Biologia Geral_Aula 2_Bases Macromoleculares da Constituição Celular

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Aula 2 – Bases Macromoleculares da Constituição Celular
Prof.ª Me. Renata Muliterno Adamy
• Nos organismos vivos não há nada que desobedeça às leis da química e da física;
• Química orgânica – compostos de carbono;
• Reações químicas ocorrem em meio aquoso e em faixas de temperatura compatíveis
com a vida;
• Química complexa – determinante para a biologia ;
• As células possuem estruturas determinadas pelas propriedades químicas das moléculas
que as constituem;
• Compreendendo como as moléculas interagem, entendemos como as células exploram
as leis da química e da física para permanecermos vivos
• Apenas poucas categorias básicas de moléculas, formadas a partir de poucos
elementos químicos diferentes, originam toda a riqueza de formas e
comportamentos que as coisas vivas apresentam;
• Água;
• Carbono – base de praticamente todas as moléculas de uma célula;
• Carbono pode se ligar a outra molécula de carbono através de uma ligação covalente –
altamente estável, o que permite formar moléculas grandes;
• Compostos de carbono são moléculas orgânicas
• Dois átomos que estejam unidos por uma ligação covalente podem exercer atrações diferentes
sobre os elétrons de uma ligação. Nesses casos, a ligação é polar, uma das extremidades tem uma
carga levemente negativa e a outra tem uma carga levemente positiva.
• As moléculas da água se juntam
transitoriamente entre si formando
uma rede de ligações de hidrogênio;
• A natureza coesiva da água é
responsável por muitas de suas
propriedades incomuns, como:
• a alta tensão superficial;
• o calor específico;
• o calor de vaporização elevados;
• Sustâncias que se dissolvem facilmente na água;
• Compostas por íons e moléculas polares que podem atrair moléculas de água por
meio dos efeitos das cargas elétricas;
• Moléculas de água rodeiam cada íons ou cada molécula polar presentes na
superfície de substâncias sólidas e os carregam para a solução;
• Substâncias polares, como a ureia, dissolvem-se na água porque suas moléculas
formam ligações de hidrogênio com as moléculas de água que as rodeiam.
• Substâncias iônicas como o cloreto de sódio (Na+Cl-),
dissolvem-se na água porque as moléculas de água são
atraídas para a carga positiva (Na+) ou para a carga
negativa (Cl-) de cada íon.
• Substâncias polares, como a ureia, dissolvem-se na água porque suas moléculas
formam ligações de hidrogênio com as moléculas de água que as rodeiam.
• Substâncias com preponderância de ligações não covalentes são geralmente insolúveis em água
e são denominadas hidrofóbicas;
• As moléculas de água não são atraídas por esse tipo de molécula, e, assim, a água tem pouca
tendência em circundar e carregar essas moléculas para a solução;
• Muitas substâncias, como o açúcar comum, dissolvem-se em água. Isto é, suas moléculas se
separam umas das outras, mas cada uma delas fica rodeada por moléculas de água.
• Quando uma substância se dissolve em um líquido, a mistura é denominada solução. A substância
dissolvida (o açúcar, nesse caso) é o soluto, e o líquido no qual ela se dissolve (a água, nesse caso)
é o solvente.
• As substâncias que, em solução, liberam íons hidrogênio são chamados de ácidos;
• Composto capaz de transferir prótons (H+) numa reação química – por tal pode ser chamado
também de "doador de próton”;
• Numa solução aquosa pode reagir com a molécula de água formando o íon oxônio (ou Hidrônio,
H3O
+), diminuindo assim o pH da solução;
• Ácidos também reagem com bases para formar sais numa reação de neutralização. Sendo assim
as bases são os análogos opostos aos ácidos
• Uma base (álcali) é qualquer substância que libera o ânion OH– (íons hidroxila ou oxidrila)
em solução aquosa;
• Soluções com estas propriedades dizem-se básicas ou alcalinas;
• As bases possuem baixas concentrações de íons H+ sendo considerado base as soluções que têm,
a 25°C, pH acima de 7.
