Resumo do capitulo 3 do livro biologia celular e molecular Bases macromoleculares da constituição celular

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Biologia celular
Bases macromoleculares da constituição celular
· As moléculas que constituem as células são formadas pelos mesmos átomos encontrados nos seres inanimados. Com a evolução das células, alguns tipos de átomos foram selecionados para a constituição das biomoléculas. 99% da massa das células são formados de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio. 
· AS CÉLULAS SÃO CONSTITUIDAS DE MACROMOLÉCULAS POLIMÉRICAS
· É característica da matéria viva a presença de moléculas de alto peso, ou macromoléculas, que são polímeros constituídos pela repetição de unidades menores, chamadas de monômeros. 
· Homopolímeros: polímeros formados por monômeros semelhantes. (ex: glicogênio, que é formado exclusivamente por moléculas de glicose) 
· Heteropolímeros: constituídos por monômeros diferentes. (ex: ácidos nucleicos) 
· As macromoléculas existem nas células com grande diversidade, não só quanto o seu tamanho, mas, principalmente, quanto a variedade. Nos seres vivos são encontrados biopolímeros, e os de maior importância são as proteínas (constituídas de aminoácidos), os polissacarídeos (polímeros de monossacarídeos) e os ácidos nucleicos DNA e RNA (formados por nucleotídeos) 
· Além dos polímeros, moléculas menores como, lipídios, água, sais minerais e vitaminas tem relevante papel na constituição e no funcionamento das células. 
· A MOLÉCULA DE ÁGUA É ASSIMETRICA 
· Molécula mais abundante em toda célula, a água e seus íons influenciam poderosamente na configuração e nas propriedades morfológicas das macromoléculas. 
· A molécula de água é morfologicamente e eletricamente assimétrica. 
· Em razão da forte atração exercida pelo núcleo do oxigênio sobre os elétrons, a molécula agua é relativamente positiva, no lado dos dois hidrogênios, e negativa no lado do oxigênio, a molécula é um dipolo. 
· Por sua natureza dipolar, a água é um dos melhores solventes conhecidos. 
· O GRAU DE AFINIDADE PELA ÁGUA APRESENTA PAPEL RELEVANTE NAS PROPRIEDADES BIOLÓGICAS DAS MACROMOLÉCULAS
· Polímeros celulares contem em sua estrutura grupamentos químicos que apresentam afinidade pela água (grupamentos polares) ou não apresentam afinidade (grupamentos apolares), repelindo-a. 
· Hidrofílicas: solúveis em água, moléculas com alto teor de grupamentos polares. (ex: hidratos de carbono, ácidos nucleicos e muitas proteínas)
· Hidrofóbica: insolúveis na agua, moléculas com poucos grupamentos polares. (ex: lipídios, parafinas e os óleos) 
· Ligações fortes: ligações covalentes, consomem alta quantidade de energia para sua realização. Tipo de união que se observa nas ligações peptídicas entre aminoácidos e que só podem ser desfeitas por procedimentos drásticas como a hidrolise em ácido forte a alta temperatura. 
· Ligações fracas: pontes de hidrogênio, ligações eletrostáticas e interações hidrofóbicas.
· A importância biológica dessas interações e ligações de baixa energia reside no fato de que elas permitem à célula alterar, montar e desmontar estruturas supramoleculares, como, por exemplo, os microtúbulos e microfilamentos, aumentando, assim, sobremaneira a sua versatilidade e eficiência funcional, sem grande gasto de energia. Se as interações fossem realizadas com ligações fortes, a estrutura celular seria estável, e as modificações dessa estrutura implicariam um gasto de energia tão alto que a atividade celular seria impossível. 
· PROTEINAS SÃO POLIMEROS DE AMINOACIDOS
· As proteínas são macromoléculas que contém um número variável de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas. 
· Proteínas simples: moléculas formadas exclusivamente por aminoácidos. 
· Proteínas conjugadas: se caracterizam pela presença em suas moléculas de uma parte não proteica denominada grupo prostético (GP). Núcleo proteínas-> GP de ácidos nucleicos; glicoproteínas-> GP de polissacarídeos; lipoproteínas-> GP de lipídios; fosfoproteinas-> GP de fosforo; etc...
· A SEQUENCIA DE AMINOÁCIDOS INFLUI NAFORMA TRIDIMENCIONAL E NO PAPEL BIOLOGICO DAS MOLÉCULAS PROTEICAS 
· É no estado nativo em que as moléculas mostram atividade e interagem uma com as outras. 
· A proteína mais abundante no corpo dos mamíferos é o colágeno, proteína fibrosa extracelular que constitui as fibrilas colágenas.
