o elemento mais abundante na Terra
▪Pode ser encontrada nos estados físicos líquido, sólido e 
gasoso
ÁGUA
▪Componente encontrado em maior 
quantidade nos tecidos
▪A taxa de água nos organismos 
varia de acordo com três fatores:
▪Idade
▪Atividade metabólica
▪Espécie
ÁGUA
▪A água é um solvente universal
▪ Indispensável à atividade metabólica
▪Permite que reações químicas aconteçam, chamadas de 
hidrólise (quebra de moléculas) e síntese (formação de 
moléculas)
ÁGUA
▪É importante para o transporte de substâncias dentro e fora 
das células
▪Participa do mecanismo de termorregulação do organismo
A MOLÉCULA DE ÁGUA
Átomo de oxigênio
Átomo de hidrogênioÁtomo de hidrogênio
H2O
A MOLÉCULA DE ÁGUA
▪Molécula relativamente positiva, no lado 
dos dois hidrogênios, e negativa no lado 
do oxigênio
▪A molécula de água é, portanto, polar
O
H
H
+
+
-
-
PONTES DE HIDROGÊNIO
▪O polo positivo da molécula de água (hidrogênio) atrai o 
polo negativo de outra molécula, que pode ser água ou 
outra molécula polar
▪Esse tipo de atração resulta em ligações 
chamadas pontes de hidrogênio
PONTES DE HIDROGÊNIO
PONTES DE HIDROGÊNIO
▪As pontes de hidrogênio estão presentes nas moléculas de 
água, bem como em outras moléculas biológicas importantes, 
como nas proteínas e no DNA
▪Essas ligações são responsáveis pela alta força de coesão 
entre as moléculas de água
SOLUBILIDADE EM ÁGUA
▪Moléculas polares ou hidrofílicas: solúveis em água
▪Ex.: etanol, amônia, fosfato, glicose 
▪Moléculas apolares ou hidrofóbicas: insolúveis em água 
▪Ex.: octana (gasolina), metano, parafina
▪Moléculas anfipáticas ou anfifílicas: apresentam uma 
região hidrofílica e outra hidrofóbica
▪Ex.: fosfolipídios da membrana plasmática
SAIS MINERAIS
▪Não são produzidos pelo organismo; 
▪Devem ser ingeridos através da alimentação
▪A carência de sais minerais pode causar mal funcionamento 
do organismo
▪Ex.: Cálcio, Fósforo, Potássio, Enxofre, Sódio, Magnésio, 
Ferro, Cobre, Zinco
FUNÇÕES DOS SAIS MINERAIS
Componente estrutural 
(ex.: cálcio e fosfato dos 
ossos)
Podem se associar a moléculas 
maiores (ex.: ferro e 
hemoglobina)
Mantém o equilíbrio osmótico 
das células (ex.: sódio e 
potássio)
FUNÇÕES DOS SAIS MINERAIS
Podem participar da transferência 
de energia química (fosfato do 
ATP) e impulsos nervosos
Podem atuar na contração 
muscular (ex.: cálcio) 
Podem atuar como 
tampões (ex.: bicarbonato 
no sangue)
PROTEÍNAS
▪Macromoléculas presentes em todas as células e todas as 
organelas
▪São polímeros de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas
▪Desempenham diferentes funções no organismo, além de 
estarem presentes na membrana celular
PROTEÍNAS
Aminoácidos:
▪Pequenas moléculas com características próprias, que 
formam as proteínas
▪Além disso, são importantes no controle do pH dentro da 
célula, por atuar e originar neurotransmissores e serem fonte 
de energia
PROTEÍNAS
Aminoácidos:
▪Grupo amino
▪Grupo carboxila α
PROTEÍNAS
Existem cerca de 300 aminoácidos na natureza, no entanto, 
são 20 os aminoácidos encontrados nas proteínas:
PROTEÍNAS
As proteínas diferem entre si:
▪ Tipos de aminoácidos
▪Número de aminoácidos
▪ Sequência de aminoácidos
PROTEÍNAS
Ligação peptídica:
▪Grupo carboxila + amina 
do aminoácido seguinte, 
com formação de uma 
molécula de água
PROTEÍNAS
Peptídeos: pequenas moléculas formadas pela união de 
aminoácidos por ligações peptídicas
▪Dipeptídeo: 2 aminoácidos
▪Oligopeptídeo: poucos aminoácidos
▪Polipeptídeo: muitos aminoácidos
▪As proteínas são cadeias polipeptídicas
PROTEÍNAS
▪Proteína simples: Formada exclusivamente por aminoácidos
▪Proteína conjugada: Ligada a porções não proteicas 
(grupos prostéticos)
▪Ex.: Glicoproteínas (associadas a carboidratos)
Lipoproteínas (associadas a gorduras)
PROTEÍNAS
Organização estrutural das 
proteínas:
Estrutura primária: é a sequência 
dos aminoácidos que formam a 
cadeia proteica
▪ Essa sequência é determinada 
pelo DNA
PROTEÍNAS
Estrutura Secundária: as 
cadeias de dobram e se 
enrolam de modo complexo, 
para construírem um arranjo 
espacial definido
▪ α-hélice: forma de hélice
