Aulas 2 e 3 - 2013.2 Classificação e composição das celulas

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AULA 2
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
A Biologia é uma ciência muito ampla, que se preocupa em estudar todos os seres vivos e compreender os mecanismos que regem a vida. Esse estudo pode ser feito em vários níveis de organização, desde o molecular até o nível das relações entre os seres vivos, e entre eles e o mundo não-vivo.
Esquema dos níveis de organização 
Célula
Tecido
Órgão
Sistema
Organismo
População
Comunidade
Ecossistema
Biosfera
CLASSIFICAÇÃO DAS CÉLULAS
Ciclo de vida das células
Lábeis- ciclo de vida curto;alto potencial de reposição. Ex.: hemácias, espermatozóides e óvulos.
Estáveis- podem durar a vida toda e só se dividem, originando outras, se for preciso. Ex.: ossos e fígado.
Permanentes (Perenes)- dividem-se apenas durante a formação do embrião. Ex.: células do coração e neurônios. 
Tipos de células quanto a estrutura celular
Células procarióticas
Células sem núcleo organizado; material nuclear(nucleóide) disperso pelo citoplasma.
Seres formados por essas células são SERES PROCARIONTES.
Representantes: Reino Monera (BACTÉRIAS e CIANOBACTÉRIAS)
Tipos de células quanto a estrutura celular
Células eucarióticas
 Células com núcleo organizado; material nuclear envolvido pela membrana nuclear (carioteca). 
 Seres formados por essas células são SERES EUCARIONTES.
 Representantes:Todos os seres dos outros reinos (PROTISTA, FUNGI,ANIMAL E VEGETAL) 
Comparação entre célula animal e célula vegetal
CÉLULA ANIMAL
CÉLULA VEGETAL
Diferenças entre células vegetais e animais
Características
Célula vegetal
Célula animal
Centríolos
Ausentes
Presentes
Peroxissomos
Ausentes ou raros
Presentes
Complexo de Golgi
Vesículas isoladas
Vesículas empilhadas
Cloroplastos
Presentes
Ausentes
Vacúolos
Maiores
Menores
Plasmodesmos
Presentes
Ausentes
Parede celular
Presentes
Ausentes
Reserva
Amido
Glicogênio
OS REINOS VIVOS
REINO MONERA-seres unicelulares, procariontes, isolados ou coloniais, autótrofos (por fotossíntese ou quimiossíntese) ou heterótrofos.
REINO PROTISTA-seres unicelulares, eucariontes, isolados ou coloniais, podendo ser autótrofos fotossintetizantes (algas) ou heterótrofos (protozoários). Estes últimos nutrem-se por ingestão de alimentos.
REINO FUNGI-seres uni ou pluricelulares, eucariontes, heterótrofos, nutrindo-se por absorção dos alimentos.
REINO PLANTAE-organismos pluricelulares, eucariontes, autótrofos fotossintetizantes. Compreendem as algas pluricelulares, as briófitas, as pteridófitas, as gimnospermas e as angiospermas. 
REINO ANIMALIA-organismos pluricelulares, eucariontes, heterótrofos, nutrindo-se geralmente por ingestão de alimentos. Compreende os animais, desde os mais simples (poríferos) até os mais complexos (mamíferos). 
Diferenciação Celular ou Especialização Celular
Depois da fecundação, a célula-ovo começa a sofrer o seu processo de segmentação (divisão), originando várias células-filhas (BLASTÔMEROS)
Numa fase mais adiantada, as células começam a sofrer modificações ou especializações, tanto na sua estrutura como nas suas funções. Sabemos que a forma da célula está diretamente relacionada com a função.
Estas diferenciações ou modificações ocorrem em toda a estrutura física, química e fisiológica da célula. Isto se deve à presença de substâncias indutoras ainda não bem esclarecidas.
DIFERENCIAÇÃO CELULAR- é um processo de desenvolvimento pelo qual uma célula ou um tecido não-especializado sofre modificações progressivas no sentido de tornar-se mais especializado.
Tipos de células quanto à diferenciação
Diferenciadas-são as células especializadas. Ex.: neurônios,fibras musculares estriadas cardíacas e esqueléticas. Tais células são altamente especializadas.
Indiferenciadas ou Totipotentes-são células não especializadas. Ex.: célula-ovo ou zigoto; células embrionárias.
Desdiferenciadas-células diferenciadas que voltaram a ser indiferenciadas. Ex.:Células cancerosas, as células do meristema secundários dos vegetais responsáveis pelo crescimento espessural da raiz e do caule, principalmente.
OBS.: Quanto mais especializada é a célula, menor é a sua capacidade de reprodução e de regeneração. 
