Componentes químicos

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Biologia celular
1p. Ciências Biológicas
Universidade Federal do Acre
Prof. Me. Sergio Luiz Prolo Jr.
Aula 2 - Componentes químicos
Componentes químicos
 Átomo
 Núcleo central denso +
 Nuvem –
 Atração elestrostática
 Número atômico
 Massa atômica
Componentes químicos
 Átomos
 As células são formadas por relativamente poucos 
tipos:
Carbono (C) Hidrogênio (H)
Nitrogênio (N) Oxigênio (O)
 96,5% da composição dos organismos
Componentes químicos
 Na crosta terrestre:
 O, Ca, Na, K, Al e Si
 O que essas diferenças sugerem?
 Como pode um ser vivo ser composto a partir de 
matéria inanimada?
Componentes químicos
 Atmosfera primitiva: resultante da reação dos gases 
provenientes da atividade vulcânica: H2, CH4, NH3 e vapor de 
água.
 Estudos posteriores - atmosfera primitiva:CO2, N2, CO e H2S.
 Interação desses compostos induzidos por: UV, Calor da 
crosta, Radioatividade natural.
 Criação de compostos orgânicos simples.
Stanley Miller
Componentes químicos
 Coacervados de Oparin;
 Aglomerados de proteinoides.
Componentes químicos
 A organização entre os átomos formam as 
moléculas
 Ligações químicas
 Nos tecidos vivos ocorre interação entre os elétrons 
dos átomos.
Componentes químicos
 Iônica:
 Transferência de elétrons
 Metal e Ametal
 Metal e Hidrogênio
Componentes químicos
 São sólidos nas condições ambiente
 São condutores de eletricidade quando no estado 
líquido (fundidos) ou quando dissolvidos em água.
 A maioria dos compostos são solúveis em água.
 Formação e transporte de íons
 Controle de concentração de H2O
Componentes químicos
 Ligação covalente:
 Compartilhamento de elétrons
 Ametal – Ametal
 Ametal - Hidrogênio
Componentes químicos
 H – Uma ligação
 O, N, S, P e C – Várias ligações.
Componentes químicos
 Ligações formam ângulos, comprimentos e energia 
de ligação.
 Geometria tridimensional das moléculas.
 Força de ligação.
 Rompida por meio de reações químicas.
 Catalisadores
Componentes químicos
 Polaridade das ligações:
 Polar entre 2 átomos diferentes:
 Apolar entre 2 átomos iguais
Componentes químicos
 Polaridade das moléculas:
 Polar: 
Componentes químicos
 Polaridade das moléculas:
 Apolar: 
Componentes químicos
 Ligações covalentes polares permitem que as 
moléculas interajam através de forças elétricas.
 Permite que moléculas com carga parcialmente + e 
-, liguem-se à outras moléculas complementares.
Componentes químicos
 São sólidos, líquidos ou gasosos nas condições 
ambiente
 São maus condutores de eletricidade, alguns 
podem conduzir quando em meio aquoso 
(ionização).
 A maioria dos compostos são solúveis em solventes 
orgânicos.
Componentes químicos
 Ligações de hidrogênio:
 Atração entre os 
Hidrogênios e Oxigênio.
 Ligação fraca.
 Grande quantidade.
 Líquida e alta tensão
superficial
Componentes químicos
 Podem aparecer entre
H e O ; H e N.
 Moléculas hidrofílicas e
Hidrofóbicas.
 Relação entre carga e
Capacidade de formar
Ligações de hidrogênio.
Água e Íons
 Importância da água para os seres vivos?
 Quais são os principais íons?
 Quais são as funções dos íons?
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Moléculas orgânicas
 Compostos de Carbono
 Ligações C-C são altamente estáveis e podem 
formar cadeias e anéis.
 Cada grupo e cadeia possui propriedades próprias, 
e podem ser diferentes se combinados.
Moléculas orgânicas
 Podem associar-se a vários grupos:
 Metila (-CH3) 
 Hidroxila (-OH)
 Carboxila (-COOH)
 Fosforila (-PO32-)
 Amino (-NH2)
 Propriedades fisico-químicas variam.
% do peso da célula
H2O 70
Íons 1
Açúcares e precursores 1
Aminoácidos e precursores 0,4
Nucleotídeos e precursores 0,4
Ácidos graxos e precursores 1
Outras moléculas pequenas 0,2
Macromoléculas
 4 classes de moléculas orgânicas:
 Proteínas
 Lipídios
 Polissacarídeos
 Ácidos nucléicos
Carboidratos
Carboidratos
 A energia que o ser vivo utiliza em suas atividades 
provém da oxidação de alimentos, através da 
respiração celular.
 Os carboidratos, açúcares, glicídios ou hidratos de 
carbono, são compostos orgânicos ternários, isto é, 
constituídos por carbono, oxigênio e hidrogênio.
Carboidratos
 Carbono, Hidrogênio e Oxigênio numa razão de
1 : 2 : 1 , o que dá uma formula geral de: (CH2O)n
Podem ser classificados em: 
 Monossacarídeos: glicose, ribose, frutose e 
galactose. 
