4 biomoléculas

Margarida Barbosa Teixeira

BIOMOLÉCULAS

Constituintes químicos dos seres vivos2

Os constituintes químicos de uma célula agrupam-se em dois conjuntos:

compostos inorgânicos – água e sais minerais

compostos orgânicos – glícidos, lípidos, prótidos, ácidos nucleicos etc.

Água3

• É o constituinte químico fundamental de qualquer ser vivo.

• Cada molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogénio e um de oxigénio

• A molécula de água, apesar de ser electronicamente neutra, apresenta uma dissimetria na distribuição das cargas positiva e negativa, o que a torna um dipolo.

Cérebro Músculos Sangue Fígado Rim Pele Ossos

78%75%80%70%80%60 – 70%20-30%

Água4

Quando um dos átomos de hidrogénio, com carga local positiva, de uma molécula de água se situa perto do átomo de oxigénio (com carga local negativa) de outra molécula de água, a força de atração entre eles origina uma ligação química – ligação ou ponte de hidrogénio.

A abundância destas ligações é responsável pelo estado sólido e líquido da água e por muitas das suas propriedades.

Água5

As moléculas movem-se e as ligações estabelecem-se e desaparecem.

No gelo as moléculas distribuem-se regularmente no espaço, ficando espaços vazios na estrutura.

Estado sólido Estado líquido Estado gasoso

Água6

⇓A mesma massa ocupa maior volume (do que no estado líquido). ⇓O gelo é menos denso do que a água.

A polaridade contribui para o grande poder solvente da água; A água dissolve numerosos compostos orgânicos e inorgânicos. ⇓ solvente universal

Água7

Características da molécula da água

Propriedades da água Importância da água para os seres vivos

Dipolo

Estabelece pontes de hidrogénio

• Elevada coesão molecular

• Elevado ponto de fusão

• Elevado ponto de ebulição

• Elevada condutibilidade térmica

Constituinte químico vital

Intervém nas reacções químicas

Excelente solvente (serve de

veículo)

Regulador da temperatura

Actua como meio de difusão de

muitas substâncias

COMPOSTOS ORGÂNICOS8

Maioritariamente constituídos por C, O e H.

Glicose

O carbono constitui um esqueleto molecular através da formação de cadeias mais ou menos longas e mais ou menos ramificadas.

São geralmente macromoléculas (como contêm muitas ligações químicas são ricas em energia).

Glícidos9

Conhecidos também como hidratos de carbono.

São compostos ternários constituídos por C, H e O.

Produzidos durante a fotossíntese.

A sua classificação é feita com base no número das unidades constituintes.

(monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos)

Glícidos - Monossacarídeos10

São os glícidos mais simples constituídos por uma unidade ou monómero.Solúveis na água e de sabor doce.São classificados de acordo com o número de átomos de carbono que os compõem (entre 3 e 9).Assim, existem as trioses, as tetroses, as pentoses, as hexoses, as heptoses…

Glícidos - Monossacarídeos11

Principal fornecedor de energia para o trabalho celular.

É a base para a formação da maioria dos hidratos de carbono mais complexos.

Encontrado no sangue, no mel e nos tecidos vegetais. Frutose

Fornecedor de energia para o trabalho celular.

Encontrado principalmente nos frutos doces.

Glicose

Glícidos - Monossacarídeos12

Molécula que entra na constituição do ácido nucleico RNA.

• Molécula que entra na constituição do ácido nucleico DNA.

Desoxirribose

Ribose

Glícidos - Oligossacarídeos13

Formados por 2 a 10 monossacarídeos. Os mais importantes são os dissacarídeos. Os dissacarídeos mais comuns são a sacarose, a

lactose e a maltose.

Glícidos - Oligossacarídeos14

Sacarose glicose +frutose Função energéticaEncontrado na cana-de-açúcar e beterraba.

Lactose glicose + galactose Função energéticaEncontrado no leite.

Glícidos - Polissacarídeos15

Macromoléculas (polímeros) constituídas por grande número de monossacarídeos

Os mais importantes são os polímeros de glicose:

Amido Glicogénio CeluloseReserva energética nos vegetais.

Reserva energética nos animais.

Função estrutural; entra na composição das paredes celulares dos vegetais.

Glícidos - Polissacarídeos16

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Prótidos

São compostos quaternários constituídos por C, H, O e N; podem conter outros elementos químicos (S, P, Mg, Fe ...).

A sua classificação é feita com base no número das unidades constituintes – aminoácidos.

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Prótidos- Aminoácidos (monómeros)

São os prótidos mais simples constituídos por uma unidade ou monómero.

Possuem um grupo amina (NH2), um grupo ácido ou carboxilo (COOH) e um átomo de hidrogénio ligados ao mesmo átomo de carbono.

Existem cerca de 20 aminoácidos diferentes na constituição das proteínas dos seres vivos.

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Prótidos- Aminoácidos (monómeros)

Diferem entre si por uma porção da molécula designada por radical (R).

R = CH3 R = H

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Prótidos- Peptídos e Proteínas

Péptidos• Formados por 2 ou mais aminoácidos.

• As cadeias formadas por muitos aminoácidos designam-se polipéptidos ou cadeias polipeptídicas.

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Prótidos- Peptídos e Proteínas

Dipeptídeo

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Prótidos- Peptídos e Proteínas

Proteínas• Polímeros de aminoácidos, formados por uma ou mais cadeias polipeptídicas.• Possuem uma conformação tridimensional bem definida.• Há uma grande diversidade de proteínas, que resulta do tipo, número e ordem dos aminoácidos que as constituem.

