Células e organelas aula 1 24 04 18

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Bioquímica I
Terça feira: 
Teórico - Prática
Ementa
• Células: procariontes x eucariontes
• Organelas: estruturas e funções
• Funções Bioquímicas:
– Glicídios, 
– Lipídios,
– Proteínas e enzimas
– Ácidos nucléicos
• Vias metabólicas
Práticas
1) Prática 1 – Teste de Tollens e Benedict para glicídios
2) Prática 2 - Dosagem de açúcares redutores por 
método de DNS
3) Pratica 3 - Determinação do ponto isoelétrico da 
caseína
4) Prática 4 – Identificação de lipídios através dos 
testes de solubilidade, saponificação e de iodo
5) Prática 5 – Extração e caracterização de enzimas
6) Prática 6 – Fatores que afetam a atividade 
enzimática
Bibliografia
• BERG, J.M., STRYER, L., TYMOCZKO, 
J.L. Bioquímica, 6ed., Rio de 
Janeiro:Guanabara Koogan, 2008.
• NELSON, D.L. Princípios de Bioquímica 
de Lehninger, 5ed., Porto Alegre: Artmed, 
2011.
Bioquímica da célula
Conhecimento da Célula
• A célula é a unidade fundamental da vida.
• As dimensões das células, geralmente 
muito reduzidas, fizeram com que 
permanecessem desconhecidas até a 
invenção do microscópio.
Cientistas e as células
Cientistas e as células
Tamanho das células
• Existem células de vários tamanhos.
– Gema do ovo, os alvéolos de laranja (alvéolos),
podem ser vistas sem nenhum aparelho especial.
• As células que enxergamos a olho nu são
chamadas de células macroscópicas.
• A maioria delas, porém são microscópicas,
como as hemácias, bactérias e outras
observada ao microscópio.
Dimensões da Célula
Tamanho Celular
Bactéria
Vírus
Célula 
animal
Núcleo
Com o advento do microscópio: 
Um mundo de descobertas!
• A grande vantagem dos microscópios é aumentar a capacidade de
vermos detalhes de um objeto.
• Essa vantagem se deve ao Limite de Resolução (LR), que é a
distância mínima entre dois pontos em que podemos observá-los
como pontos individualizados
• MICROSCÓPIO ÓPTICO (MO) = ampliando a imagem em até 1000
vezes. o LR é de 0.2µm.
• O tamanho dos objetos observados em microscopia é limitado pelo
comprimento de onda da radiação utilizada. Para o MO, o
comprimento de onda da luz varia entre 400 a 700 nanômetros, o
que possibilita a observação de espécimes maiores que uma
bactéria.
• Quanto mais espesso for o espécime, menos luz o atravessa e,
consequentemente, mais escura ficará a imagem. Por este motivo, o
espécime deve ser cortado em secções finas de até 0,5mm.
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MO
• Para uma boa 
observação de material 
biológico é necessário 
que ele seja 
convenientemente 
preparado.
• Material: à fresco ou 
fixado (vivo ou morto)
• As técnicas de 
preparação variam com o 
material: corte, fixação, 
coloração
MO
• Corantes: hematoxicilina-eosina; eosina
• Microscópio eletrônico (ME): sua 
capacidade de aumento é de cerca de 
100.000 vezes.
• o LR é 0.2nm.
• Usa feixe de elétrons no lugar de luz.
Com o advento do microscópio: 
Um mundo de descobertas!
ME
ME
ME
• Para observação em ME, a amostra não pode 
ser conservada viva:
– Deve ser desidratada e conservada no vácuo.
– A coloração é um pouco diferente da MO, já que a 
amostra não será iluminada e sim atravessada por 
feixe de elétrons. Faz-se a impregnação da 
preparação com materiais que funcionem como 
anteparos para elétrons, como prata ou ósmio.
– Quanto maior a quantidade de corante fixo numa 
região, maior a quantidade de elétrons retidos, 
tornando o contorno equivalente na tela mais escuro.
ME
• As imagens obtidas em ME são geralmente em 
preto e branco, mas podem ser coloridas 
posteriormente com ajuda de programas de 
computador.
• Outra etapa importante é o corte, pois o poder 
de penetração dos feixes é muito pequeno.
