Fundamentos celulares CÉLULAS EUCARIÓTICAS Mitocôndria e cloroplastos

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Fundamentos celulares CÉLULAS EUCARIÓTICAS Mitocôndria e cloroplastos
(1) Mitocôndria Em células eucarióticas aeróbias, o processo de respiração ocorre nas mitocôndrias. > diferentes morfologias 
> série de membranas internas convolutas, denominadas cristas enzimas da respiração produção de ATP
organelas especializadas no metabolismo energético
(2) Cloroplastos São organelas contendo clorofila, encontradas em eucariotos fototróficos, e sua função é realizar a fotossíntese.
 > membrana externa permeável e uma membrana interna menos permeável
 > estroma dos cloroplastos contém a enzima ribulose bifosfato carboxilase (RubisCO – ciclo de Calvin) ⇰ conversão de CO2 a compostos orgânicos 
-Retículo Endoplasmático
Dentro do citoplasma das células eucarióticas está o retículo endoplasmático, ou RE, uma extensa rede de sacos membranosos achatados ou túbulos denominados cisternas 
(1) RE rugoso é contínua com a membrana nuclear. Superfície exterior do RE rugoso é salpicada de ribossomos, o local da síntese proteica.
 (2) RE liso se estende a partir do RE rugoso para formar uma rede de túbulos de membranas.
 > Não possui ribossomos na superfície externa de sua membrana.
 > Sintetiza fosfolipídeos (assim como o RE rugoso) e também gorduras e esteroides, como o estrogênio e a testosterona.
-Complexo de Golgi
A maioria das proteínas sintetizadas pelos ribossomos aderidos ao RE rugoso é transportada para outras regiões da célula. O primeiro passo do percurso é através de uma organela denominada complexo de Golgi, que consiste em 3 a 20 cisternas que lembram uma pilha de pães sírios
-Lisossomos
Os lisossomos são formados a partir dos complexos de Golgi e parecem esferas revestidas por uma membrana. > Contêm em torno de 40 tipos diferentes de enzimas digestivas, capazes de degradar muitos tipos de moléculas→ digerir bactérias que penetram na célula (sistema imune). 
leucócitos, que usam a fagocitose para ingerir bactérias, contêm grandes números de lisossomos. 
-Vacúolos
 É um espaço, ou uma cavidade, no citoplasma de uma célula que é revestido por uma membrana chamada de tonoplasto. 
> são derivados dos complexos de Golgi
 (1) organelas temporárias de armazenamento para substâncias como as proteínas, os açúcares, os ácidos orgânicos e os íons inorgânicos. 
(2) muitas células vegetais também armazenam subprodutos metabólicos e toxinas que, de outro modo, seriam nocivos ao se acumular no citoplasma.
 (3) podem captar água, permitindo às células das plantas aumentarem de tamanho e também fornecendo rigidez às folhas e aos caules.
-Flagelos e Cílios
Muitos tipos de células eucarióticas possuem projeções que são usadas para a locomoção celular ou para mover substâncias ao longo da superfície celular. 
> contêm citoplasma e são revestidas por membrana plasmática. 
> se as projeções são poucas e longas em relação ao tamanho da célula, são denominados flagelos.
 > se as projeções são numerosas e curtas, são denominados cílios.
-- Fundamentos químicos- século XX, invesgações bioquímicas → oxidação da glicose em leveduras e células de músculo animal.
A versatilidade do carbono em formar ligações. O carbono pode formar ligações covalentes simples, duplas e triplas
- Bioelementos e Biomoléculas
BIOMOLÉCULAS São as moléculas que constituem os seres vivos
Inorgânicas→ Não são exclusivos dos seres vivos→ Água, Sais minerais, CO2
Orgânicas→ São exclusivos dos seres vivos→ Glicídios Fonte primária de energia;
 Lipídios Têm funções energéticas, estruturais, protetivas e reguladoras;
 Proteínas Crescimento, reparação, transporte e regulação;
 Ácidos Nucléicos Contêm a informação genética
(1) A síntese das macromoléculas é custoso para a célula. 
(2) As células utilizam “pequenas peças de encaixe pré-fabricadas” para elaborar macromoléculas.
 (3) Polímeros: formados pela união de unidades pré-fabricadas ou monômeros. Polímeros são: macromoléculas ou moléculas de elevado peso molecular e de unidades que se repetem.
- Polímeros ou biopolímeros principais são os ácidos nucleicos, as proteínas e os polissacarídeos. Todos eles são polímeros formados por mais de uma unidades monoméricas, que se repetem. 
- Os lípidios são biomoléculas, macromoléculas, mas não são polímeros. São os componentes principais das membranas biológicas.
-- macromoléculas informacionais
 O conjunto de todas as proteínas em funcionamento em determinada célula é chamado de proteoma. → Proteômica caracterização sistemática
 O genoma é a sequência completa do DNA da célula (ou no caso do RNA viral, o seu RNA)→ Genômica caracterização de função, evolução e mapeamento dos genes
 O transcriptoma é a sequência completa dos transcritos primários de uma célula (mRNA)→ Transcriptômica caracterização estrutural e processamento dos mRNA
#O glicoma da célula é o conjunto de todas as moléculas contendo carboidratos # O conjunto de todas as moléculas contendo lipídeos em uma célula constitui o seu lipidoma.
