Biologia celular1 e 2

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Biologia celular
Sumário: Tipos de Organização Celular. Organitos e Estruturas Celulares. A célula. Unidade estrutural e funcional. Componentes celulares: estrutura e função. Células Procarióticas e eucariotas. Comparação entre célula vegetal e animal. 
Docentes: Prof. Rui Raimundo e Isolina Martins
A Célula
O entendimento dos processo biológicos está centrado na unidade fundamental da vida – a Célula, cuja existência era desconhecida até à invenção do microscópio. 
Schleiden e Schwann
A célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos (isto é, todos os seres vivos são constituídos por células, onde ocorrem os processos vitais); 
Todas as células provêm de células pré-existentes;
 a célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos.
Teoria Celular
Todos os seres vivos são compostos por células. Por esta razão, dizemos que a célula constitui a unidade básica da vida. 
Os organismos unicelulares são compostos por uma única célula, capaz de realizar todas as funções vitais, enquanto que os organismos multicelulares são compostos por várias células, organizadas em tecidos diferenciados e especializados em diversas funções. 
As células apresentam grande diversidade morfológica funcional. As células mais simples são designadas células procarióticas e estão representadas pelas bactérias e cianobactérias. As células com uma estrutura mais complexa, denominadas eucarióticas, estão representadas em todos os restantes grupos de seres vivos.
Pensa-se que as células eucarióticas evoluíram a partir de células procarióticas ; ao contrário destas , as células eucarióticas possuem um núcleo organizado e delimitado por um invólucro. O aparecimento dos microscópios e das técnicas citológicas permitiram um conhecimento cada vez mais aprofundado da organização celular. 
Comparação entre uma célula animal e uma célula vegetal.
A membrana celular, também denominada membrana plasmática, membrana citoplasmática ou plasmalema, limita exteriormente o citoplasma, separando o meio intracelular (ou interno) do meio extracelular (ou externo). 
O citoplasma é limitado pela membrana celular e tem o aspeto de uma massa semifluida (hialoplasma), nas qual se encontram dispersos diversos organelos. 
O núcleo é uma estrutura rodeada pelo citoplasma e encontra-se delimitado pelo invólucro nuclear. Este possui numerosos poros, que permitem a comunicação entre o núcleo e o citoplasma. O Núcleo contém no seu interior um liquido denominado nucleoplasma, onde se podem encontrar massas de cromatina, que constituem o material genético , o qual contém informações importantes para o funcionamento célula. Por vezes também se pode observar o interior do núcleo uma estrutura esférica denominada nucléolo, constituída por moléculas designadas proteínas e ácidos nucleicos. 
Biologia celular
Sumário: : Constituintes básicos da célula. Água, macromoléculas biológicas: Prótidos, Lípidos, Glícidos e Ácidos nucleicos. 
Docentes: Prof. Rui Raimundo e Isolina Martins
Constituintes básicos
A unidade biológica da célula não se limita a características estruturais e funcionais; ela revela-se também a nível molecular.
Todos os seres vivos e consequentemente as suas células, são constituídos por moléculas orgânicas de grandes dimensões – macromoléculas – formadas por um número relativamente reduzido de elementos químicos (C-carbono, O-oxigênio, H- hidrogênio, entre outros). As funções destas biomoléculas são variadas e incluem: funções estruturais, energéticas, enzimáticas, de armazenamento e de transferência de informação. 
Da constituição das células também fazem parte vários sais minerais, como os sais de sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cloro, enxofre, fósforo, que, embora presentes em menores quantidades, são igualmente importantes para uma série de funções vitais. 
