bases químicas

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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR
Aula 02: Bases químicas da constituição celular
AULA 02: Bases químicas da constituição celular
Biologia Celular
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.
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Tabela periódica dos elementos químicos
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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 
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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
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Níveis hierárquicos de organização dos seres
Pode-se observar que:
1. Átomo
2. Molécula
5. Tecido
6. Órgão
7. Sistema
8. Organismo
4. Célula
3. Organelas
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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.
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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
Fonte: Freepik 
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Rins
Sangue
Músculos
83%
81%
75%
Cérebro
Coração
Pulmões
75%
75%
86%
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Água
A célula é composta, aproximadamente, por 70% de água.
A variação do percentual de água depende do tipo de célula.
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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 
Clique aqui para assistir a 
Hidrólise de moléculas.
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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).
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Macromoléculas orgânicas
Quatro categorias de macromoléculas orgânicas são 
encontradas nas células :
Carboidratos;
Lipídeos;
Ácidos nucleicos.
 Proteínas;
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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
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Macromoléculas orgânicas
Todos os lipídeos têm uma característica em comum: são insolúveis ou pouco solúveis em água, por isso chamados 
de hidrofóbicos.
Lipídeos
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Lipídeos
Podemos encontrar diferentes tipos de lipídeos compondo 
a célula e o organismo animal. Os mais comuns são:
Triglicerídeos;
Ácidos graxos;
Colesterol.
 Fosfolipídeos;
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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.
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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). 
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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). 
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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). 
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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
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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.
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Lipídeos
Este é um importante lipídeo de armazenamento de energia.
Formam os óleos vegetais (líquidos) e as gorduras animais (sólidas).
Triglicerídeos ou triacilglicerol
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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
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Lipídeos
Os fosfolipídios são os lipídeos de membrana mais importantes, pois formam a 
estrutura básica da membrana celular.
Fosfolipídios
Clique aqui para assistir a 
Fluidez da membrana.
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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
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Lipídeos
Cabeça hidrofílica
Cauda hidrofóbica
Os fosfolipídios possuem uma região hidrofóbica e uma região hidrofílica, por isso são chamados deanfipáticos. 
Esta condição é essencial para que estes se organizem formando a membrana celular: partes hidrofóbicas pra dentro e hidrofílicas para fora.
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Lipídeos
Colesterol
O colesterol é um lipídeo esterol encontrado nas células e no organismo animal.
Colesterol
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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.
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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.
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Carboidratos
Equação geral da Fotossíntese
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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.
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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
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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
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Carboidratos
Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes. 
São formados pela ligação covalente, chamada de ligação glicosídica, entre dois monossacarídeos.
Dissacarídeos
Ligação glicosídica
MALTOSE
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Carboidratos
Os dissacarídeos são fontes de glicose encontrada nos alimentos. São eles:
Dissacarídeos
Unidades formadoras
Fontes
Sacarose
Glicosee frutose
Frutas,açúcar
Lactose
Glicose e galactose
Leite e derivados
Maltose
Glicose e glicose
Cereais
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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Proteínas
Ligação peptídica entre cinco aminoácidos
Extremidade
aminoterminal
Extremidade carboxiterminal
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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
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Proteínas
Tabela do código genético
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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. 
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Proteínas
Além de formar as proteínas, os aminoácidos são importantes:
No controle do pH dentro da célula;
Por atuar como neurotransmissores, como o GABA e outros;
Por originar neurotransmissores, como a serotonina a partir do triptofano;
Por serem usados como fonte de energia.
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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).
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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. 
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AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. 
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
Ler o capítulo 2 — Membrana Celular
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