Aula 03
Composição química da célula
Os componentes químicos são semelhantes em todos os seres vivos, podendo ser divididos em dois grandes grupos.
Substâncias inorgânicas:água e sais minerais.
Substâncias orgânicas: carboidratos, lipídios, proteínas (enzimas) , vitaminas e ácidos nucléicos.
Algumas observações importantes:
No PASSADO, os químicos definiram substâncias orgânicas como sendo aquelas que só poderiam ser fabricadas e encontradas no interior dos seres vivos, enquanto as substâncias inorgânicas seriam encontradas também, fora dos seres vivos. Em 1928, Wöler conseguiu sintetizar, pela primeira vez, uma molécula orgânica em laboratório, a uréia (componente da urina) a partir de um composto inorgânico, o cianato de amônio. Tal feito tornou esses efeitos inadequados para os tempos atuais e sendo assim, MODERNAMENTE, consideramos substâncias orgânicas como sendo aquelas cuja estrutura molecular está fundamentada em uma cadeia de carbonos. 
Composição química básica de uma célula
Principais elementos que compõem as substâncias celulares (96%)- oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio. Elementos essenciais para a manutenção do equilíbrio do metabolismo celular (homeostasia)- sódio, potássio, cálcio, fósforo, ferro, magnésio, enxofre e flúor.
Principais substâncias :
ÁGUA ------------------------------------------65%
SAIS MINERAIS -------------------------------4%
PROTEÍNAS ------------------------------------14%
LIPÍDIOS ---------------------------------------8%
CARBOIDRATOS -------------------------------5%
ÁCIDOS NUCLÉICOS --------------------------3%
OBS.: Estas porcentagens são características dos animais, podendo variar a depender da natureza dos organismos. 
Substâncias inorgânicas
ÁGUA
Componente mais importante no interior das células.
Variação do teor de água:
ESPÉCIE
seres humanos
70%
água-viva
90%
Idade
recém-nascidos
80%
humanos idosos
60%
Metabolismo
dentina
12%
neurônios
70%
Funções da água
Solvente- todos os componentes químicos das células encontram-se dissolvidos em água e ela é o solvente dos líquidos orgânicos (sangue, líquor, substâncias intercelulares).
Transporte- transporta substâncias através das membranas, auxiliando a comunicação entre o meio intracelular e o extracelular.
Participa das reações de hidrólise e é, geralmente produto das reações de síntese.
Mantém estável a temperatura dos seres homeotermos.
É importante na manutenção da estabilidade dos colóides. 
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES 
O teor de água de um organismo não pode variar muito, sob pena de levá-lo à morte. Ex.:mamíferos- desidratação de 10% já é fatal.
A água não é obtida apenas pela ingestão de água, ou outros líquidos, e alimentos. È também obtida através da respiração e das reações de síntese de proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos.
Substâncias que se dissolvem na água: hidrofílicas; substâncias que não se dissolvem na água: hidrofóbicas. 
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES 
A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula:
		 Neurônio – 80% de água
Célula óssea – 50% de água
METABOLISMO: É o conjunto de processos físicos e de reações que ocorrem em um sistema vivo e resulta na montagem ou quebra de moléculas complexas. É constituído por reações:
 
 Anabólicas = Reações de síntese, Absorvem energia (fotossíntese);
 
 Catabólicas= Reações de degradação, Liberam energia (respiração)
				
Substâncias inorgânicas
SAIS MINERAIS
Envolvem:carbonatos, nitratos, cloretos, fosfatos, sulfatos e iodetos de sódio, potássio, cálcio, magnésio e outros. 
Existem de duas formas:
Imobilizados (estruturas esqueléticas- ex.:fosfato de cálcio)
Dissolvidos em água (forma de íons).Como íons
exercem as funções de:
Catalisadores: o íon Ca++ promove a contração muscular, a sinapse nervosa e a coagulação sangüínea.
Mediadores do mecanismo osmótico.
Manutenção da polarização da membrana plasmática.
Atuação como íons tampões, para a manutenção do pH do meio intracelular.
Principais sais minerais
Cálcio- forma dentes e ossos;atua no funcionamento dos músculos e nervos e na coagulação sangüínea.
Sódio- ajuda no equilíbrio dos líquidos do corpo e no funcionamento dos nervos e das membranas das células.
Cloro- age junto com o sódio e forma o ácido clorídrico do estômago.
Potássio- age com o sódio no equilíbrio de líquidos e no funcionamento dos nervos e das membranas.
Ferro- forma a hemoglobina, que ajuda a levar oxigênio e atua na respiração celular.
