Introdução à Constituição Celular

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FACULDADE ESTÁCIO DO RIO GRANDE DO SUL
CAMPUS CENTRO
GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Fundamentos de Biologia
Prof. Andrew Oliveira Silva, Msc. PhD.
Pós-Doc PPG Patologia - UFCSPA
andrewbiomed@gmail.com
Introdução à Biologia Celular
FACULDADE ESTÁCIO DO RIO GRANDE DO SUL
CAMPUS CENTRO
GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Fundamentos de Biologia
Prof. Andrew Oliveira Silva, Msc. PhD.
Pós-Doc PPG Patologia - UFCSPA
andrewbiomed@gmail.com
Bases Químicas da Constituição Celular
Constituição química dos seres vivos
Conjunto de elementos químicos, combinados
das mais diferentes maneiras, sujeitas às Leis
da Química e da Física.
Matéria = tudo aquilo que compõe o Universo
Hierarquia da organização molecular dos seres vivos
Nêutrons, Prótons e Elétrons
ÁTOMOS MOLÉCULAS
Proteínas, Carboidratos e Lipídeos
CÉLULAS
2019 foi o ano internacional da tabela periódica
Composição Geral dos Seres Vivos
Elementos químicos mais abundantes na matéria dos organismos vivos:
Moléculas orgânicas  possuem o elemento Carbono na sua
composição e, quase sempre, tem procedência a partir de um ser vivo
Moléculas inorgânicas  moléculas simples e pequenas,
proveniente geralmente de fontes minerais e, em geral, sem a presença
do elemento carbono na sua composição. Exceto CO2 e CH4
Moléculas inorgânicas
Água
Sais Minerais
moléculas simples e pequenas, proveniente geralmente de fontes
minerais e, em geral, sem a presença do elemento carbono na sua
composição. Exceto CO2 e CH4
ÁguaSubstância mais abundante na superfície da Terra
+ + +
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
_
_
Lig. Covalente entre O e 2H 
(compartilhamento de elétrons)
Representa cerca de 60 a 70% da massa corporal
Tensão Superficial
atração intermolecular (Ligações de H)
ÁguaSolvente Universal
Compostos polares (hidrofílicos): moléculas que
possuem regiões carregadas na sua estrutura e que
exercem atração pelas moléculas de água.
Compostos solúveis em água
Compostos apolares (hidrofóbicos): moléculas que
não possuem regiões carregadas na sua estrutura e,
portanto, não exercem atração pelas moléculas de
água. Compostos Insolúveis em água
Inúmeras funções fundamentais:
Transporte de moléculas
Reações enzimáticas Composição celular
Resfriamento corporal
Sais minerais
Não são produzidos pelos 
seres vivos
Ingeridos através da alimentação (animal e vegetal)
Imobilizadas função estrutural (depositado nos ossos)
Regulação do metabolismo equilíbrio homeostático
Solubilizadas em água formação de íons (demais funções)
No organismo:
Fazem parte da composição de algumas moléculas orgânicas
Cofatores em reações bioquímicas
CálcioMineral mais abundante no organismo
Encontrado principalmente
imobilizado nos ossos (~90%)
Níveis controlados por hormônios:
calcitonina e paratormônio
Armazenado no retículo endoplasmático
Contração muscular
Coagulação Sanguínea
PotássioAtua na bomba sódio/potássio =
controle do potencial de membrana
Impulso nervoso
contração muscular
controle osmolar
Hipo e Hiperpotassemia altamente regulado
SódioAtua na bomba sódio/potássio =
controle do potencial de membrana
Impulso nervoso
contração muscular
controle osmolar
Hipo e Hipernatremia altamente regulado
Fósforo
Sinalização celular = fosforilação
fosfato inorgânico
Composição dos ácidos nucleicos e membranas
Armazenamento e transporte de energia (ATP)
Juntamente com o Cálcio, importante
na composição dos ossos (Ca3(PO4)2)
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FerroComponente do grupamento Heme,
na constituição da hemoglobina
Transporte do oxigênio pelas hemácias
Absorção facilitada pela vitamina C
Hemocromatose = excesso de Fe (TÓXICO)
Hipoferremia (anemia) = Deficiência de Fe
MagnésioComposição da clorofila
Maior parte encontra-se depositada
na estrutura óssea dos animais
Atua como cofator de inúmeras
enzimas
Participam da síntese de vitamina D
FOTOSSÍNTESE
Flúor
Não é considerado um mineral
essencial para o ser humano
Benefícios no fortalecimento ósseo e
do esmalte dentário
Pequenos excessos = alta toxicidade
Íon Fluoreto
Fluoretação = reposição de flúor na
água mineral e nos cremes dentários
Fluorose = intoxicação pelo excesso de flúor
IodoComposição dos hormônios da
tireóide:
tri-iodotironina (T3) e Tiroxina (T4)
Conversão da Tireoglobulina T3 e T4
Anti-séptico  alta reatividade com
compostos orgânicos
Deficiência hipotireoidismo Bócio
Suplementação de iodo no sal de cozinha
Monômero
Dímero
Trímero
Tetrâmero
pentâmero
Polímero
Oligômero 
(poucos monômeros)
Biomoléculas Orgânicas
Biomoléculas Orgânicas
Quase todas as moléculas que apresentam o
elemento CARBONO na sua constituição
e ligações covalentes C-H
Unidades básicas (monômeros), unidas entre si por 
ligações covalentes, dando origem aos polímeros 
Bioquímica
Química biológica
Ácidos Nucléicos
Carboidratos
Proteínas
Lipídeos
CarboidratosGlicídios, açúcares ou hidratos de carbonos
metabolismo energético
reserva energética 
composição estrutural dos organismos
3 grupos de moléculas (tamanho):
Monossacarídeos
Dissacarídeos
Polissacarídeos
Monossacarídeos
Matéria-prima para a síntese dos 
nucleotídeos do RNA e DNA
Principal fonte energética 
para o organismos vivos.
