Aula 2 Composição química das células

Prévia do material em texto

Biologia Celular
Profa. Dra. Ivina Brito
A estrutura da célula é a consequência de uma combinação de 
moléculas organizadas em uma ordem muito precisa.
Compostos
Inorgânicos
Compostos
Orgânicos
Água
Sais minerais
Ácidos nucléicos
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Vitaminas, etc
Componentes Químicos das Células
Proteínas
15%
A água é o composto inorgânico 
em maior quantidade na célula
As proteínas são os compostos 
orgânicos em maior quantidade 
na célula
A água é o componente mais abundante dos tecidos
• Composição: H2O
• Funções:
• transporta os nutrientes e os detritos celulares 
• regulação da temperatura do organismo
• facilita a eliminação das toxinas acumuladas no nosso organismo 
através da urina
A água é o componente mais abundante dos tecidos
• Funções:
• permite as trocas gasosas
• é um excelente solvente e meio de suspensão
• permite reações químicas para formar novos compostos
Polaridade da água
• Molécula polar:
• distribuição assimétrica de cargas
• Pode atrair e separar outras moléculas polares
Hidrogênio
Oxigênio-
+
+ +
-
H2O
O que acontece quando adicionamos sal à água?
Sal de cozinha  Na+Cl- (cloreto de sódio)
O que acontece quando adicionamos sal à água?
Sal de cozinha  Na+Cl- (cloreto de sódio)
Molécula polar
Hidrofílica
Tem atração pela água e podem se dissolver nela
O que acontece quando adicionamos óleo à água?
Moléculas 
apolares
Hidrofóbica
Tem aversão pela água e 
não se dissolvem nela
Polaridade da água
• A molécula de água comporta-se como dipolo
• pode se ligar a moléculas positivas, negativas ou com ambos os tipos 
de cargas
• Pode resultar em um ânion hidroxila (-OH) e um próton hidrogênio (H+)
Ionização da água: essencial para 
permitir reações químicas
Permitem a união das moléculas de água
Tensão superficial da água
• Atuam como substâncias reguladoras do metabolismo das células
• São obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos,
cereais, leite, peixes, etc.
• A carência de minerais pode ocasionar o mal funcionamento do
organismo
SAIS MINERAIS
SAIS MINERAIS
Componente estrutural 
(ex.: cálcio e fosfato dos 
ossos)
Podem se associar a moléculas 
maiores (ex.: ferro e 
hemoglobina)
Mantém o equilíbrio osmótico 
das células (ex.: sódio e 
potássio)
Podem participar da transferência 
de energia química (fosfato do 
ATP) e impulsos nervosos
SAIS MINERAIS
Podem atuar na contração 
muscular (ex.: cálcio) 
Podem atuar como 
tampões (ex.: bicarbonato 
no sangue)
A estrutura da célula é a consequência de uma combinação de 
moléculas organizadas em uma ordem muito precisa.
Caimbras são causadas por alterações na 
concentração de magnésio, potássio, sódio e 
cloro
Reposição inadequada 
durante exercício
• Oxigênio
• Hidrogênio
• Carbono
• Enxofre
• Nitrogênio
• Fósforo
MOLÉCULAS ORGÂNICAS
ESSENCIAIS PARA A VIDA 
NO PLANETA
Associação de moléculas formam moléculas maiores
• Carboidratos
• Lipídios
• Proteínas
• Ácidos nucléicos
MOLÉCULAS ORGÂNICAS
CARBOIDRATOS
• São compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio e
oxigênio
• São também conhecidos como glicídios ou açúcares
• Representam as moléculas biológicas mais abundantes na natureza
• Junto com as proteínas formam os principais constituintes dos
organismos vivos
• São a principal fonte de energia para a célula
CARBOIDRATOS
• Classificação:
• Monossacarídeos
• Dissacarídeos
• Oligossacarídeos
• Polissacarídeos 
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Fórmula geral Cn(H2O)n
• Não podem ser hidrolisados a compostos mais simples
• Contêm de 3 a 7 átomos de carbono
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Pentoses: 5 átomos de carbono
RiboseDesoxiribose
Matéria-prima para produção de 
ácido desoxiribonucleico (DNA)
Matéria-prima para produção de 
ácido ribonucleico (RNA)
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
• Hexoses: 6 átomos de carbono
• Glicose, Frutose e Galactose – função energética
MAIS IMPORTANTE!! 