▪ Folha β-pregueada: folha 
dobrada
α-hélice Folha β-pregueada
PROTEÍNAS
Estrutura terciária: consequência da formação de novas 
dobraduras das estruturas secundárias, o que dá lugar à 
configuração tridimensional da proteína
PROTEÍNAS
Estrutura quaternária: resulta da combinação de duas ou mais 
cadeias polipeptídicas, originando moléculas de grande 
complexidade
PROTEÍNAS
Primária Secundária Terciária Quaternária
α-hélice
Folha β-pregueada
PROTEÍNAS
Funções:
▪ Catalisadoras (enzimas)
▪ Estruturais (colágeno e queratina)
▪ Movimentação (actina e miosina) 
▪ Armazenamento (ferritina)
▪ Transporte (hemoglobina)
▪ Defesa do organismo (anticorpos)
▪ Hormonal (prolactina)
▪ Energética (proteínas do músculo)
ENZIMAS
Proteínas dotadas da propriedade de acelerar 
intensamente determinadas reações químicas
AÇÃO ENZIMÁTICA
▪ Substrato: composto que sofre a ação de uma enzima
▪ Sítio ativo: local onde o substrato se combina para que 
seja exercida a ação enzimática 
▪As enzimas são específicas para seus substratos
Conformação tridimensional é complementar à da 
molécula do substrato
ENZIMAS
CARBOIDRATOS
▪Compostos contendo carbono, hidrogênio e oxigênio
▪Glicídios ou açúcares
▪São as moléculas biológicas mais abundantes na natureza
▪Constituem a principal fonte de energia da célula
▪São constituintes estruturais importantes das membranas 
celulares e da matriz extracelular
CARBOIDRATOS
De acordo com o número de monômeros classificam-se em:
▪ Monossacarídeos
▪ Dissacarídeos
▪ Oligossacarídeos
▪ Polissacarídeos
CARBOIDRATOS
Monossacarídeos:
▪São açúcares mais simples – Cn(H2O)n
▪São classificados, com base no número de átomos de 
carbono que contêm em:
▪Trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C)
CARBOIDRATOS
Monossacarídeos:
▪ Os monossacarídeos mais importantes são hexoses: glicose, 
frutose e galactose, que são essencialmente energéticos
▪ Existem monossacarídeos estruturais, como as pentoses 
ribose e desoxirribose, que compõem a estrutura do DNA e 
do RNA
Ribose Desoxirribose
CARBOIDRATOS
Dissacarídeos:
▪São açúcares formados pela união de dois monossacarídeos
Os monossacarídeos se unem através de ligações glicosídicas para 
formar dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos
CARBOIDRATOS
Os dissacarídeos são fontes de glicose encontrada nos 
alimentos:
Dissacarídeos Unidades formadoras Fontes
Sacarose Glicose e frutose
Cana-de-açúcar,
beterraba
Lactose Glicose e galactose Leite e derivados
Maltose Glicose e glicose Cereais
CARBOIDRATOS
Oligossacarídeos:
▪Cadeia de até 10 monossacarídeos 
▪São encontrados na superfície externa das membranas 
celulares, constituindo o glicocálix
▪Oligo = pouco, em pequeno número▪Ex.: Rafinose (galactose + frutose + glicose)
CARBOIDRATOS
Polissacarídeos:
▪Combinação de muitos monossacarídeos, por meio de 
ligações glicosídicas
▪Ex.: Polissacarídeos de reserva:
Amido (vegetal) e Glicogênio (animal)
Polissacarídeos estruturais: 
Celulose (vegetal) e Quitina (animal)
CARBOIDRATOS
▪Amido: reserva de glicose das plantas
▪Glicogênio: forma do organismo animal armazenar glicose, 
principalmente no fígado e músculos
▪Celulose: forma a parede celular das células vegetais
▪Quitina: presente no exoesqueleto dos artrópodes e também 
na parede celular de fungos
LIPÍDIOS
▪Grupo de moléculas caracterizadas por serem insolúveis
ou pouco solúveis em água
▪São constituídos principalmente por ácidos graxos
LIPÍDIOS
Funções dos lipídios:
▪Principal forma de armazenamento de energia dos animais
Ocupam menos espaço nas células e fornecem mais 
energia que os carboidratos 
▪São os principais constituintes estruturais das membranas 
celulares
LIPÍDIOS
▪ Isolantes térmicos
▪ Isolantes elétricos 
▪Fornecimento de vitaminas (A, D, E, K)
▪Precursores de hormônios esteroides
LIPÍDIOS
Podem ser classificados de acordo com suas funções:
▪ Armazenamento
▪ Estruturais de membrana
LIPÍDIOS
Lipídeos de armazenamento:
▪Triacilglicerois (triglicerídeos)
▪Formam os óleos vegetais (líquidos) e as gorduras 
animais (sólidas)
LIPÍDIOS
Lipídeos estruturais de membrana:
