Compostos Químicos Celulares

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Seres vivos = sistema químicoSeres vivos = sistema químicoSeres vivos = sistema químicoSeres vivos = sistema químico
Compostos 
de carbono
Dependente 
de água e 
temperatura 
da Terra
Química 
complexa Moléculas 
poliméricas
Outros ainda são 
biologicamente 
importantes:
Sódio (Na)
Potássio (K)
Cálcio (Ca)
Fósforo (P)
Enxofre (S)
Quatro elementos 
químicos são 
encontrados com maior 
frequência na 
composição química dos 
seres vivos:
Carbono (C) 
Oxigênio (O) 
Nitrogênio (N)
Hidrogênio (H)
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Denomina-se elemento químico
todos os átomos que possuem o 
mesmo número atômico.
Átomo é a menor parte da 
matéria.
prótons
nêutronselétrons núcleo
Número atômico (Z) = n° de prótons
n° de prótons = n° de elétrons
Massa atômica (peso molecular) = n° prótons + n° de nêutrons
n° limitado de elétrons nas 
camadas eletrônicas
Elétrons da camada + 
externa determinam 
como os átomos 
interagem
Átomos podem apresentar 
até 7 camadas 
(K,L,M,N,O,P,Q)
Átomos nas moléculas 
biológicas até 4ª camada
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► São átomos que ganharam ou perderam elétrons.
►Dois tipos:
Ânion: ganhou elétron (carregado negativamente)
Cátion: perdeu elétron (carregado positivamente)
►São extremamente importantes para o metabolismo 
celular
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Conjunto de átomos do mesmo elemento 
químico ou de elementos diferentes.
Molécula da água 
(H2O)
Molécula do gás 
oxigênio (O2 )
Biomoléculas = moléculas encontradas nos 
seres vivos se dividem em dois tipos: 
Água
Sais Minerais
Pequenas
Grandes
AÇÚCARES
ÁCIDOS GRAXOS
NUCLEOTÍDEOS
AMINOÁCIDOS
Peso molec = 100 e 1000
Até 30 ou + átomos de C
Atuam como: subunidades, 
fontes de energia
Podem ser degradadas e se 
transformarem em outras 
moléc. pequenas
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AÇÚCARES
ÁCIDOS GRAXOS
NUCLEOTÍDEOS
AMINOÁCIDOS
POLISSCARÍDEOS
LIPÍDEOS
PROTEÍNAS
ÁCIDOS NUCLEICOS
AÇÚCARES
ÁCIDOS GRAXOS
NUCLEOTÍDEOS
AMINOÁCIDOS
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Fonte de energia para as células
Subunidades dos polissacarídeos (macromoléculas)
estrurural
– Fórmula Geral: CnH2nOn/ n≥ 3
– Propriedades:
• solúveis em água e insolúveis em 
solventes orgânicos
• brancos e cristalinos
• maioria com saber doce
• estão ligados à produção 
energética.
O nome genérico do monossacarídeo é baseado no número 
de carbonos + terminação “ose”
Pentose (5C)
Triose (3C)
Hexose (6C)
Tetrose (4C)
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MONOSSACARÍDEO FUNÇÃO
RIBOSE (PENTOSE) ESTRUTURAL (RNA)
DESOXIRRIBOSE (PENTOSE) ESTRUTURAL (DNA)
GLICOSE (HEXOSE) ENERGIA
FRUTOSE (HEXOSE) ENERGIA
GALACTOSE (HEXOSE) ENERGIA
– Glicose ou dextrose: circula no sangue e se 
oxida para fornecer energia. No metabolismo 
humano, todos os tipos de açúcar se 
transformam em glicose. Encontrado no 
milho, na uva e em outras frutas e vegetais.
– Frutose: açúcar das frutas.