– Os cortes devem ter espessuras da ordem de 0,05m
– Uso de lâminas de vidro ou diamante.
ME
Microscopia eletrônica de transmissão 
mostrando uma mitocôndria.
Microscopia eletrônica de varredura mostrando a 
penetração do óvulo no espermatozoide
Imagens do MO, MET e MEV
Organização Biológica
• Os seres vivos apresentam diferentes 
níveis de organização celular:
– Organismos unicelulares: compostos por 
uma única célula, capaz de realizar todas as 
funções vitais. 
Organização Biológica
• Os seres vivos apresentam diferentes 
níveis de organização celular:
– Organismos pluricelulares: organismos 
complexos.
Ex.: neurônios
Organização Estrutural das células
• As células apresentam uma grande 
diversidade morfológica e funcional.
• Existem dois tipos básicos de células: 
PROCARIONTE e EUCARIONTE
Bioquímica da Célula
PROCARIONTES
Proto = Primitivo
Cario = Núcleo
Ontos = Ser
EUCARIONTES
Eu = Verdadeiro
Cario = Núcleo
Ontos = Ser
Organização Estrutural das células
• Células Procariontes: células mais 
simples, sem núcleo organizado e sem a 
maioria das estruturas celulares.
– Estão representadas pelas bactérias e 
cianobactérias: Reino Monera
• Células Eucariontes: células com uma 
estrutura mais complexa, apresentando 
núcleo organizado e organelas celulares.
– Estão representadas pelos demais seres vivos: 
Reino Plantae, Animalis, Protista e Fungi
CÉLULA PROCARIÓTICA
Ácido nucléico 
Citoplasma
Membrana plasmática
Ribossomos Parede Celular
Bicamada lipídica
Hialoplasma = líquido 
gelatinoso - água
Controle das 
atividades celulares
Organela não-membranosa 
= síntese de proteínas confere proteção e 
sustentação às células
TIPOS CELULARES
• Existem dois tipos básicos de células: PROCARIONTE e 
EUCARIONTE
Célula Procarionte: sem carioteca Célula Eucarionte: presença de carioteca39
Diferenças entre:
CÉLULA PROCARIÓTICA:
 sem membrana nuclear;
 ausência de organelas com membranas;
 a fotossíntese e a respiração 
celular ocorre em membranas;
 Indivíduos procarióticos são unicelulares,
 sendo estes: as bactérias, cianofíceas, 
micoplasmas, e clamídias. Alguns destes 
indivíduos, como as cianofíceas, apresentam 
pigmentos responsáveis pela fotossíntese. 
CÉLULA EUCARIÓTICA:
• núcleo com membrana nuclear
e nucléolo;
• grande variedades de organelas
com membranas;
• a fotossíntese ocorre nos
cloroplastos e
• a respiração celular ocorre 
nas mitocôndrias.
• animais, vegetais, fungos e 
protozoários. 
CÉLULA EUCARIÓTICA
SÃO TODAS AS CÉLULAS CUJOS CONSTITUINTES 
DO NÚCLEO ENCONTRAM-SE SEPARADOS DO 
RESTO DA CÉLULA POR UMA MEMBRANA –
MEMBRANA NUCLEAR OU CARIOTECA
AS CÉLULAS EUCARIÓTICAS DIVIDEM-SE EM:
 CÉLULAS EUCARIÓTICAS VEGETAIS
 CÉLULAS EUCARIÓTICAS ANIMAIS
Estruturas das células eucarióticas
Basicamente, uma célula é formada por três partes:
Membrana plasmática: bicamada lipídica que envolve a célula;
Citoplasma: região que fica entre a membrana e o núcleo, 
localizam-se as organelas celulares;
Núcleo: estrutura que controla as atividades celulares.
Membrana celular
• A membrana celular também denominada membrana 
plasmática, citoplasmática ou plasmalema, é invisível ao 
microscópio óptico e limita exteriormente o citoplasma, 
separando o meio intracelular do meio extracelular.
• Regula as trocas de substâncias entre os dois meios e 
mantém a integridade da célula.
Membrana celular
É um filme muito fino de lipídeos e de proteínas 
mantidas juntas principalmente por interações não 
covalentes
Citoplasma
• O citoplasma é limitado pela membrana 
celular e tem aspecto de uma massa 
semifluida, o hialoplasma, na qual se 
encontram dispersos diversas organelas.