	Macromoléculas 
	Polimerização 
	Unidade construtiva
	Característica notável
	OBS
	proteína
	Polímero linear
	Aminoácido 
	Catalise 
	Mtas funções extremamente versátil qto a forma e a função 
	Ac. nucléicos
	Polímero linear
	Nucleotídeos 
	Auto replicação 
	
	Polissacarídeos 
	Polímero linear/ramificado
	Monossacarídeos 
	Usado como: reserva de energia; estruturas muito resistentes 
	A celulose é a biomolecula mais abundante na terra
	Lipídeos 
	Não são polímeros
	Ac.graxos e outros 
	Forma membranas
	Mto variados qto as unidades construtivas 
Fundamentos físicos 
TODOS processos celulares consomem energia células desenvolveram mecanismos altamente eficientes para aproveitar a energia Fotossíntese e Respiração
Fotossíntese e Respiração
Como a energia é extraída, armazenada e canalizada para trabalho útil nas células vivas?
→ conversões de energia celular leis da termodinâmica
Os organismos vivos existem em um estado estacionário dinâmico → moléculas e os íons: organismos vivos ≠ meio circundante
Constante fluxo de massa e energia pelo sistema→ Catabolismo e Anabolismo →Metabolismo da Glicose Síntese de DNA (mitose)
reações químicas em solução: sistema→ sistema + meio→ universo
Se sistema troca energia e matéria com seu meio, então ele é um sistema aberto.
Se o sistema troca energia, mas não troca matéria com seu meio, então é fechado
Se o sistema não troca nem matéria nem energia com seu meio, então é chamado de isolado.
Como organismos obtêm energia do meio?
(1) absorvendo combustíveis químicos (glicose) do seu meio e extraindo energia pela sua oxidação
 (2) absorvendo energia da luz solar
LEIS DA TERMODINÂMICA →1ª em qualquer mudança física ou química, a quantidade total de energia no universo permanece constante, embora a forma da energia possa mudar. (CONVERSÃO DE ENERGIA)
energia é “usada” pelo sistema: não é “gasta”, mas convertida de uma forma em outra energia potencial das ligações químicas ↓
 energia cinética de calor e movimento Células sofisticados processos conversores de energia
125 letras distribuídas em um padrão aleatório e caótico, elas não tem qualquer significado. contêm pouca ou nenhuma informação, mas tem muito potencial (= entropia)
LEIS DA TERMODINÂMICA→ 2ª a tendência na natureza é mover-se no sentido oposto, sempre em direção à maior desordem no universo a entropia total do universo está continuamente aumentando
Criar e manter ordem requer trabalho e energia DNA, RNA e proteínas são macromoléculas de informação
Aminoácidos em uma mistura não se ligariam espontaneamente em um único tipo de proteína, com uma sequência única → ↑ ordem em uma população de moléculas → ↓ Entropia → CONTRARIARIA A 2ª LEI DATERMODINÂMICA
Reações com ligações de acoplamento energético na biologia A questão central em bioenergética (estudo da transformação de energia em sistemas vivos) é o meio pelo qual a energia do metabolismo energético ou da captura de luz é acoplada às reações celulares que requeremenergia.
As enzimas promovem sequências de reações químicas
macromoléculas biológicas são muito menos estáveis termodinamicamente se comparadas com suas unidades monoméricas→ No entanto, não se degradam facilmente ao longo do tempo → moléculas podem ser consideradas estáveis.
reações químicas das células ocorrem em uma taxa significativa somente quando na presença das enzimas → Biocatalisadores: aumentam a velocidade de reações químicas específicas sem serem consumidos no processo.
Em geral: uma reação → uma enzima
# milhares de enzimas diferentes são necessárias em cada célula
> ↑ especificidade (capacidade de diferenciar os reagentes uns dos outros)
 > suscetibilidade de regulação
Desnaturação de proteína: Alteração da conformação estrutural da proteína→ Alteração de sua funcionalidade Agentes denaturantes: temperatura, ácidos, solventes orgânicos (etanol) etc.
reações químicas catalisadas por enzimas são organizadas funcionalmente em muitas sequências de reações consecutivas, chamadas de rotas →o produto de uma reação se torna o reagente da seguinte
Metabolismo→ ●catabolismo→ degradam nutrientes orgânicos em produtos finais simples para poder extrair energia química e convertêla em formas úteis à célula síntese de ATP
● anabolismo→ iniciam com moléculas precursoras pequenas e as convertem em moléculas maiores e mais complexas com consumo de energia Síntese de proteínas
O metabolismo é regulado para obter equilíbrio e economia células sintetizam de forma simultânea milhares de tipos diferentes de substâncias→ Nas exatas proporções requeridas pela célula sob uma dada circunstância
Fundamentos genéticos
(1) A continuidade genética está contida em uma única molécula de DNA
(2) A estrutura do DNA permite sua replicação e seu reparo com fidelidade quase perfeita
(3) A sequência linear no DNA codifica proteínas com estrutura tridimensional
→ Código Genético→ Códon = aminoácidos
Complementaridade entre as duas fitas de DNA. O DNA é um polímero linear de quatro tipos de desoxirribonucleotídeos, ligados covalentemente: desoxiadenilato (A), desoxiguanilato (G), desoxicitidilato (C), desoxitimidilato (T)
evolução molecular
“Sopa” pré-biótica contendo diversas biomoléculas originadas de precurssores na atmosfera primitiva→ Produção de pequenas moléculas de RNA com sequências aleatórias→ Surgimento de moléculas de RNA com atividade catalítica auto-replicativa→ Síntese de peptídeos catalizada por RNA→ Co-evolução do RNA e das proteínas→ Desenvolvimento de um sistema de tradução primitivo. Genoma de RNA e catalizadores RNA-Proteína→ Surgimento do genoma de DNA
Teoria endossimbiótica: origem dos eucariotos
-Uma invaginação da membrana plasmática pode ter formado o envelope nuclear e o retículo endoplasmático. Similaridades, incluindo as sequências de rRNA, indicam que procariotos endossimbióticos originaram as mitocôndrias e os cloroplastos
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