 Dissacarídeos: Maltose, sacarose, lactose
 Oligossacarídeos.
 Polissacarídeos: Amido, glicogênio e celulose
Carboidratos
 Monossacarídeos:
 São as unidades estruturais dos glicídios e são
classificados segundo o número de átomos de
carbono que possuem.
 Assim, podem ser trioses (3C), tetroses (4C),
pentoses (5C), hexoses (6C), etc.
Carboidratos
 A glicose é uma hexose, é o glicídio mais utilizado
pelos seres vivos como fonte de obtenção de
energia.
 Triose > Gliceraldeído 3-fosfato
 Tetrose > Eritrose
 Pentose > Ribose e Desoxirribose
 Heptose > Sedoeptulose
Carboidratos
 Dissacarídeos - as moléculas de monossacarídeos
podem estabelecer ligações com outros
monossacarídeos.
 Ligação glicosídica.
 Formada entre um grupo –OH e –OH
 Reação de condensação.
 Por exemplo, duas moléculas de glicose podem
reagir entre si, originando uma maltose.
 Maltose, Sacarose, Lactose
Carboidratos
Carboidratos
Polissacarídeos:
Um polímero formado pela união de vários 
monômeros. 
Polissacarídeos
 Amido
 Mais usado pelas plantas como reserva energética.
 É a principal fonte de energia da nossa alimentação.
 Sua digestão é feita pela enzima amilase, resultando em 
muitas moléculas de maltose, depois quebradas em 
glicose.
 Glicogênio:
 Reserva energética dos animais e fungos.
 Encontrado em músculos e fígado.
Polissacarídeos
 Celulose
 Glicídio mais abundante da natureza, forma a estrutura 
dos vegetais.
 Só é digerida pela enzima celulase, produzida por 
bactérias e protozoários.
 Quitina
 Glicídio que compõe parede celular dos fungos.
 Compõe o exoesqueleto dos insetos.
Carboidratos
Importância dos glicídios???:
 Estrutural
 Proteção
 Energética
 Reserva
Lipídios
Lipídeos
 Importante reserva energética.
 1g de lipídeos libera 9kcal contra 4kcal por 1g de 
carboidrato.
 Podem ser armazenados de forma mais 
concentrada que os carboidratos.
Lipídeos
 O excesso do consumo de carboidratos e a ingestão 
de gordura aumentam as quantidades corpóreas de 
lipídeos.
 Fraca solubilidade em água.
 Solúveis em solventes orgânicos.
 Diversas funções:
 Estrutural, Estoque energético e Sinalização
Lipídeos
 São armazenados nas células de gordura, os adipócitos, 
que possuem distribuições características em homens 
e mulheres.
Lipídeos
Tipos:
 Glicerídeos
 Cerídeos
 Fosfolipídios
 Esfigolipídios
 Esteróis
 Carotenoides
Lipídeos
 Glicerídeos:
 Encontrados em maior quantidade nos alimentos.
 Os lipídeos ricos em ácidos graxos insaturados são 
líquidos – óleos
 Os ricos em ácidos graxos saturados são sólidos. -
gorduras
 Os lipídeos saturados são mais danosos ao coração.
 Cerídeos:
 Formam as ceras.
Palmitato de Cerila - C15H31 – COOC26H53
Cerotato de cetila – C25H51 – COOC15H31
Lipídeos
 Fosfolipídeos:
 Conhecidos como glicerofosfolipídeos.
 Formam as membranas plasmáticas;
 Formados por Grupamento polar, Fosfato, Glicerol e 
duas cadeias de ácidos graxos.
Lipídeos
 Esfingolipídeos:
 Derivam da esfingosina;
 Esfingomielina*
 Glicoesfingolipídeos: Cerebrosídeos e Gangliosídeos
 Presentes nas bainhas de mielina;
Lipídeos
 Esteróis:
 Moléculas que apresentam um núcleo esteroide.
 Ciclopentanoperidrofenantreno;
Ex: hormônios sexuais, 
colesterol, vitamina D.
 Carotenoides ou Terpenoides:
 Vitamina A e betacaroteno.
Lipídeos
Importância: Atuam como isolante térmico;
 Atuam na formação da membrana plasmática 
(fosfolipídios e colesterol);
 Atuam como isolante elétrico do impulso nervoso;
 Formam hormônios e vitaminas;
 Atuam na impermeabilização de folhas e frutos 
dos vegetais e pele, pena e pelos dos animais.
Protídeos
Protídios
 Os protídios, são compostos quaternários, 
constituídos por C, O, H e N, contendo, por vezes, 
outros elementos, como S, P, Fe, Cu, Mg, etc.
 São constituintes estruturais dos seres vivos e 
participam além disso, em fenômenos biológicos 
muito importantes.
Protídios
 As moléculas unitárias neste conjunto de compostos 
orgânicos são os aminoácidos. 