• A acidez de uma solução é
definida pela concentração de
íons H+ que ela possui. Por
conveniência, usa-se a escala
de pH.
água 
sanitária
• Os compostos presentes nas células são quimicamente relacionados e
podem ser classificados em um pequeno grupo de famílias distintas;
• As células contêm 4 famílias principais de moléculas orgânicas
pequenas:
• Os açúcares;
• Os ácidos graxos;
• Os aminoácidos;
• Os nucleotídeos;
Esses 4 tipos de moléculas, quando ligadas formam uma grande proporção da massa celular
• Açúcares – Carboidratos
• Biomoléculas mais abundantes na natureza;
• Fonte primária de energia nas células – glicose: degradada em moléculas
menores liberando energia;
• Glicogênio – polissacarídeo de reserva dos animais;
• Amido – polissacarídeo de reserva das plantas;
• Sustentação mecânica – celulose;
• Quitina – exoesqueleto dos insetos;
• Gosma, muco e cartilagem – polissacarídeos como principais componentes;
• Os monossacarídeos são carboidratos com reduzido número de átomos de carbono em sua molécula 
(glicose, frutose, galactose)
• (CH2O)n n – número de carbonos (3,4,5,6)
Nº DE 
CARBONOS
CARBOIDRATO IMPORTÂNICA BIOLÓGICA
5
Pentoses
(C5H10O5)
Ribose Matéria-prima para a síntese de ácido ribonucleico (RNA).
Desoxirribose
(C5H10O4)
Matéria-prima para a síntese de ácido desoxirribonucleico (DNA).
6
Hexoses
(C6H12O6)
Glicose Molécula mais utilizada pelas células para a obtenção de energia.
Frutose Função energética.
Galactose Constitui a lactose do leite. Função energética.
• Os Oligossacarídeos são carboidratos resultantes da união de duas a dez moléculas de monossacarídeos –
dissacarídeos (sacarose, lactose, maltose).
CARBOIDRATO
MONOSSACARÍDEOS 
CONSTITUINTES
IMPOTÂNCIA BIOLÓGICA
Dissacarídeos
Sacarose glicose + frutose
Abundante na cana-de-açúcar 
e beterraba. Função 
energética.
Lactose glicose + galactose
Encontrada no leite. Função 
energética.
Maltose glicose + glicose
Encontrada em alguns 
vegetais, provém também da 
digestão do amido pelos 
animais. Função energética.
• Os polissacarídeos são carboidratos grandes, às vezes ramificados, formados pela união de mais de dez
monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de
hexoses;
• Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e
como elementos estruturais
POLISSACARÍDEOS
Nº DE MONOSSACARÍDEOS
CONSTITUINTES
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Amido ≈1.400 glicoses
Armazenado no amiloplasto de raízes do tipo tuberosa (mandioca, 
batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e 
sementes. Principal reserva energética dos vegetais.
Glicogênio ≈30.000 glicoses
Armazenado no fígado e nos músculos. Principal reserva energética de 
animais e fungos.
Celulose ≈1.000 glicoses
Função estrutural na célula vegetal, como um componente da parede 
celular.
Quitina
Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e está presente na parede 
celular dos fungos.
• Os lipídeos definem um conjunto de substâncias químicas que, ao contrário das outras classes de
compostos orgânicos, não são caracterizadas por algum grupo funcional comum, e sim pela sua
alta solubilidade em solventes orgânicos e baixa solubilidade em água;
• Os lipídeos se encontram distribuídos em todos os tecidos, principalmente nas membranas
celulares e nas células de gordura;
• Ácidos Graxos: formado por uma longa cadeia hidrofóbica hidrocarbonada (cauda) e uma cabeça
hidrofílica – moléculas anfipáticas;
• Ácidos graxos são encontrados em membranas celulares e o quão estiverem compactados
determinam a fluidez da membrana;
• Os diferentes ácidos graxos diferem quanto ao tamanho da cadeia hidrocarbonada e quanto ao
número e à posição das ligações duplas carbono-carbono;
• Ácido esteárico
• Ácidopalmítico
• Ácido oleico
• Nas células, os ácidos graxos funcionam como uma reserva concentrada de
alimento;
• Sua degradação produz 6x mais energia do que a degradação da glicose;
• Estão armazenados no citoplasma da célula na forma de gotículas de moléculas
de triglicerídeos (3 ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol);
• Triglicerídeos: constituem a gordura animal encontrada na carne, na manteiga e
no óleo vegetal como o óleo de milho e azeite;
• Triglicerídeos são predominantemente hidrofóbicos.