Iodo- faz parte dos hormônios da tireóide, que controlam a taxa de oxidação da célula e o crescimento.
Substâncias orgânicas
CARBOIDRATOS (hidratos de carbono, glicídios, açúcares).
(CH2O)n
Fornecem energia para o metabolismo celular
Substâncias orgânicas
 Formados por: C, H, O e, eventualmente, S e N.
Funções:
Fonte de energia(basicamente);
Estrutural (celulose e quitina).
Classificação:
MONOSSACARÍDEOS- açúcares simples que não se quebram por hidrólise;são diretamente aproveitados pelo organismo e facilmente se difundem por eles.
 Fórmula geral: Cn(H2O)n
Monossacarídeos
Classificação de acordo com o número de carbonos;
TRIOSES- cadeia com 3 carbonos;
TETROSES- cadeia com 4 carbonos;
PENTOSES- cadeia com 5 carbonos;
HEXOSES- cadeia com 6 carbonos;
HEPTOSES- cadeia com 7 carbonos.
Mais importantes: Pentoses (ribose e desoxirribose) e hexoses (glicose, frutose e galactose).
GLICOSE = DEXTROSE
FRUTOSE = LEVULOSE
Monossacarídeos
Fórmula geral: Cn (H2O)n
Trioses C3H6O3
Tetroses C4H8O4
Pentoses C5H10O5 – Ribose
 C5H10O4 – Desoxirribose
Hexoses C6H12O6 – Glicose
 Frutose
 Galactose
Monossacarídeos
RIBOSE E DESOXIRRIBOSE
São constituintes dos ácidos nucléicos RNA e DNA respectivamente.
ribose
Monossacarídeos
GLICOSE
 Sintetizada durante a fotossíntese
 Representa a única fonte de energia de neurônios e hemácias
 Encontrado no mel, açúcar, frutas e sangue.
Monossacarídeos
GLICOSE
 Sintetizada durante a fotossíntese
 Representa a única fonte de energia de neurônios e hemácias
 Encontrado no mel, açúcar, frutas e sangue.
OLIGOSSACARÍDEOS- formados por dois a dez monossacarídeos. Mais importantes: DISSACARÍDEOS.
São eles:
SACAROSE= glicose + frutose (cana-de açúcar).
LACTOSE= glicose + galactose (leite).
MALTOSE= glicose+ glicose (vegetais).
OBS.:São solúveis em água e, para serem aproveitados pelo organismo, devem ser quebrados, por hidrólise, em duas moléculas de monossacarídeos.
OLIGOSSACARÍDEOS- formados por dois a dez monossacarídeos. Mais importantes: DISSACARÍDEOS.
Sacarose: Formado pela união de glicose e frutose
 Encontrado na cana de açúcar 
OLIGOSSACARÍDEOS- formados por dois a dez monossacarídeos. Mais importantes: DISSACARÍDEOS.
Lactose: Formado pela união de glicose e galactose
É encontrado no leite
OLIGOSSACARÍDEOS- formados por dois a dez monossacarídeos. Mais importantes: DISSACARÍDEOS.
Maltose: Formado pela união de duas moléculas de glicose
Encontrado no malte
Polissacarídeos
Açúcares formados pela ligação de vários monossacarídeos entre si. Não são solúveis em água e são quebrados em vários monossacarídeos por hidrólise.
Classificação:
Energéticos: GLICOGÊNIO (reserva animal) e AMIDO (reserva vegetal)
Estruturais: CELULOSE e QUITINA
Polissacarídeos
Energéticos:AMIDO (reserva vegetal)
É um polímero de glicose (+ de 1400 moléculas de glicose)
Reserva energética vegetal
Encontrado em frutos, sementes, caules e raízes
Detectado pelo corante à base de iodo denominado Lugol.
Polissacarídeos
Polissacarídeos: cadeias de monossacarídeos
 Amido Glicogênio
Polissacarídeos
Energéticos: GLICOGÊNIO (reserva animal) Formado por cerca de 30.000 moléculas de glicose
Polissacarídeo de reserva energética animal e de fungos
Em animais é encontrado principalmente no fígado e nos músculos 
Lipídios
São compostos caracterizados pela insolubilidade em água e solubilidade em solventes orgânicos como éter, álcoois e clorofórmio.
São muito abundantes nos organismos vivos; formados pela ligação entre ácidos graxos e álcoois.
Lipídios
UTILIZAÇÃO DOS LIPÍDEOS
            São vários os usos dos lipídios: 
            - Alimentação, como óleos de cozinha, margarina, manteiga, maionese;
             - Produtos manufaturados: sabões, resinas, cosméticos, lubrificantes. 