– Galactose: faz parte da lactose, o açúcar do 
leite.
reação de condensação hidrólise
Ligação Glicosídica
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DISSACARÍDEODISSACARÍDEODISSACARÍDEODISSACARÍDEO COMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃO FONTEFONTEFONTEFONTE
Maltose Glicose + Glicose Cereais
Sacarose Glicose + Frutose Cana-de-açúcar
Lactose Glicose + Galactose Leite
Oligossacarídeos: 3 a 50 unidades de monossacarídeos
> 50 até milhares de unidades de monossacarídeos, unidos por 
ligações glicosídicas
POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE
Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais e 
fungos
Amido Açúcar de reserva energética de vegetais e algas
Celulose Função estrutural. Compõe a parede celular das 
células vegetais e algas
Quitina Função estrutural. Compõe a parede celular de 
fungos e o exoesqueleto de artrópodes
Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em células 
animais
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AÇÚCARES
NUCLEOTÍDEOS
AMINOÁCIDOS
ÁCIDOS GRAXOS
Apresentam duas regiões químicas distintas: 
cadeia hidrocarbonada e um grupo carboxila (-COOH)
Cadeia 
hidrocarbonada = 
hidrofóbica
Grupo carboxila = 
hidrofílico
MOLÉCULA 
ANFIPÁTICA
A cadeia hidrocarbonada pode ser:
saturada ou insaturada
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Insolúveis em água, mas solúveis em 
solventes orgânicos;
Substâncias hidrófobas
HOMEOTERMIA
- são isolantes térmicos (manutenção da temperatura 
constante em aves e mamíferos)
METABÓLICA
- esteróides atuam como hormônios sexuais-
(testosterona, progesterona e estradiol)
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RESERVA
- formam o tecido adiposo nos animais e sementes 
oleaginosas nos vegetais
ESTRUTURAL:
- constituinte das membranas celulares
Simples: somente C,H,O. Por hidrólise: ácido 
graxo + álcool (óleos e ceras)
Complexos: C,H,O + S,N,P. Por hidrólise: 
ácido graxo + álcool + outros compostos 
(fosfolipídeos)
Esteróides: C,H,O + colesterol (hormônios)
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Fosfolipídeos são os + 
abundantes, mas há outros 
com açúcares no lugar do 
fosfato
AÇÚCARES
ÁCIDOS GRAXOS
AMINOÁCIDOS
NUCLEOTÍDEOS
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Carreadores de energia:
ATP
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Polímeros de nucleotídeos
Armazenamento e disponibilização da 
informação biológica: subunidades dos 
ácidos nucleicos
DNA RNA
Polímero de 
desoxirribonucleotídeos
Polímero de ribonucleotídeos
Fita dupla Fita simples
Contém e transmite a 
informação genética
Comanda todo o 
funcionamento celular
Atua na produção de proteínas
Núcleo das células 
eucariótica; Cloroplastos; 
mitocôndrias;
citoplasma de células 
procarióticas
Citoplasma de células 
eucarióticas e procarióticas; 
núcleo; cloroplastos; 
mitocôndrias;
Açúcar
Fosfato
Base
Bases 
Nitrogenadas
Bases 
Nitrogenadas
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Ligação entre os 
nucleotídeos = Ligação 
fosfodiéster (F3)
Ligação 
entre as 
bases das 
duas fitas = 
Pontes de 
hidrogênio
AÇÚCARES
ÁCIDOS GRAXOS
NUCLEOTÍDEOS
AMINOÁCIDOS
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Grupo amino 
(NH2) Grupo ácido 
carboxílico (COOH)
Apresentam duas regiões químicas distintas: 
grupo amino e um grupo carboxila
Essenciais 
(alimentação)
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Polímeros de aminoácidos
Subunidades das proteínas
Região 
amino-
terminal 
(N-terminal)
Região 
carboxi-
terminal 
(C-terminal)
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4 tipos dependendo:
- tipo de aa;
- tamanho da cadeia
- configuração espacial da cadeia
Primária
Secundária
Terciária
Quaternária
-sequência de aa;
-determina forma e função da proteína
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- arranjo espacial da sequência de aa próximos entre si;
- último nível de organização das proteínas fibrosas 
(colágeno)
- rotação das ligações entre os carbonos dos 
aminoácidos e seus grupamentos amina e carboxila. 