· MOLÉCULAS CHAPERONAS AUXILIAM NA FOMAÇÃO DAS COMPLEXAS MOLÉCULAS PROTEICAS E NA DESTRUIÇÃO DE PROTEINAS DEFEITUSAS 
· Chaperonas: moléculas que são proteínas cuja função principal é se unir as cadeias polipeptídicas nascentes, até que elas se liguem a outras cadeias polipeptídicas, para formar corretamente as complexas moléculas finais. Sem o trabalho das chaperonas, iam formar muitos agregados proteicos sem atividade funcional, pela união ao acaso das numerosas cadeias polipeptídicas que são continuamente sintetizadas nas células. 
· As chaperonas também desfazem as agregações defeituosas e promovem a eliminação, por hidrolise, das moléculas proteicas incorretamente formadas. 
· OS GENES CONTROLAM O METABOLISMO CELULAR POR MEIO DE ENZIMAS
· As enzimas são macromoléculas proteicas dotadas de propriedades de acelerar intensamente determinadas reações químicas, tanto no sentido de síntese como na degradação de moléculas. 
· Enzimas são proteínas produzidas sob o controle do DNA, e é por meio delas que o DNA comanda todo o metabolismo celular. 
· Ação enzimática: o composto que sofre a ação de uma enzima chama-se substrato. A molécula da enzima contém um ou mais centros ativos, aos quais o substrato se combina para que seja exercida ação enzimática. 
· A especificidade das enzimas é muito variável. Algumas atuam exclusivamente sobre um tipo de molécula, não atacando se quer seu estereoisômero.
· Para exercerem suas atividades as enzimas necessitam de cofatores, que podem ser um íon metálico ou uma molécula. Quando o cofator é uma molécula recebe o nome de coenzima. 
· A ATIVIDADE ENZIMÁTICA É MUITO SENSÍVEL A AÇÃO DE DIVERSOS FATORES
· A atividade das enzimas é muito sensível a diversos agentes químicos e físicos, é capaz de ser inibida de várias maneiras. 
· Entre os fatores que afetam a atividade enzimática, chama a atenção: temperatura, concentração do substrato e presença de ativadores ou inibidores que alteram a velocidade de atuação das enzimas. 
· O frio deprime a atividade enzimática, retardando os processos de lise celular e a deterioração de amostras de tecidos, sangue, urina, etc. 
· Inibição competitiva: inibidor compete com o substrato para se localizar no centro ativo, e o grau de inibição é influenciado pela concentração do substrato. 
· Inibição não competitiva: esse tipo de inibição depende exclusivamente da concentração do inibidor. Ocorre por exemplo quando a enzima precisa de certos íons e estes são removidos da solução; por exemplo, as enzimas que necessitam de Mg2+ são inibidas pelo EDTA, pois esse composto forma um complexo com cátions divalentes desse modo remove o Mg2+ da solução. 
· PARA AUMENTAR SUA EFICIENCIA, AS ENZIMAS SE AGRUPAM EM COMPLEXOS OU SE PRENDEM A MEMBRANAS
· Cadeia enzimática: conjunto de enzimas que trabalham em cooperação, as enzimas se associam e processam as reações em sequência, essa forma o sistema se torna mais rápido uma vez que os substratos não precisam deslocar-se muito de uma enzima para outra. 
· As cadeias enzimáticas mais bem organizadas e, portanto, mais eficientes, são as que estão ligadas a membranas, como, por exemplo, a cadeia das enzimas respiratórias que estão presas à membrana interna das mitocôndrias. 
· CADEIA ENZIMATICAS FUNCIONAM SOB REGULAÇAO
· A maioria das enzimas podem ser moduladas, isso representa uma importante propriedade biológica porque possibilita as células modificar seletivamente a atividade de determinadas enzimas, para adequá-las às necessidades momentâneas que surgem durante a vida da célula. 
· Na regulação alostérica, o efetor combina-se com a enzima em um local diferente doo centro ativo e denominado cento alostérico. Em consequência, ocorre uma modificação na conformação tridimecional da molécula enzimática, com alteração do centro ativo da enzima, cuja atividade catalíticaé inibida. 
· OS VINTE AMINOACIDOS POSSIBILITAMA CNSTRUÇÃO DA ENORME VARIEDADE DE MOLÉCULAS PROTEICAS, COM FUNÇOES DIVERSIFICADAS
· Além da atividade enzimática as proteínas têm importante função estrutural (nos filamentos intermediários, microfilamentos e microtúbulos), informacional (nos hormônios proteicos) no movimento das células (exemplificado pela atividade motora do complexo actina-miosina) e pequena importância como fonte energética. 
· ÁCIDOS NUCLEICOS SÃO POLIMEROS DE NUCLOTIDIOS 
· Os ácidos nucleicos são constituídos pela polimerização de unidades chamadas nucleotídios. 
· As bases púricas mais encontradas nos ácidos nucleicos são a adenina e guanina. As principais bases pirimídicas são a timina, citosina e a uracila. 