• Quando a célula precisa de energia, as cadeias de ácido graxo podem ser liberadas do
triglicerídeo e degradadas em unidades de 2 carbonos, que são idênticas às derivadas da
degradação da glicose;
• A função mais importante dos ácidos graxos em uma célula é participar da formação de
membranas;
• As membranas envolvem as células e as organelas internas;
• Membranas são compostas por fosfolipídeos;
• Fosfolipídeos: moléculas pequenas constituídas de 2 ácidos graxos, glicerol e fosfato;
• Fosfolipídeos são anfipáticos – uma cauda hidrofóbica composta de 2 ácidos graxos e uma cabeça
hidrofílica onde se encontra o fosfato;
• Propriedades químicas diferentes dos triglicerídeos;
• Alguns dos fosfolipídeos presentes na membrana contém um ou mais açúcares no grupo fosfato –
glicolipídeos;
• Glicolipídeos desempenham importante papel na sinalização celular;
• Outros lipídeos são definidos como moléculas insolúveis em água e solúveis em
solventes orgânicos;
• Esteróis: têm uma estrutura de anéis múltiplos; estão presentes na membrana
celular de bactérias sem parede celular e constituem vários hormônios
• As Proteínas são compostos orgânicos bioquímicos, constituídos por um ou
mais polipeptídios tipicamente dobrada em uma forma globular ou fibrosa, facilitando uma
função biológica;
• São compostos de alto peso molecular, de estrutura complementar, sintetizadas pelos organismos
vivos através da condensação de um grande número de moléculas de aminoácidos, através de
ligações denominadas ligações peptídicas;
• São consideradas as macromoléculas mais importantes das células e, para muitos organismos,
constituem quase 50% de suas massas
• Funções: estrutura da célula, enzimas, controlar o transporte de nutrientes;
• Proteínas – Peptídeos – Aminoácidos;
• Aminoácidos (AA): formam uma classe variada de moléculas;
• Todos os aa possuem um grupo ácido carboxílico e um grupo amino, ambos ligados a um
mesmo átomo de carbono;
• São conhecidos 20 tipos diferentes de aminoácidos;
• AA + AA = Dipeptídeo;
• AA + AA + AA ... = Cadeia polipeptídica;
• Proteína: 1 cadeia polipeptídica ou mais.
• Níveis de organização das proteínas:
• Primário: é a sequência exclusiva em que os AA estão unidos;
• Secundário: dobramento localizado na cadeia polipeptídica – podem ser
tipos espirais ou dobra pregueada;
• Terciário: refere-se à estrutura tridimensional da cadeia polipeptídica
(dobramento tridimensional da estrutura secundária);
• Quaternário: agregação de 2 ou mais cadeias polipeptídicas – forma
globular ou fibrosa – nem todas as proteínas apresentam estrutura
quaternária;
• DNA e RNA
• DNA: composto por nucleotídeos
• Nucleotídeos: Base nitrogenada + 
Desoxirribose + Grupo Fosfato
• Bases nitrogenadas do DNA: A, G, C e T
• Fita dupla
• RNA: composto por nucleotídeos
• Nucleotídeos: Base nitrogenada + Ribose 
+ Grupo Fosfato
• Bases nitrogenadas do RNA: A, G, C e U
• Fita simples
• O DNA é o nome químico para a molécula que transporta instruções genéticas em todos os seres vivos;
• A molécula de DNA é constituída por duas cadeias que se estendem em torno um do outro para formar uma
forma conhecida como uma hélice dupla;
• Cada filamento tem um esqueleto feito de alternância açúcar (desoxirribose) e grupos fosfato;
• Junto de cada açúcar há uma de quatro bases - adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). As duas fitas são
mantidas juntas por ligações entre as bases;
• A sequência das bases ao longo da espinha dorsal serve como instruções para a montagem de proteínas e
moléculas de RNA.