Núcleo 
• Rodeado pelo citoplasma e
delimitado pelo invólucro nuclear.
• Este possui poros, que permitem a
comunicação entre onúcleo e o
citoplasma.
• No interior do núcleo há um líquido – nucleoplasma –
cromatina, material genético (DNA).
• As diferentes substâncias que compõem a célula são
chamadas, em conjunto, de protoplasma.
• Esse protoplasma é formado, em sua maior parte, por
cinco substâncias básicas: água, eletrólitos, proteínas,
lipídios e carboidratos.
Água. O principal meio líquido da célula é a água, presente
em concentrações que variam entre 75 e 85%.
Muitas substâncias químicas celulares estão dissolvidas na
água, enquanto outras ficam em suspensão, sob forma
particulada.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
Proteínas. Após a água, a substância mais abundante na
maioria das células é a proteína que, normalmente,
representa de 10 a 20% da massa celular. Essa proteína
pode ser dividida em duas classes distintas:
• as proteínas estruturais
• as proteínas globulares
Eletrólitos. Os eletrólitos mais importantes da célula são o
potássio, o magnésio, o fosfato, o sulfato, o bicarbonato, e
pequenas quantidades de sódio, cloreto e cálcio.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
 atuam no mecanismo contrátil de todos os músculos.
 Contudo, outros desses filamentos também ocorrem organizados nos
microtúbulos que formam os "citoesqueletos" de organelas como os cílios e o
fuso mitótico das células em mitose.
 No ambiente extracelular, as estruturas fibrilares aparecem nas fibras de
colágeno e elásticas do tecido conjuntivo, dos vasos sanguíneos, dos tendões,
ligamentos etc.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
•2) As proteínas globulares em geral, podem ser moléculas proteicas únicas
ou, agregado de poucas moléculas, tendo forma globular.
• Essas proteínas são, em sua maioria, as enzimas celulares e são com muita
frequência, solúveis nos líquidos das células ou são parte ou aderem a
estruturas membranosas no interior das células.
• As enzimas entram em contato direto com outras substâncias no interior
celular, quando catalisam as reações químicas.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
Lipídios: os tipos mais importantes dos lipídios são os fosfolipídios e o
colesterol, (cerca de 2% da massa celular total).
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
A importância especial 
dos fosfolipídios e do 
colesterol é a de que 
são quase insolúveis 
em água e, portanto 
são usados na 
formação de barreiras 
membranosas, 
separadoras dos 
diversos 
compartimentos 
intracelulares.
Algumas células contêm grandes quantidades de triglicerídeos.
Nas chamadas células adiposas, os triglicerídeos representam, muitas vezes,
até 95% da massa celular.
A gordura armazenada nessas células representa o principal
depósito de nutriente armazenador de energia que pode ser
mobilizado e utilizado como energia sempre que o corpo
necessitar.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
Carboidratos. Em geral, os carboidratos têm
pequena participação no funcionamento
estrutural da célula, exceto como parte das
moléculas de glicoproteínas.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
mas têm participação fundamental na nutrição 
celular. 
Na maioria das situações, a célula armazena pequena quantidade
de carboidrato, sob forma de glicogênio, um polímero insolúvel
da glicose e que pode ser rapidamente utilizado para suprir as
necessidades energéticas da célula.
A maioria das células humanas não mantém grandes depósitos de carboidratos.
Contudo, o carboidrato, sob forma de glicose, sempre está presente no líquido
extracelular circundante, de modo a ser facilmente disponível para a célula.
ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA
A ESTRUTURA FÍSICA DA CÉLULA
A célula não é, simplesmente, um saco cheio de líquido, enzimas e substâncias
químicas; também contêm estruturas físicas, extremamente organizadas, muitas
delas chamadas organelas, e a natureza física de cada uma delas é tão importante
para o funcionamento celular como o são seus constituintes químicos.
Em essência, todas as organelas celulares são revestidas por
membranas, formadas, em sua maior parte, por lipídios e proteínas.