É utilizada pelas células como 
fonte imediata de energia
CARBOIDRATOS
• Dissacarídeos
• Açúcares formados pela combinação de dois monômeros de hexose
• Fórmula: C12H22011
• Importante dissacarídeo nos mamíferos:
• Lactose (glicose + galactose), o açúcar do leite
CARBOIDRATOS
• Oligossacarídeos
• Apresentam até 20 unidades de monossacarídeos
• Encontram-se unidos a lipídios e proteínas
• Glicolipídios e glicoproteínas
CARBOIDRATOS
• Polissacarídeos
• São polímeros maiores, ou seja, muitos monômeros de hexoxes
Amido
(reserva energética das plantas)
Glicogênio
(reserva energética dos animais)
LIPÍDIOS
• Grupos de moléculas insolúveis em água
• São apolares ou hidrofóbicas
• São as gorduras, ceras e óleos
• Formados por um glicerol (álcool) ligado a três cadeias de ácido graxo
• Os lipídios mais comuns são: triglicerídeos, fosfolipídios, esteróides
LIPÍDIOS
• Funções:
• Fornecimento de energia para as células
• Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares
• Atuam como isolantes térmicos – controle da homeostase (gorduras)
• Barreira hidrofóbica (impermeabilização - ceras)
• Funções reguladoras ou de coenzimas (óleos)
LIPÍDIOS
• Triglicerídeos
• Forma de gordura que circula na corrente sanguínea e é armazenada no 
tecido adiposo do corpo.
LIPÍDIOS
• Fosfolipídeos
• Moléculas anfipáticas
• Possuem um lado hidrofóbico e outro hidrofílico
• Componentes da membrana celular
Bicamada lipídica
LIPÍDIOS
• Esteróides
• Colesterol é um dos mais importantes
• Assumem funções diferentes de acordo com os grupos químicos que estejam 
unidos
• Os principais esteróides do organismo são:
• hormônios sexuais (estrógenos, progesterona, testosterona)
• hormônios supra-renais (cortisol, aldosterona)
• vitamina D e os ácidos biliares
LIPÍDIOS
• Anabolizantes
• Hormônios esteróides
• Geralmente, são derivados da testosterona
• Promovem o crescimento e a divisão celular
• Resulta no aumento de massa muscular, força física e resistência
• Podem trazer graves consequências a saúde
PROTEÍNAS
• São as macromoléculas mais abundantes e que ocorrem em todas as 
células e em todas as partes das células
• Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica
• São os instrumentos moleculares por meio dos quais a informação genética 
se expressa
PROTEÍNAS
• Funções:
• Enzimas, Anticorpos, Hormônios e Fatores de crescimento, Receptores
• Transportadores de membrana
• Transporte de gases e nutrientes
• Sustentação mecânica e movimento
• Armazenamento
PROTEÍNAS
São cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas
PROTEÍNAS
• Aminoácido
• O carbono está unido ao grupo carboxila (-COOH), ao grupo amina (-NH2), além de 
um H e um resíduo lateral (R), que é diferente em cada tipo de aminoácido.
PROTEÍNAS
• Aminoácidos
• Existem 20 aminoácidos 
que se combinam em 
diferentes quantidades e 
sequências para formar as 
proteínas
PROTEÍNAS
• Ligação peptídica
• Ligação entre os grupos amino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de 
outro aminoácido 
PROTEÍNAS
• A união de alguns aminoácidos forma os peptídeos
• Vários peptídeos formam os polipeptídeos
As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a
maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de
polipeptídeos
• Classificação:
• Quanto à composição
• simples e conjugada
• Quando à forma
• fibrosas e globulares
PROTEÍNAS• Classificação:
• Quanto à composição
• Simples: proteínas formadas apenas por aminoácidos
• Ex.: albuminas, globulinas
• Conjugadas: proteínas que possuem outras moléculas, além dos aminoácidos
• Glicoproteínas, lipoproteínas, metaloproteínas
• Ex.: hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas
PROTEÍNAS
• Classificação:
• Quando à forma
• Fibrosas: são insolúveis em água, compridas e filamentosas.