▪Fosfolipídios
▪Formam a estrutura básica da membrana celular
▪Esteroides
▪Colesterol: presente na membrana de células animais, 
precursor de hormônios esteroides e sais biliares
ÁCIDOS NUCLEICOS
Moléculas informacionais, que controlam os processos básicos 
do metabolismo celular, a síntese de macromoléculas, a 
diferenciação celular e a transmissão da herança genética
Todos os seres vivos contêm dois tipos de ácidos nucleicos:
▪Ácido desoxirribonucleico (DNA) 
▪Ácido ribonucleico (RNA)
ÁCIDOS NUCLEICOS
Nucleotídeos: 
Unidades básicas (monômeros) que constituem os ácidos nucleicos
Formados por:
▪Base nitrogenada
▪Pentose
▪Grupo fosfato
ÁCIDOS NUCLEICOS
As bases nitrogenadas podem ser:
▪Purinas:
▪DNA e RNA: adenina e guanina
▪ Pirimidinas:
▪DNA: timina e citosina
▪RNA: uracila e citosina
ÁCIDOS NUCLEICOS
Pentoses:
▪Desoxirribose:
▪Encontrada no DNA
▪Ribose:
▪Encontrada no RNA Desoxirribose Ribose
ÁCIDOS NUCLEICOS
Grupo fosfato:
▪É o mesmo nos nucleotídeos de DNA e 
de RNA
▪Tem a função de ligar os nucleotídeos de 
uma mesma fita
▪ Ligações fosfodiéster
ÁCIDOS NUCLEICOS
Ligações fosfodiéster:
Unem o terceiro carbono da pentose 
(carbono 3’) de um nucleotídeo, e o grupo 
fosfato ligado ao carbono 5 da pentose 
(carbono 5’) do nucleotídeo seguinte
DNA (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO)
▪Polímero de nucleotídeos (polinucleotídeo)
▪Responsável pelo armazenamento e 
transmissão da informação genética
▪Encontrado principalmente nos cromossomos e, 
em pequenas quantidades nas mitocôndrias e 
cloroplastos
Genes
DNA
▪A molécula de DNA consiste em 
duas cadeias de nucleotídeos 
dispostas em hélices em torno de 
um eixo
▪Sentido das hélices: esquerda 
para a direita
▪As cadeias são antiparalelas
RNA
▪ A molécula de RNA é um filamento único
▪ O RNA se localiza tanto no núcleo como no 
citoplasma, para o qual se dirige a fim de 
guiar a síntese proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Do ponto de vista funcional e estrutural, existem três tipos 
principais de RNA:
▪ RNA transportador ou RNA de transferência 
▪ RNA mensageiro
▪ RNA ribossômico
Os três tipos de RNA estão envolvidos na síntese proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Diferenças fundamentais entre 
o DNA e o RNA:
▪ A molécula de DNA é dupla
▪ Função do DNA: informação 
genética
▪ Função do RNA: síntese 
proteica
ÁCIDOS NUCLEICOS
Pentose:
▪ DNA tem desoxirribose 
▪ RNA tem ribose
Bases nitrogenadas:
▪ DNA possui e timina (T) 
▪ RNA possui uracila (U)
REVISANDO...
1. Quais são os principais componentes orgânicos e inorgânicos das células? 
2. A taxa de água em um organismo pode variar de acordo com que fatores?
3. O que são pontes de hidrogênio? Que tipos de moléculas podem fazer pontes 
de hidrogênio entre si?
4. Como podemos classificar as substâncias em relação à sua solubilidade em 
água?
5. Quais são as unidades estruturais que formam as proteínas?
6. Qual a estrutura de um aminoácido?
7. O que determina a sequência de aminoácidos em uma proteína?
REVISANDO...
8. Cite funções das proteínas que as tornam moléculas essenciais à vida dos organismos.
9. Sabe-se que todas as nossas proteínas são construídas a partir de um conjunto de 20 
aminoácidos. No entanto, existem inúmeras proteínas diferentes. O que difere uma proteína 
de outra? 
10. O que é uma enzima? Qual a sua função?
11. Quais as funções dos carboidratos?
12. Que tipo de ligação une dois monossacarídeos para formar uma molécula de dissacarídeo?
13. Quais são os polissacarídeos de reserva e estruturais em células animais e vegetais?
REVISANDO...
14.Classifique os carboidratos abaixo quanto ao número de monômeros:
a) Glicogênio
b) Glicose
c) Amido
d) Lactose
e) Frutose
f) Maltose
REVISANDO...
15. Quais as funções dos lipídios?
16. Quais são as moléculas fonte de energia para os seres vivos?
17. Qual a vantagem da célula em armazenar lipídios como fonte de 
energia?
18. Do que são constituídos os ácidos nucleicos?
19. O que são nucleotídeos? Qual sua composição?
20. Cite as principais diferenças entre as moléculas de DNA e RNA.