Organelas:
AS ESTRUTURAS MEMBRANOSAS DAS CÉLULAS
Organelas com 
membrana
Organelas sem 
membrana
 Reveste inteiramente toda a célula,
 é uma estrutura muito delgada e elástica, com espessura
entre 7,5 e 10 nanômetros.
 É formada quase que exclusivamente por proteínas e
lipídios.
 Sua composição aproximada é :
 55% de proteínas,
 25% de fosfolipídios,
 13% de colesterol,
 4% de outros lipídios e
 3% de carboidratos.
MEMBRANA CELULAR
Os lipídios dessas membranas formam barreiras
que impedem o livre deslocamento da água e
das substâncias solúveis em água entre os
diferentes compartimentos da célula.
As proteínas penetram através de toda a
espessura dessas membranas permitindo a
passagem de substâncias específicas através
dessas membranas. Algumas proteínas das
membranas são enzimas que catalisam muitas
reações químicas diferentes.
MEMBRANA CELULAR
MEMBRANA PLASMÁTICA
• Funções:
– Individualidade a cada célula;
– Forma ambientes únicos e especializados;
– Troca de informações com o meio;
– Movimento;
– Reconhecimento celular;
– Aderência celular;
– Permeabilidade seletiva.
A estrutura básica da membrana celular é uma bicamada
lipídica, que é uma película delgada de lipídios, com a
espessura de duas moléculas, contínua por sobre toda a
superfície celular. Dispersas nessa película lipídica,
existem moléculas de proteínas globulares.
MEMBRANA CELULAR
LIPÍDEOS
A bicamada lipídica é formada quase
que inteiramente por fosfolipídios e
colesterol.
Parte dessas moléculas é solúvel em
água, isto é, hidrofílica, enquanto
outra parte só é solúvel em gordura,
isto é, hidrofóbica.
MEMBRANA CELULAR
LIPÍDEOS
Existem proteínas que flutuam na bicamada lipídica, a maioria das quais é formada
por glicoproteínas.
São encontrados dois tipos de proteínas:
• as proteínas integrais = atravessam toda a espessura da membrana,
• as proteínas periféricas = apenas presas à superfície da membrana sem
atravessá-la.
MEMBRANA CELULAR
PROTEÍNAS
CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
Retículo Endoplasmático
• Sistema de sáculos, vesículas e canalículos, 
envolvido na síntese de proteínas, lipídios e 
hormônios.
• Também intervém no transporte de proteínas e 
outras substâncias.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
• Pode ser de 2 tipos:
• Retículo endoplasmático rugoso – tem a função de síntese
protéica;
• Retículo endoplasmático liso – tem a função de sintetizar lipídeos
e hormônios esteróides.
• O espaço no interior dos túbulos e das vesículas é cheio com a
matriz endoplasmática
Existem, fixadas à superfície externa de muitos trechos do retículo
endoplasmático, pequenas partículas granulares, denominadas ribossomas. Nas
regiões do retículo endoplasmático onde isso ocorre, esse retículo é chamado de
retículo endoplasmático granular ou rugoso.
Os ribossomas são formados por ácido ribonucléico (RNA) e de proteínas. Atuam
na síntese de proteínas pelas células.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO E O RIBOSSOMO
O retículo endoplasmático liso não
tem ribossomas fixados a ele.
Atua na síntese de substâncias
lipídicas e de muitos outros
processos enzimáticos das células.
Cada ribossomo compõem-se de duas subunidades de tamanhos e densidades
diferentes. Encontram-se dispersos no citoplasma ou aderidos a membrana do
retículo endoplasmático rugoso.
RIBOSSOMOS
• São chamadas de "usinas" celulares.
• Sem elas, as células seriam incapazes de extrair
quantidades significativas de energia dos nutrientes e do
oxigênio, e, como consequência, para todos os efeitos
práticos, cessaria todo o funcionamento celular.
MITOCÔNDRIAS
• Essas organelas são
encontradas disseminadas por
quase todo o citoplasma, mas
ficam concentradas nas regiões
celulares que são responsáveis
pela maior fração de seu
metabolismo energético.
 A estrutura básica da mitocôndria é formada, em sua maior parte,por duas
membranas de dupla camada lipídica: uma membrana externa e outra
membrana interna.
 Muitas pregas da membrana interna formam as cristas, sobre as quais ficam
presas enzimas oxidativas.