As moléculas de água estabelecem pontes de hidrogénio
Fórmula geral dos aminoácidos (A) Fórmula estrutural do aminoácido Glicina (B)
Água
Prótidos
Nome
Símbolo
Abreviação
Nomenclatura
Glicina ou Glicocola
Gly, Gli
G
Ácido 2-aminoacético ou Ácido 2-amino-etanóico
Alanina
Ala
A
Ácido 2-aminopropiônico ou Ácido 2-amino-propanóico
Leucina
Leu
L
Ácido 2-aminoisocapróico ou Ácido 2-amino-4-metil-pentanóico
Valina
Val
V
Ácido 2-aminovalérico ou Ácido 2-amino-3-metil-butanóico
Isoleucina
Ile
I
Ácido 2-amino-3-metil-n-valérico ou ácido 2-amino-3-metil-pentanóico
Prolina
Pro
P
Ácido pirrolidino-2-carboxílíco
Fenilalanina
Phe ou Fen
F
Ácido 2-amino-3-fenil-propiônico ou Ácido 2-amino-3-fenil-propanóico
Serina
Ser
S
Ácido 2-amino-3-hidroxi-propiônico ou Ácido 2-amino-3-hidroxi-propanóico
Treonina
Thr, The
T
Ácido 2-amino-3-hidroxi-n-butírico
Cisteina
Cys, Cis
C
Ácido 2-bis-(2-amino-propiônico)-3-dissulfeto ou Ácido 3-tiol-2-amino-propanóico
Tirosina
Tyr, Tir
Y
Ácido 2-amino-3-(p-hidroxifenil)propiônico ou paraidroxifenilalanina
Asparagina
Asn
N
Ácido 2-aminossuccionâmico
Glutamina
Gln
Q
Ácido 2-aminoglutarâmico
Aspartato ou Ácido aspártico
Asp
D
Ácido 2-aminossuccínico ou Ácido 2-amino-butanodióico
Glutamato ou Ácido glutâmico
Glu
E
Ácido 2-aminoglutárico
Arginina
Arg
R
Ácido 2-amino-4-guanidina-n-valérico
Lisina
Lys, Lis
K
Ácido 2,6-diaminocapróico ou Ácido 2, 6-diaminoexanóico
Histidina
His
H
Ácido 2-amino-3-imidazolpropiônico
Triptofano
Trp, Tri
W
Ácido 2-amino-3-indolpropiônico
Metionina
Met
M
Ácido 2-amino-3-metiltio-n-butírico
Formação de um péptido.
Os péptidos são o resultado da união entre dois ou mais aminoácidos, que se efetua através de uma ligação química covalente, denominada ligação peptídica. A ligação peptídica estabelece-se entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo amina de outro. Por cada ligação peptídica que se estabelece, forma-se uma molécula de água. 
As proteínas podem ser formadas apenas por aminoácidos (proteínas simples ou holo proteínas) ou podem conter uma porção não proteica, denominada grupo prostético. 
Neste caso, as proteínas designam-se conjugadas ou heteroproteínas, o que aumenta ainda mais a sua diversidade. As estruturas das proteínas são mantidas por interações fracas e, por isso, são facilmente quebradas quando expostas ao calor, à agitação, a sais e ácidos, por exemplo. À perda da estrutura tridimensional chama-se desnaturação. 
Funções
Proteínas
Localização
Função Enzimática
Pepsina
Suco Gástrico
Função Estrutural
Queratina
Cabelo, unhas e garras
Função deDefesa
Anticorpos
Plasma, tecido e secreções
Função deTransporte
Hemoglobina
Sangue
Função Reguladora
Insulina
Pâncreas
Função Contráctil
Miosina
Tecido muscular
Os glícidos ou hidratos de carbono são compostos orgânicos ternários (constituídos por C, O e H). Se acordo com a sua complexidade, consideram-se três grandes grupos de glícidos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. 
Os monossacarídeos ou oses, são os glícidos mais simples e são classificados de acordo com o número de átomos de carbono que os compõem (entre 3 e 9). As pentoses e as hexoses como a glicose e a frutose, são as mais frequentes (a frutose apesar de possuir 6 carbonos apresenta um anel pentagonal). 
Glícidos
A ligação química que une os dois monossacarídeos denomina-se ligação glicosídica. Se mais de um monossacarídeo se ligar por este processo forma-se um trissacarídeo e assim sucessivamente. Dá-se o nome de oligossacarídeos às moléculas constituídas por 2 a 10 monossacarídeos unidos entre si. Se esse número for superior , as moléculas denominam-se polissacarídeos. 
Exemplos de monossacarídeos
Formação de um dissacarídeo
Exemplo de oligossacarídeos
Funções
Glícidos
Localização
FunçãoEnergética
Amido
Plastos (reserva energética vegetal)
Glicogénio
Grânulos nas células hepáticas (reserva energética animal)
Laminarina
Plastos (reserva energética dasalgas castanhas)
Função Estrutural
Celulose
Constituinte da parede celular dos vegetaisÁcidomurâmico
Constituinte da parede celular dasbactérias
Quitina
Constituinte dacarapaça deinsectose da parede celular dos fungos
Lípidos
Os lípidos constituem um grupo de moléculas muito heterogéneo, do qual fazem parte as gorduras (animais e vegetais), as ceras, os esteroides, entre outras. Geralmente, são compostos por O, H e C, mas também podem conter outros elementos como S, N ou P.
A insolubilidade na água e solubilidade em solventes orgânicos, como o benzeno, o éter e o clorofórmio, são características comuns a este tipo de substâncias. 
De um forma muito simples, podem classificar-se os lípidos em três grandes grupos, de acordo com a sua função: lípidos de reserva, lípidos estruturais e lípidos com funções reguladora. 
Lípidos de reserva
Possuem dois componentes fundamentais: ácidos gordos e glicerol. 
