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27/05/2013 1 Universidade Federal de LavrasUniversidade Federal de Lavras--UFLAUFLA Biologia celularBiologia celular Aula 2 Aula 2 –– BIOMOLÉCULASBIOMOLÉCULAS (composição química da célula)(composição química da célula) II.. ÁGUAÁGUA 11)) EstruturaEstrutura ee polaridadepolaridade -Solvente:atrai íons e moléculas biológicas polares - Moléculas hidrofílicas (açúcares, DNA, RNA...) - Moléculas hidrofóbicas 22)) PontesPontes dede hidrogêniohidrogênio 33)) FunçõesFunções dada águaágua •• transporte de substâncias - difusão • participa e facilita reações químicas • termorregulação • lubrificante • equilíbrio osmótico . ...... 4) 4) VariaçõesVariações no no teorteor de de águaágua -- IdadeIdade: : fetofeto (94%), (94%), RecRecémém nascidonascido (69%), (69%), adultoadulto (60%)(60%) -- EspécieEspécie -- MetabolismoMetabolismo IIII.. SAISSAIS MINERAISMINERAIS - Sistema tampão intra e extracelular; - Manutenção da pressão osmótica - Equilíbrio ácido-base Ativação de enzimas: Mg++; Na+; K+ Coagulação do sangue e formação de ossos, dentes, contração muscular: Ca+ Constituinte da hemoglobina, citocromos e pigmentos: Fe+++ Outros: cátions (+): Zn, Mb, Mg, Co, I, Se, Cu, Ni, Mn ânions (-): Fosfatos, carbonatos, bicarbonato, sulfatos 27/05/2013 2 Moléculas Orgânicas EstruturaEstrutura geralgeral EsqueletoEsqueleto dede carbonocarbono:: CC--CC--CC--CC--CC emem diferentesdiferentes configuraçõesconfigurações CombinaçõesCombinações dede átomosátomos –– ocorremocorrem repetidamenterepetidamente nasnas moléculasmoléculas orgânicasorgânicas:: POPO44 ((fosfatofosfato));; NHNH22 (amino)(amino);; C=C=00 ((carbonilacarbonila));; OHOH ((hidroxilahidroxila));; COOHCOOH ((carboxilacarboxila));; SHSH ((sulfidrilasulfidrila));; CHCH33 ((metilametila)) PropriedadesPropriedades químicasquímicas ee físicasfísicas distintasdistintas Blocos construtores do organismo Monômero Polímero simples Polímero complexoMonômeros Polímeros simples Polímeros complexos (Macromolécula) Aminoácido Peptídeo Polipeptídeo (proteína) Nucleotídeo Oligonucleotídeo Ácido nucléico Monossacarídeo Oligossacarídeo Polissacarídeo (Açúcar) (Carboidrato) Ácidos graxos Óleos, gorduras, lipídeos Monômero Polímero simples Polímero complexo Montagem dos polímeros: reação de condensação (libera H2O) - desidratação Desmontagem dos polímeros: reação de hidrólise (gasta H2O) Condensação Hidrólise II.. CARBOIDRATOSCARBOIDRATOS - Átomos de C ligados com H e grupos Hidroxilas (H – C – OH) Papel bioquímico: -Moléculas estruturais e energéticas (armazenada nas ligações C-C e C=O) Categorias: Monossacarídeos Dissacarídeos Polissacarídeos 27/05/2013 3 MonossacarídeosMonossacarídeos Mais simples. Fórmula geral: (CH2O)n Variação: nº de C e estrutura Aldeídos Cetonas Estrutura em anel – solução aquosa: grupos cetona ou aldeído reage com hidroxila GlicoseGlicose:: CC66HH1212OO66 •Estutura em anel (cíclica): 99% das circunstâncias αααααααα glicose ee ββββββββ glicose Qdo dissolvidas em água, se interconvertem, mas mantêm equilíbrio DissacarídeosDissacarídeos SacaroseSacarose:: glicoseglicose α →α →α →α →α →α →α →α → frutosefrutose LactoseLactose:: galactosegalactose β →β →β →β →β →β →β →β → glicoseglicose MaltoseMaltose:: glicoseglicose α →α →α →α →α →α →α →α → β β β β β β β β glicoseglicose •• DiferentesDiferentes combinaçõescombinações emem cadeiascadeias maioresmaiores:: associadosassociados aa proteínasproteínas servemservem comocomo sinaissinais dede reconhecimentoreconhecimento celularcelular ((membranamembrana)) Glucose Glucose Glucose Maltose 27/05/2013 4 MonossacarídeosMonossacarídeos modificadosmodificados:: adiçãoadição dede gruposgrupos funcionaisfuncionais ((fosfatofosfato,, amino)amino) Intermediário de reações de energia Importantes na matriz extracelular (manutenção e união dos tecidos) Galactosamina – componente das cartilagens PolissacarídeosPolissacarídeos •• Cadeias com milhares de monossacarídeos (cadeias gigantes) • Fç: estrutural e energética • Variação: tipo de monossacarídeo e de ligação glicosídica amido – polissacarídeo de glicose com lig. glicosídicas na orientação αααα celulose –polissacarídeo de glicose com lig. glicosídicas na orientação