MITOCÔNDRIAS
 A cavidade interna de cada
mitocôndria é preenchida por
uma matriz que contém grande
quantidade de enzimas
dissolvidas, que são
necessárias para a extração de
energia dos nutrientes.
As enzimas atuam em associação com as enzimas oxidativas das cristas, para
produzirem a oxidação dos nutrientes, resultando na formação de CO2 e H2O. A
energia liberada é utilizada na síntese de substância com alta energia, ATP.
MITOCÔNDRIAS
o ATP é transportado para 
fora da mitocôndria, 
difundindo-se por toda a 
célula e liberando sua 
energia sempre e onde for 
necessário para a 
execução das funções 
celulares.
As mitocôndrias são auto-replicativas, o que significa que uma
mitocôndria pode dar origem a uma segunda, a uma terceira, e
assim por diante, sempre que houver necessidade celular de
quantidades aumentadas de ATP.
Na verdade, as mitocôndrias contêm ácido desoxirribonucléico
(DNA) semelhante ao encontrado no núcleo.
MITOCÔNDRIAS
APARELHO DE GOLGI
Conjunto de cisternas achatadas (sáculos) e vesículas, que 
intervêm em fenômenos de secreção.
APARELHO DE GOLGI
O aparelho de Golgi é um amontoado de sacos achatados e
delimitados por membranas. Recebe frequentemente vesículas
provenientes do RER.
As substâncias são transferidas do retículo endoplasmático para o
aparelho de Golgi. As substâncias transferidas são, em seguida,
processadas no aparelho de Golgi, para formar lisossomas, vesículas
secretórias ou outros componentes citoplasmáticos.
Lisossomas
o Uma enzima hidrolítica é capaz de degradar um composto orgânico em
dois ou mais componentes. Por exemplo, a proteína é hidrolisada para
formar aminoácidos, enquanto o glicogênio é hidrolisado para formar
glicose.
o Mais de 50 hidrolases ácidas já foram identificadas nos lisossomas, e as
principais substâncias que essas organelas podem hidrolisar são as
proteínas, os ácidos nucléicos, os lipídios e o glicogênio.
o Comumente, a membrana que envolve o lisossoma impede que as
enzimas hidrolíticas de seu interior entrem em contato com as outras
substâncias no interior celular.
LISOSSOMAS – Enzima hidrolítica
São semelhantes aos lisossomas, mas diferem deles por dois aspectos
importantes:
 primeiro, admite-se que sejam formados pelo retículo endoplasmático liso, e não
pelo aparelho de Golgi;
 segundo, as enzimas em seu interior são oxidases, e não hidrolases.
Diversas dessas oxidases são
capazes de combinar o oxigênio com
o íon hidrogênio para formar peróxido
de hidrogênio (H2O2).
PEROXISOSSOMAS
NÚCLEO
Presentes nas células 
eucariontes.
Controla todas as 
funções celulares.
Local onde se encontra o 
material genético e os 
cromossomos.
Possui parede dupla e 
cheia de poros.
Pode conter um ou mais 
nucléolos.
É, com frequência, denominado membrana nuclear. Contudo é, na
verdade, formado por duas membranas distintas, uma por dentro da
outra.
A membrana externa é contínua com o retículo endoplasmático, e o
espaço entre as duas membranas nucleares também é contínuo com o
compartimento no interior do retículo endoplasmático.
ENVELOPE NUCLEAR
Os núcleos da maioria das células contêm uma ou mais estruturas, chamadas
nucléolos.
O nucléolo não apresenta membrana limitante.
É uma estrutura que contém grande quantidade de RNA e de proteínas.
O nucléolo fica muito aumentado quando a célula está sintetizando ativamente
proteínas.
NUCLÉOLO
Os genes sintetizam o RNA e o armazenam
no nucléolo, depois que se condensa para
formar as subunidades granulares dos
ribossomas, são transportadas através dos
poros da membrana nuclear até o
citoplasma, onde se agregam para formar os
ribossomas maduros que desempenham
papel fundamental na formação de proteínas,
tanto no citoplasma como em associação
com o retículo endoplasmático.
SISTEMAS FUNCIONAIS DAS CÉLULAS
Membrana celular