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Micromoléculas e Macromoléculas As moléculas que constituem as células são formadas pelos mesmos átomos encontrados nos seres inanimados. Entretanto alguns átomos foram selecionados para a constituição das biomoléculas na origem e evolução das células. 99% da massa das células são formados de: hidrogênio carbono oxigênio nitrogênio Já nos seres inanimados da crosta terrestre são abundantes: oxigênio silício alumínio sódio Micromoléculas São moléculas de peso molecular entre 100 e 1000 e contém até trinta ou mais átomos de carbono. Normalmente são encontradas livres em solução, onde algumas delas formam um conjunto de intermediárias a partir das quais as macromoléculas são formadas. As quatro micromoléculas principais são: açúcares simples ácidos graxos aminoácidos nucleotídeos. Açúcares simples São as mais abundantes moléculas orgânicas na natureza e são primariamente moléculas que reservam energias na maioria dos organismos vivos. Os açúcares mais simples são chamados de monossacarídeos tais como ribose, glicose, frutose, que são formados com uma molécula de açúcar e possuem fórmula geral (CH2O)n, onde o n pode variar de 3 a 7. Ex.: a glicose possui fórmula C6H12O6. Açúcares simples (cont.).. Os dissacarídeos são formados por dois açúcares ligados covalentemente, por ex. a maltose (açúcar da cana) e a lactose (açúcar do leite). Os polissacarídeos são grandes moléculas formadas por unidades de monossacarídeos, como por ex. o glicogênio, em células animais, e o amido, nos vegetais, são compostos somente de glicose. E os oligossacarídeos que não estão livres e sim unidos a lipídeos e proteínas, de modo que são partes de glicolipídeos e de glicoproteínas, que estão na membrana plasmática. Ácidos Graxos São as gorduras, óleos, fosfolipídios, cutina, suberina, ceras e esteróides. É um composto que possui um ácido carboxílico ligado a uma longa cadeia de hidrocarbonetos. São fontes valiosas de alimento, uma vez que eles podem ser quebrados para produzir o dobro de energia utilizável. Eles são estocados no citoplasma de muitas células na forma de gotas de moléculas de triglicérides (gorduras animais conhecidas da experiência diária). A função mais importante dos ácidos graxos está na construção das membranas celulares, que envolvem as células suas organelas, que são compostas de fosfolipídios. Nucleotídeos São moléculas complexas, consistindo em um grupo fosfato, uma base nitrogenada e um açúcar de cinco átomos de carbono – pentose. Eles são blocos constitutivos dos ácidos nucléicos, o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA), que transmitem e traduzem a informação genética. Algumas moléculas de RNA funcionam como catalisadores. Os nucleotídeos podem atuar como moléculas carregadoras de energia química, como por ex. o éster trifosfato e adenina (ATP), que participa das transferências de energia em centenas de reações celulares individuais. Eles combinam com outros para formar enzimas como a coenzima A. E são utilizadas como moléculas de sinalização específica na célula. MACROMOLÉCULAS CELULARES Apresentam peso molecular entre 10.000 e 1 milhão, são construídas a partir de subunidades de baixo peso molecular (micromoléculas), que são repetidamente adicionadas para formar um longo polímero em cadeia. Ex.: os aminoácidos ligados a outros aminoácidos para formar as proteínas. A sua formação é mantida por ligações covalentes, as quais são fortes o suficiente para preservar a seqüência de subunidades por longos períodos de tempo. Macromoléculas (cont.).. Para realizar a sua função, as macromoléculas dependem de ligação não-covalente, muito mais fraca, que se formam entre as partes distintas da mesma e entre diferentes macromoléculas, exercendo um importante papel na determinação da estrutura tridimensional de cadeias macromoleculares e a interação com outras. As macromoléculas são: Proteínas Lipídeos Polissacarídeos Ácidos Nucléicos 1- Proteínas É um polímero linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Sua estrutura é formada por uma variedade de 20 aminoácidos diferentes, chamados de essenciais, que permite à proteína uma variedade de formas e funções na célula. Proteínas (cont.).. A estrutura da proteína é descrita em quatro níveis hierárquicos de organização. primária secundária terciária quaternária Proteínas (cont.).. Proteínas (cont.).. Proteínas (cont.).. 2- Enzimas As enzimas são proteínas especializadas na catálise de reações biológicas. Elas estão entre as biomoléculas mais notáveis devido a sua extraordinária especificidade e poder catalítico, que são muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelo homem. Praticamente todas as reações que caracterizam o metabolismo celular são catalisadas por enzimas. Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram a velocidade de uma reação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto. As enzimas atuam ainda como reguladoras deste conjunto complexo de reações. As enzimas são, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular. 3- Lipídeos São compostos de carbono extraídos das células e tecidos por solventes orgânicos não- polares. De Acordo com suas funções principais, os lipídios celulares podem ser divididos em duas categorias: lipídios de reserva nutritiva e lipídios estruturais. Os últimos têm papel relevante na manutenção da estrutura das membranas celulares As reservas nutritivas de natureza lipídica compõem-se de gorduras neutras, as quais são compostas por três resíduos de ácidos graxos, formando os chamados triglicerídeos. Esses depósitos ocorrem em quase todos os tipos de células, havendo células especializadas para o acúmulo de gorduras neutras, as células adiposas. FosfoLipídeos Glicolipídeos Colesterol A presença de longas cadeias hidrofóbicas nos lipídios é de grande importância biológica, pois são elas que possibilitam a interação hidrofóbica responsável pela associação dos lipídios para formar a bicamada lipídica das membranas celulares. A fixação das proteínas integrais de membrana é devida à interação das porções hidrofóbicas das moléculas dessas proteínas com os lipídios das membranas. A interação hidrofóbica também é importante no transporte de lipídios no plasma. Os lipídios têm menor diversidade funcional do que as proteínas e carboidratos. Têm principalmente função energética e estrutural. Sua atividade informacional é restrita a alguns hormônios esteróides. 4- Polissacarídeos Os carboidratos, também denominados polissacarídeos, são polímeros de monossacarídeos. Os polissacarídeos podem ser constituídos por moléculas lineares ou moléculas ramificadas. Os mais importantes são os formados pela polimerização da glicose: o amido Polissacarídeode reserva da célula animal: Glicogênio Polissacarídeo de reserva da célula vegetal: Celulose Polissacarídeos Diferença estrutural Entre Celulose e Glicogênio 5- Nucleotídeos São polímeros lineares de nucleotídeos especializados no armazenamento, na transmissão e no uso da informação, por isso são macromoléculas de grande importância biológica. Existem dois tipos de ácidos nucléicos: DNA e RNA, que serão dispostos comparativamente no quadro a seguir: Ácidos nucléicos são formados por uma pentose, uma base nitrogenada e um grupo fosfato. Fim da 1ª aula
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