HEXOSES
Hexose
Oses = moléculas com 3 a 7 Carbonos 
(trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses)
Unidade básica = não sofrem hidrólise
Síntese da glicose
Reação de fotossíntese importante para a produção de glicose
Dissacarídeos
DíssacarídeoMonossacarídeos
Ligação glicosídica 
(lig. Covalente)
Sacarose Lactose Maltose
Glicose + Frutose Glicose + Galactose Glicose + Glicose
Fonte: Frutas e Açucar Fonte: Leite e derivados Fonte: Cereais
Formação: Condensação de monossacarídeos
ou hidrólise de polissacarídeo
Propriedade da água
H
ID
R
Ó
LI
SE
C
O
N
D
EN
SA
Ç
Ã
O
H2O
H2O
Polímero
Monômero
Lactase hidrólise da lactose (açúcar do leite)
Produção da enzima decai na vida adulta
Presente na superfície dos enterócitos
Intolerância à lactose
GlicocáliceOligossacarídeos ancorados à membrana celular
Glicoproteínas = oligossacarídeos associados à proteínas
Glicolipídeos = oligossacarídeos associados à lipídeos
Sinalização celular
Adesão célula/célula
Proteção física e química
Reconhecimento celular
Barreira de difusão
Inibição por contato
Ação eletrostática
Proteoglicanos e Glicosaminoglicanos
PolissacarídeosReserva energética
~30.000 monômeros de glicose
~1.400 monômeros de glicoseAMIDO
GLICOGÊNIO
PolissacarídeosDIGESTÃO DO AMIDO
MaltaseAmilase
Glicose
Sufixo “ase” = ação enzimática de quebra
Maltase quebra da maltose
Amilase quebra da amido
PolissacarídeosEstrutural
Celulose
Polissacarídeo mais abundante do planeta = constituinte do papel
PolissacarídeosEstrutural
Quitina
Ácido NucléicoMoléculas gigantes, constituídas por unidades 
monoméricas chamados de nucleotídeos
Citosina
Timina
Uracila
Guanina
Adenina
Ribose  RNA
Desoxirribose  DNA
Propriedades ácidas
Polinucleotídeo
Orientação da polimerização 
5’  3’
Esqueleto Pentose/fosfato
Ligação Fosfodiéster
(ligação covalente)
Bases nitrogenadas livres
RNA DNA
Adenina
Adenina
Citosina
CitosinaGuanina
Guanina
Uracila
Timina 
DNA
Armazenamento da informação genética
Estrutura:
Duas cadeias de polinucleotídeos
Orientação antiparalela
Disposta em hélice
Esqueleto desoxirribose-fosfato
Bases nitrogenadas livres
Ligações de hidrogênio e interações
hidrofóbicas entre as bases une as duas
cadeias
Ácido Desoxirribonucleico desoxirribose
Ligações de Hidrogênio
A T
CG
2
3
Complementariedade de bases
RNA
Cadeia polinucleotídica, fita simples
Ácido Ribonucleico Ribose
RNA mensageiro
RNA transportador
RNA ribossomal
Micro RNA
SmallNuclear RNA
Eu
cario
to
s
P
ro
ca
ri
o
to
s
Adenina ---- Uracila
Guanina ---- Citosina
Transcrição do DNA
ProteínasMacromoléculas biológicas (polímeros) compostas 
por monômeros conhecidos como aminoácidos
Participam ativamente de praticamente todos 
os processos celulares
TRADUÇÃO = síntese de proteínas pelo ribossomo, 
a partir da molécula de RNA mensageiro
Desoxirribonucleotídeos Ribonucleotídeos Aminoácidos
Dogma da Biologia Molecular
Monômeros  Aminoácidos
(Cadeia lateral)
Carbono α
Peptídeos
Ligação Peptídica  Ligação covalente entre aminoácidos
Desidratação
PolipeptídeoMonômero  Aminoácido
Oligopeptídeo até 5 aminoácidos
Polipeptídeo acima de 5 aminoácidos
Proteína  centenas a milhares de aminoácidos
Titinamaior proteína do corpo humano 
(27.000 a 33.000 aminoácidos)
Proteína estrutural do sarcômero (unidade 
funcional do músculo)
Polipeptídeo