            Combustíveis alternativos, como é o caso do óleo vegetal transesterificado que corresponde a uma mistura de ácidos graxos vegetais tratados com etanol e ácido sulfúrico que substitui o óleo diesel, não sendo preciso nenhuma modificação do motor, além de ser muito menos poluente e isento de enxofre.
Funções dos Lipídios 
Estruturação da membrana plasmática
Membrana celular lipoproteica
Funções dos Lipídios
▪ Reserva de energia
Podem funcionar como combustível alternativo à glicose, pois são os compostos bioquímicos mais calóricos em para geração de energia metabólica através da oxidação de ácidos graxos; 
            
 - As gorduras (triacilgliceróis), devido à sua função de substâncias de reserva, são acumuladas principalmente no tecido adiposo, para ocasiões em que há alimentação insuficiente. A reserva sob a forma de gordura é muito favorável a célula por dois motivos: 
 • As gorduras são insolúveis na água e portanto não contribuem para a pressão osmótica dentro da célula, e 
 • As gorduras são ricas em energia; na sua oxidação total são liberados 38,13kJ/g de gordura.
Funções dos Lipídios
▪ Isolamento 
- Oferecem isolamento térmico, elétrico e mecânico para proteção de células e órgãos e para todo o organismo (panículo adiposo sob a pele), o qual ajuda a dar a forma estética característica;
Funções dos Lipídios
▪ Dão origem a moléculas mensageiras, como hormônios (esteróides), etc 
colesterol
anabolizantes
Funções dos Lipídios
▪Auxiliam na absorção de vitaminas lipossolúveis (A, D, E e k). 
Classificação dos lipídios
Tipos de lipídios
EXEMPLOS
PAPEL BIOLÓGICO
SIMPLES
Óleos e gorduras (glicerídeos)
Reserva energética de animais e vegetais Nas aves e mamíferos- isolante térmico.
SIMPLES
CERAS
Impermeabilização de superfícies sujeitas à desidratação.
COMPOSTOS
Fosfolipídios
Ocorrem: tecido nervoso e m. plasmáticas.
ESTERÓIDES
COLESTEROL
Compõem as m. plasmáticas origina outros esteróides.
ESTERÓIDES
Testosterona
Progesterona
Estradiol
Hormônios relacionados com atividade sexual, caracteres sexuais e gravidez.
Tipos de lipídeos SIMPLES
 Glicerídeos ou Triglicerídeos
Ceras
Tipos de lipídeos SIMPLES
Aminoácidos
Os aminoácidos se combinam uns com os outros para formar as cadeias polipeptídicas (ligação peptídica).
Aminoácidos - Classificação
- Aminoácidos não essenciais: São aqueles os quais o corpo humano pode sintetizar:
alanina, asparagina,cisteína, glicina, glutamina, prolina, tirosina, ácido aspártico, ácido glutâmico, serina
- Aminoácidos essenciais: São aqueles que não podem ser produzidos pelo corpo humano. Dessa forma, são somente adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais: arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, histidina e valina.
Proteínas - Definição
• São moléculas formadas por imensas cadeias de aminoácidos.  
• Ocorrem todo corpo: músculos, ossos, pele, cabelo e virtualmente qualquer órgão ou tecido.
• Participam do funcionamento do corpo basicamente de duas formas como componentes:
 1) Estruturais: formando estruturas como ossos, músculo e pele.
2) Funcionais: como enzimas que catalisam as reações químicas do organismo.
PROTEÍNAS
Substâncias orgânicas mais abundantes e mais importantes no organismo.
Formadas por aminoácidos.
Moléculas que apresentam um grupamento ácido e um grupamento amina ligados a um mesmo átomo de carbono. Encontra-se ligado, também, a este mesmo átomo de carbono, um átomo de hidrogênio e um radical.É justamente este radical que diferencia um aminoácido de outro.
Existem vinte tipos de aminoácidos diferentes formando inúmeros tipos de proteínas diferentes. 
Funções das proteínas
Defesa (anticorpos);
Estrutural;
Hormonal (insulina e glucagon);
Enzimática.
Funções das proteínas
Defesa: Existem células no organismo capazes de reconhecer proteínas estranhas que são chamadas de antígenos. Antígenos são substâncias que não são reconhecidas pelo sistema imunológico como próprio do corpo. Um antígeno pode ser uma bactéria ou um fragmento dela, um vírus ou até uma substância qualquer. 
Funções das proteínas
Estrutural: São proteínas que servem para dar firmeza e proteção à organismos. Um exemplo muito comum deste tipo de proteína é o colágeno, altamente encontrado em cartilagem e tendões, sendo bastante resistente à tensão. Unhas  e cabelos são formados, basicamente, por queratina, um outro tipo de proteína estrutural. 