 Estes podem ligar-se por reações de condensação, 
formando cadeias de tamanho e complexidade 
variáveis, os peptidios e as proteínas.
Protídios
 Os aminoácidos, são as unidades (monômeros) que 
constituem as proteínas (polímero).
 Os aminoácidos possuem um grupo amina (-NH2), um 
grupo carboxila (-COOH), um radical (-R) e um átomo 
de hidrogênio ligado ao mesmo carbono. 
Protídios
 Existem 20 aminoácidos que fazem parte da 
constituição das proteínas dos seres vivos.
 Glicina
 Alanina
 Valina
 Isoleucina
 Leucina
 Serina
 Treonina
 Ácido aspártico
 Ácido Glutâmico
 Tirosina
 Lisina
 Arginina
 Histidina
 Prolina
 Hidroxiprolina
 Cisteína
 Metionina
 Cistina
 Triptofano
 Fenilalanina
Protídios
 Peptídios - as moléculas de aminoácidos podem reagir 
entre si, estabelecendo-se entre elas uma ligação 
química covalente - ligação peptídica.
 Essa ligação é estabelecida entre o grupo Amina com o 
grupo Carboxila de outro aminoácido.
Protídios
 Oligopeptídios (poucos aminoácidos)
 Polipeptídeos (muitos aminoácido)
 Proteínas são macromoléculas de elevada massa 
molecular (dezenas á milhares de aminoácidos).
 São constituídas por uma ou mais cadeias 
polipeptídicas e possuem uma conformação 
tridimensional definida. 
Protídios
 Há uma variedade quase infinita de proteínas, pois não 
há dois organismos que possuam exatamente as 
mesmas.
 Há pelo menos 3 mil tipos de proteínas, cada qual com 
sua função específica.
4 tipos de proteínas quanto a sua estrutura molecular:
 Estrutura Primária, Secundária, Terciária e 
Quaternária.
Protídios
 Primária: 
 Há uma sequência linear de 
aminoácidos unidos por ligações 
peptídicas.
 Secundária:
 Uma cadeia polipeptídica pode 
enrolar-se em hélice devido à 
interação entre diversas zonas da 
molécula.
 Alfa hélice ou Folha pregueada (Beta)
Protídios
 Terciária:
 A cadeia em hélice pode enrolar-se e 
dobrar-se sobre si mesma, tornando-
se globular.
 Quaternária:
 Várias cadeias polipeptídicas 
globulares organizam-se, 
estabelecendo interligações em si.
Enzimas
 São proteínas, que agem como catalisadores de reações 
químicas.
 Tem como função viabilizar a atividade das células, 
quebrando moléculas ou juntando-as para formar 
novos compostos.
Enzimas
Caracteristicas das enzimas:
 Apresentam alto grau de especificidade;
 Atuam no modelo chave-fechadura;
 São produtos naturais biológicos;
 São altamente eficientes, acelerando a velocidade das 
reações;
 São econômicas, reduzindo a energia de ativação;
Enzimas
 Somente estão ativas em condições favoráveis:
 Temperatura
 pH
Função dos Protídios
 Estrutural;
 Enzimática; 
 Transporte;
 Hormonal ;
 Imunológica;
 Motora;
 Reserva.
Ácidos Nucléicos
Ácidos Nucléicos
 Nucleotídeos
 Fosfato, Açúcar e Base nitrogenada.
Pentose
Base nitrogenada
Fosfato
Ácidos Nucléicos
DNA:
 Adenina, Citosina, Guanina e Timina.
RNA:
 Adenina, Citosina, Guanina e Uracila.
Ácidos Nucléicos
 A característica mais importante da estrutura dos 
ácidos nucléicos é a identidade das bases.
 As vezes é escrita formas abreviadas da estrutura 
para transmitir essa informação.
 Utilizada letras únicas como A, G, C e T para 
“chamar” um nucleotídeo como um todo.
Adenina
Timina
Citosina
Guanina
5’
3’
3’
5’
Adenina
Timina
Citosina
Guanina
Ácidos Nucléicos
 RNAs
 mRNA, tRNA, rRNA, snRNA, siRNA, microRNA.
Ácidos Nucléicos
 Quais são as funções dos nucleotídeos no 
metabolismo celular?
 Constituinte dos ácidos nucléicos.
 Fonte de energia (ATP, GTP)
 Molécula sinal nas respostas celulares (cAMP )
 Componente estrutural de enzimas e coenzimas 
(NAD e FAD). 
1) Explique como se deu a formação dos compostos 
orgânicos e da vida na Terra.
2) Cite 8 diferenças entre procariontes e eucariontes.
3) Escolha 5 íons e explique suas funções.
4) Cite 3 diferenças entre DNA e RNA.
5) Cite 3 funções dos nucleotídeos.
6) Cite 3 diferenças entre célula animal e vegetal.
7) Uma dieta equilibrada, consiste em se alimentar de 
Carboidratos, Lipídeos e Proteínas.
Explique, justificando, porque é necessário se 
alimentar de todas essas moléculas?