• Macromolécula de ácido nucleico polimérica
composta de 3 unidades:
• Grupo fosfato
• Açúcar com 5 carbonos
• Desoxirribose
• Base contendo nitrogênio
• Purinas – Adenina (A) e Guanina (G)
• Pirimidinas – Timina (T) e Citosina (C)
Cadeias de polinucleotídeos Ligações 5’-3’ Dupla-hélice
Ligações entre 
as Bases 
Nitrogenadas
• 5’ e 3’ são os números dos carbonos onde os grupamentos fosfato se ligam à
desoxirribose;
• A ligação entre desoxirribose e base nitrogenada se dá através do carbono 1
da desoxirribose e nitrogênio da base nitrogenada;
• Os nucleotídeos se polimerizam em longas cadeias;
• No genoma humano, essas cadeias polinucleotídicas estão sob forma de
dupla-hélice.
O
O-P-O CH2 O
O- C C BASE
H H H
C C
OH H
1
23
4
5
ADENINA
GUANINA
TIMINA
CITOSINA
GRUPAMENTO
FOSFATO
AÇÚCAR: 
DESOXIRRIBOSE
BASE 
NITROGENADA
• Duas fitas de polinucleotídeos associadas formando uma estrutura de
dupla hélice onde as pentoses e os radicais fosfato compõe a fita e as
bases projetam-se para o interior da mesma;
• As fitas mantêm-se unidas através da formação de pontes de
hidrogênio entre as bases o que contribui para a estabilidade da
dupla hélice
• Ácido ribonucleico (RNA) é uma molécula semelhante ao DNA, ao contrário do DNA, o RNA é de
cadeia simples;
• Uma cadeia de RNA tem uma cadeia principal feita de açúcar (ribose) e grupos fosfato;
• Junto de cada açúcar é uma de quatro bases - adenina (A), o uracila (U), citosina (C), ou guanina (G);
• Diferentes tipos de RNA existem na célula: o RNA mensageiro (mRNA), RNA ribossômico (rRNA), e
RNA transportador(tRNA);
• Mais recentemente, alguns pequenos RNAs foram descobertos e seu papel está associado na
regulação da expressão do gênica.
• O RNA mensageiro (mRNA) é uma molécula de cadeia simples de RNA que é
complementar de uma das cadeias de DNA de um gene;
• O mRNA é uma versão de RNA do gene, que deixa o núcleo da célula e move-se para
o citoplasma, onde as proteínas são produzidas;
• Durante a síntese de proteínas, o mRNA se desloca ao longo do ribossomo, local
onde acontece a leitura da sua sequência de bases, e utiliza o código genético para
traduzir cada códon no seu aminoácido correspondente.
• RNA transportador (tRNA) é uma molécula pequena de RNA que participa da
síntese de proteínas;
• Cada molécula de tRNA tem duas áreas importantes: uma região de trinucleotídeos
chamado o anticódon e uma região para a fixação de um aminoácido específico;
• Durante a tradução, cada vez que um aminoácido adicionada à cadeia em
crescimento, uma molécula de tRNA forma pares de bases com a sequência
complementar no RNA mensageiro (mRNA) a molécula, assegurando que o
aminoácido apropriado é inserido na proteína.
• Um ribossomo é uma partícula celular feita de RNA e de proteína, que
serve como o local para a síntese de proteínas na célula. O ribossomo lê
a sequência do RNA mensageiro (mRNA) e, usando o código genético,
traduz a sequência de bases do RNA em uma sequência de aminoácidos.
Ácido Fosfórico
Vídeos relacionados com a Aula 1
• http://www.youtube.com/watch?v=76obkqM8OWA&list=PLE4D8FA0
3F661A5D0&index=58
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t=PLE4D8FA03F661A5D0&index=7