Os ácidos gordos são constituídos por uma cadeia linear de átomos de carbono, com um grupo terminal carboxilo (COOH). Os ácidos gordos que possuem átomos de carbono ligados entre si por ligações duplas ou triplas dizem-se insaturados. Nos ácidos gordos saturados, todos os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações simples. 
O glicerol, ou glicerina, é um álcool que contém três grupos hidroxilo (HO), capazes de estabelecer ligações covalentes com os átomos de carbono dos grupos carboxilo (COOH) dos ácidos gordos. Esta ligação denomina-se ligação éster e, conforme se estabelece entre o glicerol e um, dois ou três ácidos gordos, assim se forma um monoglicerídeo, um diglicerídeo ou um triglicerídeo. 
Lípidos estruturais
Podem-se destacar os fosfolípidos pela sua importância. São os constituintes mais abundantes das membranas celulares. A sua estrutura resulta da ligação de uma molécula de glicerol com dois ácidos gordos e com uma molécula de ácido fosfórico.
Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, isto é, possuem uma parte hidrofílica e uma parte hidrofóbica. 
Fosfolipídios – as membranas biológicas são constituídas por fosfolipídios. Nos fosfolipídios há apenas duas moléculas de ácidos gordos – de natureza apolar – ligadas ao glicerol. O terceiro componente que se liga ao glicerol é um grupo fosfato (daí a denominação fosfolipídio) que, por sua vez, pode estar ligado a outras moléculas orgânicas. Assim, cada fosfolipídio contém uma porção hidrofóbica – representada pelos ácidos gordos – e uma porção hidrofílica – corresponde ao grupo fosfato e às moléculas a ele associadas. Um fato notável é que, ao serem colocadas em água, as moléculas de fosfolipídios podem assumir o formato de um esfera, conhecida como micela: as porções polares, hidrofílicas, distribuem-se na periferia , enquanto as caudas hidrofóbicas ficam no interior da micelas afastadas da água.
Disposição dos Fosfolípidos nas membranas biológicas
Lípidos com função reguladora
Alguns lípidos intervêm nos processos de regulação do organismo. Neste contexto, destacam-se as hormonas sexuais, como a testosterona e a progesterona, que fazem parte do grupo dos esteroides. 
Funções
Lípidos
Localização
Função Energética
Triglicéridos
Sangue
Função Estrutural
Fosfolípidos
Constituintes das membranascelulares
Lecitina
Constituintes das membranasdas células nervosas
Ceramidas
Constituintes das membranascelulares
Função Reguladora
Testosterona
Testículos(hormona sexual masculina)
Progesterona
Ovários (hormona sexual feminina)
Ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos são as principais moléculas envolvidas em processos de controlo celular. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA), sendo ambos polímeros de nucleótidos (polinucleótidos).
Tipos de bases azotadas
Existem cinco tipos de bases azotadas: adenina (A) e guanina (G) (bases púricas – possuem dois anéis); citosina (C), timina (T) e uracilo (U) (bases pirimídicas – possuem um anel). A timina só existe no DNA e o uracilo só existe no RNA. As restantes são comuns aos dois compostos.
No DNA, as bases ligam-se entre si por complementaridade: à citosina de um nucleótido de uma cadeia liga-se uma guanina do nucleótido de outra cadeia; à adenina liga-se a timina. 
Estrutura do DNA
Relativamente às pentoses, e tal como os nomes indicam, o DNA contém desoxirribose e o RNA contém ribose. 
Pentoses presentes no DNA e no RNA respetivamente
A célula é a unidade estrutural e funcional de todos os seres vivos. 
Todas as células eucarióticas possuem membrana, citoplasma e núcleo organizado.
As células procarióticas possuem membrana e citoplasma, mas não possuem núcleo organizado.
A unidade estrutural e funcional verifica-se também a nível molecular.
As principais biomoléculas são os prótidos, os glícidos, os lípidos e os ácidos nucleicos. 
A água é o composto mais importante das células.
Em química, polaridade refere-se à separação das cargas elétricas fazendo com que moléculas ou grupo funcionais formem dipolos elétricos. Moléculas polares interagem através de dipolos-dipolos (força intermolecular) ou ligações de hidrogênio. A polaridade molecular depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos, assim como a geometria molecular. Exemplificando, a molécula de água é polar pelo fato de que há um compartilhamento desigual dos elétrons entre o átomo oxigênio e os átomos de hidrogênio. Isso se deve porque os elétrons se concentram mais sobre átomo de oxigênio, uma vez que ele é muito mais eletronegativo do que os de hidrogênio. Outro exemplo é o metano que é considerado apolar (antônimo de polar) porque o carbono compartilha os elétrons quase uniformemente com os hidrogênios, uma vez que a diferença de eletronegatividade é pouca. Polaridade influi em uma série de propriedades físicas e químicas como tensão superficial, solubilidade, ponto de fusão e ponto de ebulição.
Anexos 
Água