ββββ Confere - Propriedades físico-químicas distintas - amido – degrada facilmente por ação química e enzimática boa fonte de armazenamento de E (degrada para fornecer glicose) - celulose – mais estável (excelente material estrutural) Amido – polissacarídeo de reserva Celulose – polissacarídeo estrutural IIII.. LIPÍDEOSLIPÍDEOS •• Grupo diverso (gorduras, óleos, ceras e esteróides) • Característica comum: baixa solubilidade em água TiposTipos ee papéispapéis nono organismoorganismo:: • Gorduras e óleos: Energética • Fosfolipídios: estrutural nas membranas • Carotenóides: plantas – captura de E • Esteróides e ácidos graxos modificados – regulatório • Gordura animal: isolante térmico •• Lipídeos revestem nervos: isolante elétrico • Óleos e cêras – revestimento – repelem água 27/05/2013 5 11.. LipídeosLipídeos simplessimples –– triglicerídeostriglicerídeos ((triacilgliceróistriacilgliceróis -- TAG)TAG) Sólidos em temperatura ambiente (20°C) – gorduras Líquidos em temperatura ambiente - óleos TRIGLICERÍDEO (TAG) 3 moléculas de ácidos graxos 1 molécula de glicerol Cadeia hidrocarbonada apolar e um grupo carboxila polar molécula pequena (3 grupos hidroxila) TAG: 3 ácidos graxos + 1 glicerol Ácidos graxos Ácidos graxos formam micelas Ácidos graxos Saturados – ausência de ligações duplas Insaturados – presença de ligações duplas Monoinsaturado e Poliinsaturado 27/05/2013 6 22)) FosfolipídeosFosfolipídeos ••EstruturaçãoEstruturação dasdas membranasmembranas biológicasbiológicas AmbienteAmbiente aquosoaquoso -- FosfolipídeosFosfolipídeos formamformam bicamadabicamada IIIIII.. PROTEÍNASPROTEÍNAS •• Complexas, variadas e versáteis • Funções: regulação, movimento, estruturação, reserva, receptor de membrana, transporte, sensor de sinais, defesa e enzimática • Tamanho: variável – ribonuclease A – 51 aa apolipoproteína A – 4636 aa Classe Exemplo Enzimas ribonuclease, lipase, amilase Proteínas de transporte hemoglobina , albumina do soro e lipoproteínas Proteínas contráteis actina, miosina Proteínas estruturais queratina, colágeno, elastina, proteoglicanas Proteínas de defesa anticorpos, fibrinogênio, toxina botulínica Hormônios insulina , hormônio de crescimento Proteínas nutritivas ou de reserva gliadina (trigo) ovolbumina (ovo) caseína (leite) 27/05/2013 7 IIIIII.. PROTEÍNASPROTEÍNAS Abundante na célula Polímero de aminoácidos Variabilidade: - Tipo, qtdade e sequência de aminoácidos. - Grupos prostéticos (carboidratos, lipídios, fosfato, íons, etc...) LigaçãoLigação peptídicapeptídica Aminoacido 1 Aminoacido 2 Dipeptídeo Desidratação Grupo Carboxila Grupo Amina Ligação Peptídica PrimáriaPrimária:: Sequência de aa SecundáriaSecundária Dobramento estabilizado por pontes de H entre os radicais C=O e N-H α Hélice – queratina Folha pregueada ββββ – colágeno, elastina TerciáriaTerciária FormaForma ativaativa mantidamantida porpor ligaçõesligações iônicasiônicas,, pontespontes dede H,H, pontespontes dissulfetodissulfeto,, interaçõesinterações hidrofóbicashidrofóbicas,, outrasoutras interaçõesinterações...... QuaternáriaQuaternária UniãoUnião dede diferentesdiferentes polipeptídeospolipeptídeos ESTRUTURAESTRUTURA DASDAS PROTEÍNASPROTEÍNAS •• FavorecimentoFavorecimento dodo dobramentodobramento corretocorreto:: águaágua ee chaperoninaschaperoninas 27/05/2013 8 Sensibilidade das proteínas ao ambiente -Efeitoda temperatura (rompimento interações polares) e do pH (rompimento lig. iônicas) - Desnaturação e renaturação NEM SEMPRE! Sítio ativo Sítio ativo Sítio não funcional Desnaturação Renaturação IVIV.. ÁCIDOSÁCIDOS NUCLÉICOSNUCLÉICOS •• DNA (DNA (ácidoácido desoxirribonucléicodesoxirribonucléico) e RNA () e RNA (ácidoácido ribonucléicoribonucléico)) ••MonômeroMonômero: : nucleotídeonucleotídeo Sugar-phosphate backbone Nucleotide Nitrogenous base (A) Base pair DNADNA RNAsRNAs MensageiroMensageiro ((RNAmRNAm)) RNARNA TransportadorTransportador ((RNAtRNAt)) RNAsRNAs ribossômicoribossômico ((RNArRNAr)) 27/05/2013 9 ÁCIDOSÁCIDOS NUCLÉICOSNUCLÉICOS DNA DNA → → → → → → → → RNA RNA →→→→→→→→ CadeiasCadeias polipetídicaspolipetídicas//ProteínasProteínas TranscriçãoTranscrição TraduçãoTradução ((ribossomoribossomo))
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