- dois tipos: α-hélice e β-pregueada
α- hélice
ligações de um grupo 
amino + grupo 
carboxílico por 
pontes de H;
β- pregueada
Envolve ligações de 
dois ou mais 
segmentos 
polipeptídicos, por 
pontes de H;
Conformação tridimensional;
Resulta do enovelamento ou dobramento da
estrutura 2ária;
Ligações à longa distância
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Associação de várias subunidades, iguais ou
diferentes, através de ligações não covalentes;
somente aa
aa + outros compostos
(carboidratos, íons)
Ex: Hemoglobina: Fe
Clorofila: Mg
Metalopreoteinase: Zn
– Cadeias polipeptídicas
se dobram adquirindo
a forma esférica ou
globular
– Funções: enzimática,
transporte, defesa e
hormonal
– Forma alongada
– Insolúveis
– Função estrutural
(colágeno, queratina)
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ESTRUTURAL 
- constituinte das membranas celulares
- ossos e tendões (colágeno)
- epiderme, pêlos, chifres, unhas (queratina)- músculos (actina)
IMUNOLÓGICA 
- defesa do organismo (anticorpos)
ENERGÉTICA
- último caso (desnutrição)
METABÓLICA
- atua como hormônio (insulina)
- atua como enzima
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- Importante grupo de proteínas;
- Participam das reações bioquímicas (catalisadores)
enzima enzima enzima enzima
- Específica para cada tipo de substrato
- Terminação “ase”
- Sensível à temperatura 
Lipases - lipídeos
Glicosidades - carboidratos
Nucleases - nucleotídeos
Proteínas - proteases
Água oxigenada – catalase
ATPase - ATP
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• Idade;
• Grau de atividade metabólica; 
• Tipo tecido ou organismo considerado;
EQUILÍBRIO TÉRMICO;
DISSOLUÇÃO DE SUBSTÂNCIAS;
TRANSPORTE DE COMPOSTOS;
MEIO PARA AS REAÇÕES QUÍMICAS CELULARES.
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• podem estar dissolvidos;
• ou como parte de moléculas maiores. 
ATIVAÇÃO DE ENZIMAS (co-fatores): zinco
PROMOÇÃO DE EQUILÍBRIO OSMÓTICO: cloro
IMPULSO NERVOSO: sódio (Na) e potássio (K)
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FORMAÇÃO DE ESTRUTURAS ESQUELÉTICAS:cálcio (Ca)
CONTRAÇÃO MUSCULAR: cálcio (Ca) 
COAGULAÇÃO SANGUÍNEA: cálcio (Ca)
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TRANSPORTE DE GASES: ferro (Fe)
Hemoglobina (Hb)
Célula Procariótica: um único 
compartimento
Citoplasma:
DNA
Proteínas estruturais
Enzimas
RNAs
aminoácidos
Nucleotídeos
Água
Íons
ATP
Ác. Graxo
Carboidratos
Polissacarídeos
Lipídeos
Membrana 
plasmática:
fosfolipídios
glicolipídios
proteínas
glicoproteínas
Célula eucariótica: Vários 
compartimentos
CITOPLASMA:
Água, RNA, Aminoácidos
Proteínas, Enzimas
Íons
ATP
Nucleotídeos
Ác. Graxo
Carboidratos
Glicogênio
Amido
Polissacarídeos
Lipídeos
MEMBRANA PLASMÁTICA:
fosfolipídios
glicolipídios
colesterol
proteínas
glicoproteínas
MEMBRANA DAS ORGANELAS:
Fosfolipídios, glicolipídios, Colesterol, proteínas
Glicoproteínas
LÚMEN DAS ORGANELAS:
Proteínas, Enzimas, Íons Lipídios, 
Carboidratos, Água, DNA. RNAs, aa
Nucleotídeos, ATP. Ác. Graxo, Polissacarídeos, 
Lipideos
NÚCLEO:
DNA. RNAs
Proteínas.
Enzimas.
Íons. Água.
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1- Alberts B et al. 2006. FUNDAMENTOS 
BIOLOGIA CELULAR. ARTMED, 2ª ed. 
Porto Alegre, RS.
2- Lodish H et al. 2005. BIOLOGIA CELULAR 
E MOLECULAR. ARTMED, 5ª ed. Porto 
Alegre, RS.