Funções das proteínas
 Hormonal: Muitos hormônios de nosso organismo são de natureza protéica. Resumidamente, podemos caracterizar os hormônios como substâncias elaboradas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos.
Exemplo:Insulina, hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue).
Funções das proteínas
 Enzimática: Toda enzima é uma proteína. São capazes de catalisar reações bioquímicas. As enzimas não reagem, são reutilizadas (sempre respeitando o sítio ativo) e são específicas.
As enzimas reduzem a energia de ativação das reações químicas. A função da enzima depende diretamente de sua estrutura. São proteínas altamente especializadas e com atividade catalítica. 
Ex: Lipases são enzimas que atuam sobre lipídeos, catalizando alguma reação química que estas moléculas possam sofrer. No sistema digestivo humano, ela tem como função, basicamente, transformar lipídeos (Gorduras) em ácidos graxos e glicerol, isto ocorre quando o pâncreas libera um suco que contém várias enzimas, uma delas é a lipase, no intestino delgado. 
ENZIMAS
São de natureza protéicas que agem como catalisadores na indução de reações químicas que, dificilmente, ocorreriam sem sua participação.
Função: tornam possíveis, na temperatura natural do corpo, reações que naturalmente exigiriam altíssimas temperaturas; estimulam as reações mas não fazem parte delas (apresenta-se sempre intacta, inalterada).
Observação importante enzimas:
Algumas enzimas necessitam da presença de uma
 coenzima para se tornarem ativas. A coenzima é uma substância
não protéica, que trabalha com a enzima para que ocorra a reação.
PARTE PROTÉICA: APOENZIMA.
APOENZIMA + COENZIMA = HOLOENZIMA
 
PROPRIEDADES DE UMA ENZIMA
Exclusividade de substrato- cada enzima age especificamente sobre determinado substrato, não tendo qualquer atividade sobre outro (chave-fechadura).
Reversibilidade de ação- A mesma enzima que, numa circunstância, desencadeia a reação dos compostos A e B, originando o composto C, noutra circunstância faz a reação de decomposição do composto C em A e B. 
Ação proporcional à temperatura- ponto ótimo em torno de 37°C a 40°C. Temperatura elevada excessivamente: enzima desnaturada (desorganiza sua estrutura e perde suas propriedades).
Ação proporcional à concentração de substrato-há também um “ponto ótimo” a partir do qual, ainda que se aumente a quantidade de substrato, a velocidade não mais aumentará. 
Ação do pH-cada enzima tem seu ótimo de atividade em determinado pH (ph ótimo). Qualquer alteração no pH do meio pode provocar desnaturação e conseqüente inativação da enzima. 
Enzima catalisando uma reação
VITAMINAS
Alimentos reguladores-controlam várias atividades da célula e funções do corpo.
VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS:dissolvem-se bem em gordura e são encontradas associadas a gorduras no leite, no queijo, na gema do ovo, na carne , no fígado- A, D , E e K.
VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS:dissolvem-se bem em água sendo encontradas , geralmente, em vegetais(exceto a B12- exclusiva de alimentos animais)- C e complexo B(B1, B2, B6, B12,niacina, ácido fólico, biotina e ácido pantotênico. 
Vitaminas
Vitaminas
Deficiências
A- Retinol
Problemas de visão(cegueira noturna), pele seca e escamosa.
D-Calciferol
Crianças-raquitismo;
adultos- enfraquecimento dos ossos.
E-Tocoferol
Anemia e esterilidade.
K-Filoquinona
Ausência de formação de coágulos e hemorragias.
C-Ácidoascórbico
Escorbuto(lesões na mucosa intestinal com hemorragias,sangramento das gengivas, fraqueza).
B1-Tiamina
Beribéri(inflamação e degeneração dos nervos) insuficiência cardíaca, distúrbio mental.
B2-Riboflavina
Fissuras na pele, como rachaduras no canto da boca, anemia e fotofobia.
Vitaminas
B3-Niacina ou nicotinamida ou vitamina PP
Pelagra(lesões na pele, diarréia e distúrbios nervosos.
B5-Ácido pantotênico
Anemia,fadiga, formigamento nas mãos e pés.
B6-Piridoxina
Anemia, convulsões e contrações musculares involuntárias
B8ou H-Biotina
Inflamações na pele e distúrbios neuromusculares.
B9-Ácido fólico
Anemia, e em gestantes, má-formação do feto.
B12-Cobalamina
Anemia perniciosa, distúrbios do sistema nervoso e hemácias mal formadas.