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BASES MOLECULARES DA VIDA PROF. RAPHAEL RANGEL COMPONENTES DA CÉLULA OS ORGANISMOS VIVOS SAO COMPOSTOS POR SOMENTE UMA PEQUENA SELECAO DOS 92 ELEMENTOS QUE OCORREM NATURALMENTE, SENDO QUE APENAS QUATRO DELES – CARBONO (C), HIDROGÊNIO (H), NITROGENIO (N) E OXIGENIO (O) – PERFAZEM 96,5% DO PESO DE UM ORGANISMO, Compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos. LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO H F N O ESTABILIDADE Os componentes químicos da célula Inorgânicos: água e minerais. Orgânicos : ácidos nucléicos, carboidratos, lipídios e proteínas. Em termos de peso, as macromoléculas sao, sem duvida, as mais abundantes entre todas as moleculas que contem carbono presentes nas celulas vivas 8 Água Substância mais abundante dentro e fora do corpo dos seres vivos Formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, formando um ângulo de aproximadamente 105˚ (H2O) São moléculas polares => apresentam uma zona positiva (polo parcial positivo) e uma zona negativa (polo parcial negativo). TETRACLORETO DE CARBONO Água Substâncias que se dissolvem na água => hidrofílicas Substâncias que não se dissolvem na água => hidrofóbicas; Reações químicas dentro da célula: Reações de síntese por desidratação; Reações de quebra por hidrólise. Dissolver = “envolver” uma substância com moléculas de água SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE substância podem ser classificadas em: hidrofílicas: solúveis em água hidrofóbicas: insolúveis em água anfifílicas ou anfipáticas: a substância apresenta parte da molécula hidrofóbica e parte hidrofílica SOLUBILIDADE EM H2O Ex: ácido graxo, detergente, sabão etc. Hidrofílicas X Hidrofóbicas Exemplos: gasolina, petróleo, óleo diesel. Exemplos: açúcar, álcool e acetona. CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DA CÉLULA Água e Minerais Carboidratos Proteínas Lipídios Ácidos Nucléicos O segredo da vida! 18 COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA AS CÉLULAS SÃO FORMADAS POR BIOMOLÉCULAS, OU SEJA, MACROMOLÉCULAS DISTINTAS, COMO AS PROTEÍNAS, OS ÁCIDOS NUCLEICOS, OS LIPÍDEOS E OS CARBOIDRATOS. ESSAS MACROMOLÉCULAS SÃO COMPOSTAS BASICAMENTE DE CARBOMO, HIDROGÊNIO, OXIGÊNIO E NITROGÊNIO. A ÁGUA E OS ELETRÓLITOS FORMAM OS COMPONENTES INORGÂNICOS DA CÉLULA. SAIS MINERAIS Características Manutenção da pressão osmótica Manutenção do equilíbrio ácido-básico Co-fatores enzimáticos Mg Formação de ATP Pi Função reguladora e formação de ossos Ca Oligoelementos: Fe, I e outros Cl- Na+ e K+ Patologia Anemia Insuficiência Renal Crônica Doença óssea ou Osteoporose 20 Sais Minerais Sais Minerais PROTEÍNAS AS PROTEÍNAS SÃO MACROMOLÉCULAS COMPOSTAS POR AMINOÁCIDOS LIGADOS ENTRE SI FORMANDO CADEIAS POLIPEPTÍDICAS. SÃO AS BIOMOLÉCULAS MAIS ABUNDANTES NAS CÉLULAS, CONSTITUINDO 50% OU MAIS DE SEU PESO SECO. Os aminoácidos presentes nas PTN possuem: GRUPO NH2 (AMINO) GRUPO COOH (CARBOXILA) NAS CÉLULAS AS PROTEÍNAS PODEM SER: SIMPLES: APRESENTAM SOMENTE AMINOÁCIDOS EM SUA ESTRUTURA. CONJUGADAS: APRESENTAM UMA PARTE PROTEICA E UMA NÃO PROTEICA, CHAMADO DE GRUPO PROSTÉTICO. PROTEÍNAS/FUNÇÕES MORFOLOGIA CELULAR CATALISADORES DAS REAÇÕES QUÍMICAS CONTROLE DA PERMEABILIDADE CELULAR Regulação a concentração de metabólitos LIGAM A OUTRAS BIOMOLÉCULAS: TRANSPORTE Controle da expressão gênica 25 ÁCIDOS NUCLÉICOS Características Grandes biomoléculas: Nucleotídeos Tipos DNA e RNA DNA: Cromossomos contendo genes RNA: Síntese de proteínas 26 ÁCIDOS NUCLÉICOS BASES NITROGENADAS DNA GUANINA TIMINA ADENINA CITOSINA RNA URACILA LÍPIDEOS Os lipídeos celulares são compostos à base de carbono; na célula, podem constituir sua estrutura ou estar na forma de reserva nutritiva. São moléculas de cadeias carbônicas longas e possuem uma extremidade polar e uma apolar. Os principais lipídeos encontrados nas células são os ácidos graxos, que fazem parte das moléculas de triglicerídeos e fosfolipídeos, além do colesterol, que faz parte da membrana e é a base para formação de hormônios. Cabeça Polar Cauda Apolar Grupo Fosfato Glicerol Molécula Fosfolipídio ÁCIDOS GRAXOS Saturados: Possuem apenas ligações simples entre os átomos de carbono, o que significa que não tem disponibilidade para receber mais átomos de hidrogênio. Insaturados: Possuem uma ou mais ligações duplas entre os átomos de carbono, o que lhes permite receber átomos de hidrogênio na molécula. METABOLISMO LIPÍDICO Os lipídeos são compostos energéticos. Na falta de glicose a célula muda seu metabolismo, promovendo a oxidação dos lipídeos para a liberação de energia. Uma molécula lipídica fornece o dobro das calorias quando comparada a uma molécula de glicose. biomoléculas mais abundantes na natureza maior parte da ingestão calórica da maioria dos organismos fórmula geral é: [CH2O]n, daí o nome "carboidrato" ou "hidrato de carbono" Fonte de energia Reserva de energia Estrutural Matéria-prima para a biossíntese GLICOGÊNIO: Polissacarídeo de reserva da célula animal (fígado – manutenção da glicemia; e músculos – fornecimento energia exercício intenso). semelhante ao amido, mas possui um número bem maior de ligações , o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula Alto número de ramificações facilita a ação da enzima glicogênio fosforilase (do músculo e do fígado) liberando grandes quantidades de monossacarídeo rapidamente. QUEBRA DA LIGAÇÃO GLICOSÍDICA Digerida por a-amilases (enzimas que hidrolisam a ligação glicosídica) ptialina (ou amilase salivar): inicia a degradação dos carboidratos na boca dos mamíferos. glicogênio Célula do fígado: Hepatócito Substância de reserva ÁCIDOS NUCLÉICOS A bioquímica das células apresenta constituintes inorgânicos e orgânicos A água é o constituinte mais abundante Existem reservas de carboidratos e lipídios, mas não de proteínas Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois realizam funções vitais Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente todo o metabolismo celular 37
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