· Os ácidos nucleicos são moléculas informacionais que controlam os processos básicos do metabolismo celular, a síntese de macromoléculas, a diferenciação celular e a transmissão do patrimônio genético de uma célula para suas descendentes. 
· Distinguem-se dois grupos de ácidos nucleicos: o desoxirribonucleico ou DNA e o ribonucleico ou RNA.
· O DNA É O REPOSITÓRIO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA E A TRANSMITE PARA AS CÉLULAS FILHAS 
· O DNA é responsável pelo armazenamento e transmissão da informação genética. Encontrado principalmente nos cromossomos nucleares, e em pequenas quantidades, nos cromossomos das mitocôndrias. 
· DNA formado por duas cadeias polinucleotidicas
· O RNA TRANFERE A INFORMAÇÃO GENÉTICA PARA AS PROTEINAS
· RNA é um filamento único. 
· Do ponto de vista funcional e estrutural, distinguem-se 3 variedades principais de RNA: 
· RNA de transferência ou tRNA
· RNA mensageiro ou mRNA
· RNA ribossômico ou Rrna
· RNA de transferência
· É o que tem moléculas menores
· Tem como função transferir s aminoácidos para as posições corretas nas cadeias polipeptídicas em formação nos complexos de ribossomos e RNA mensageiro (Polirribossomo) 
· RNA mensageiro
· Sintetizado nos cromossomos
· Responsável por codificas as proteínas, tem seus códons lidos no momento da transcrição. 
· RNA ribossômico
· Mais abundantes (80% do RNA celular)
· Ribossomos + RNA formam polirribossomos que sintetizam proteínas. 
· OS LIPIDIOS FORMAM RESERVAS NUTRITIVAS E TÊM PAPEL ESTRUTURAL NAS MEMBRANAS CELULARES 
· Lipídios= compostos extraídos de células e tecidos por solventes orgânicos não polares, como éter, clorofórmio e benzeno. 
· De acordo com suas funções principais os lipídios podem ser divididos em duas categorias: lipídios de reserva nutritiva e lipídios estruturais.
· As vitaminas A,E e K são lipídios dotados de importantes atividades fisiológicas. 
· Os hormônios da adrenal, testículos e o 1,25-di-idroxicolecalciferol são lipídios informacionais (transportam informações).
· Lipídios de reserva nutritiva: 
· Consistem principalmente de triglicerídeos (ácidos graxos combinados com glicerol por ligações ésteres que são formadas com a remoção da água.). 
· Células adiposas= células especializadas para o armazenamento desses compostos ticos em energia. 
· Embora representem principalmente reserva energética os triglicerídeos desempenham outras funções. Por exemplo, como são bons isolantes térmicos, oferecem proteção contra o frio para animais que vivem em temperaturas amenas.
· Os triglicerídeos que contém muitos ácidos graxos saturado são sólidos e semissólidos na temperatura ambiente, seno chamados de gorduras, predominante no corpo dos animais. 
· Nas plantas, a maioria dos triglicerídeos são líquidos na temperatura ambiente e são conhecidos como óleos vegetais. 
· Lipídios estruturais: 
· Componentes estruturais de todas as membranas celulares, membrana plasmática, envoltório nuclear, reticulo endoplasmático, aparelho de golgi, endossomos, mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos etc. 
· São mais complexos eu os lipídios de reserva.
· Exercem papel essencialmente estrutural = fosfolipídios, glicolipídios e colesterol (presente na membrana pmática das células animais, reduz a fluidez das membranas). 
· A presença de longas cadeias hidrofóbicas nos lipídios é de grande importância biológica, pois são elas que possibilitam a interação hidrofóbica responsável pela associação de lipídios para formar a bicamada lipídica das membranas celulares. 
· A fixação de proteínas integrais das membranas se dá pela interação das porções hidrofóbicas das moléculas dessas proteínas com os lipídios das membranas. 
· A interação hidrofóbica também é importante no transporte de lipídios no plasma. Por exemplo, os esteroides circulam presos a uma região hidrofóbica da superfície da molécula albumina que é solúvel em água. 
· POLISSACARIDEOS FORMAM RESERVAS NUTRITIVAS E UNEM-SE A PROTEÍNAS PARA FORMAR GLICOPROTEÍNAS (função enzimática e estrutural) E PROTEOGLICANOS (função estrutural) 
· Polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos
· Polissacarídios simples: amido, glicogênio -> polímeros simples de glicose
· Polissacarídios complexos: constituídos de mais de um tipo de monossacarídio, menos frequentes nas células. 
· Polissacarídios de reserva: glicogênio nas células animais e amido nas células vegetais. 
· Polissacarídios estruturais e informacionais: fazem parte da superfície celular, onde participam do reconhecimento entre as células para constituir os tecidos, das constituições dos receptores e das ligações estruturais entre o citoplasma e a matriz extracelular. (Fazem parte do Glicocálice nas células animais e na parede celular nas células bacterianas e vegetais)