• A maioria tem função estrutural. Ex. colágeno
• Globulares: geralmente solúveis em água, formam estruturas compactas
• Função relacionada com manutenção e regularização de processos 
vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura primária
• Estrutura secundária
• Estrutura terciária
• Estrutura quaternária
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura primária
• compreende a sequência dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas que 
forma a proteína
A substituição de um único aminoácido 
na molécula de hemoglobina provoca a 
anemia falciforme.
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
Ponte de Hidrogênio
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura secundária
• é a forma que a proteína assume como resultado 
das pontes de hidrogênio entre o oxigênio e o 
hidrogênio
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura secundária
α-hélice Folha β pregueada
PROTEÍNAS
α-hélice Queratina: proteína presente nas unhas e cabelos
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura terciária
• é determinada por interações não covalentes entre as cadeias laterais dos 
aminoácidos constituintes
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
• Estrutura quaternária
• resulta da combinação de dois ou mais 
polipeptídeos, o que origina moléculas 
de grande complexidade
PROTEÍNAS
• Níveis de organização estrutural
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Dois tipos:
Ácido ribonucleico 
(RNA)
Ácido desoxirribonucleico 
(DNA)
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Contém toda a informação genética
• A informação genética contida no DNA é transcrita em moléculas de RNA 
mensageiro é traduzido na sequência de aminoácidos, que compõe as proteínas.
Ácido desoxirribonucleico 
(DNA)
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
DNA RNA PROTEÍNAS 
transcrição trandução
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Participa da síntese de proteínas
• Existem 3 tipos de RNA:
• RNA mensageiro (RNAm)
• RNA ribossômico (RNAr)
• RNA de transferência ou transportador (RNAt)
Ácido ribonucleico 
(RNA)
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA mensageiro (RNAm)
Leva a informação genética - copiada do DNA – que estabelece a 
sequência dos aminoácidos na proteína.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA ribossômico (RNAr)
O RNAr representa 50% da massa do ribossomo (os outros 50% são 
proteínas), que é o local onde ocorre a síntese de proteínas.
ÁCIDOS NUCLÉICOS
RNA transportador (RNAt)
Os RNAt identificam e transportam os aminoácidos 
até o ribossomo. 
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• São formados por nucleotídeos
PENTOSE
ÁCIDO FOSFÓRICO
BASE NITROGENADA
DNA RNA
PENTOSE desoxirribose ribose
BASES NITROGENADAS
adenina, guanina,
citosina, timina
adenina, guanina,
citosina, uracila
ÁCIDO FOSFÓRICO PO4H3 PO4H3
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Estrutura da PENTOSE:
DNA RNA
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Bases nitrogenadas
ADENINA
CITOSINA
GUANINA
TIMINA
URACILA
Comum para 
DNA e RNA
Exclusiva de DNA
Exclusiva de RNA
ÁCIDOS NUCLÉICOS
Os nucleotídeos se unem através de
LIGAÇÕES FOSFODIÉSTER
1
23
4
5
1
23
4
5
PENTOSE
ÁCIDO 
FOSFÓRICO
BASE 
NITROGENADA
Ocorre entre o grupo hidroxila (OH) ligado ao terceiro carbono da
pentose (carbono 3’) de um nucleotídeo, e o grupo fosfato ligado ao
carbono 5 da pentose (carbono 5’) do nucleotídeo seguinte.
1. Na composição química de uma célula existem componentes orgânicos e inorgânicos. 
Quais são esses componentes?
2. Quais as funções da água no organismo?
3. Cite 3 exemplos de sais minerais e suas funções no organismo.
4. Como os carboidratos são classificados? Cite exemplos.
5. Que tipo de lipídio está presente na membrana das células? Qual sua característica 
principal?
6. O que é uma ligação peptídica? 
7. Fale sobre os níveis de organização estrutural das proteínas.
8. Defina os 3 tipos de RNA. 
9. Cite 3 diferenças entre a molécula de DNA e a de RNA.
10. O que são ligações fosfodiéster?