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Prótidos - Estrutura das Proteínas

Estrutura primária

Resulta da sequência linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas.

Estrutura secundária

A cadeia polipeptídica pode enrolar-se em hélice devido à interacção entre diversos aminoácidos, que

estabelecem entre si ligações de hidrogénio (o enrolamento em hélice não é o único tipo de

estrutura secundária).

O enrolamento secundário permite a desigual distribuição de cargas eléctricas em certas regiões (formando-se zonas polares) enquanto que noutras a

distribuição é homogénea (zonas apolares).

ˆProteína anfipática

(com zona polar e zona apolar) ˆ

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Prótidos - Estrutura das Proteínas

A proteína, em meio aquoso, enrola-se sobre si própria, de modo a que:

•as regiões polares, hidrofílicas, ficam em contacto com a água;

•as regiões apolares, hidrofóbicas, viram-se para o interior, afastando-se da água.ˆ

Estrutura globular ou terciária

A cadeia em hélice pode enrolar-se e dobrar-se sobre si mesma, tornando-se globular. Esta estrutura é mantida por pontes de hidrogénio, por ligações iónicas e ainda por ligações covalentes (ligações dissulfito).

Estrutura quaternária

Resulta de duas ou mais cadeias polipeptídicas globulares que se organizam, estabelecendo interligações entre elas.

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Lípidos

São compostos ternários constituídos por C, H e O; podem conter outros elementos químicos (S, N, P ...).

São insolúveis na água, mas solúveis em solventes orgânicos (clorofórmio, éter,benzeno ...).

É um grupo muito heterogéneo.

Inclui:– gorduras ou glicerídeos, – fosfolípidos, – ceras, – colesterol, etc.

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Lípidos – Triglicerídeos (gorduras)

São formados por :– 1 molécula de glicerol, – 3 ácidos gordos.

Ingeridos na dieta alimentar (gorduras), permitem a obtenção de grandes quantidades de energia.

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Lípidos – Triglicerídeos (gorduras)

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Lípidos – Fosfolípidos

Formados por :- 1 composto azotado- 1 fosfato- 1 glicerol- 2 ácidos gordos

Constituinte mais abundante das membranas celulares. ˆ

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As cabeças polares (hidrofílicas) ficam em contacto com a água e as caudas apolares (hidrofóbicas) orientam-se em sentido contrário.

Lípidos – Fosfolípidos

Em meio aquoso, as moléculas dos fosfolípidos orientam-se em função da sua polaridade.

Assim, os fosfolípidos em contacto com o meio aquoso intracelular e o meio aquoso extracelular formam bicamadas.

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Ácidos nucleicos

Os ácidos nucleicos são considerados as moléculas mais importantes dos seres vivos, pois fazem o controlo de todas as actividades celulares através de mecanismos bastante complexos.

São assim designados devido ao facto de terem sido descobertos no núcleo e por serem compostos ácidos.

Existem dois tipos de ácidos nucleicos:─ Ácido desoxirribonucleico (ADN ou DNA), ─ Ácido ribonucleico (ARN ou RNA).

O ADN contém todas as características hereditárias sob a forma de código – código genético.

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Ácidos nucleicos

Os ácidos nucleicos são polímeros de nucleótidos. O nucleótido é a unidade básica dos ácidos nucleicos.

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Ácidos nucleicos

O nucleótido é constituído por:- 1 grupo fosfato, - 1 pentose (desoxirribose ou ribose),- 1 base azotada (adenina, timina, uracilo, citosina ou

guanina).

Existem:- 4 nucleótidos de DNA,- 4 nucleótidos de RNA.

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Ácidos nucleicos

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Ácidos nucleicos

Os ácidos nucleicos são formados pela união de diferentes nucleótidos, constituindo cadeias polinucleotídicas.

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Ácidos nucleicos

Em cada cadeia polinucleotídica, o número e tipo de nucleótidos é diferente, assim como a sequência em que se encontram na cadeia.

É esta sequência de nucléotidos nas cadeias dos ácidos nucleicos que determina a grande variabilidade de informação genética e, consequentemente, a enorme variedade de seres vivos.

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Ácidos nucleicos - DNA

O DNA é uma macromolécula constituída por duas cadeias polinucleotídicas enroladas em hélice.

A pentose do DNA é a desoxirribose.

As bases azotadas são a guanina, a citosina, a timina e a adenina.

O DNA localiza-se fundamentalmente no núcleo (também existe nas mitocôndrias e nos cloroplastos).

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Ácidos nucleicos - RNA

O RNA é constituído por uma única cadeia polinucleotídica.

A pentose do RNA é a ribose. As bases azotadas são a guanina, a

citosina, a adenina e o uracilo. O RNA encontra-se fundamentalmente

no citoplasma e no núcleo (no nucléolo).

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Ácidos nucleicos

Ácido nucleicoNº de

cadeiasAçúcar Bases Localização

RNA 1 Ribose A; C; G, U Citoplasma, nucléolo

DNA 2 Desoxirribose A; C; G; TNúcleo,

(mitocôndrias e cloroplastos)

Biomoléculas

PrótidosCompostos quaternários - C, H, O, N ...

GlícidosCompostos terciários - C, H, O

Lípidos

Compostos terciários – C, H, O ...

MonómerosAminoácidos Péptidos

PolímerosProteínas

(constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas)

MonómerosMonossacarídeos. glicose. frutose. ribose. desoxirribose ...

Dissacarídeos. sacarose. lactose ...

PolímerosPolissacarídeos. amido . glicogénio. celulose ...

MonómerosÁcidos gordosGlicerol(Ácido

fosfórico)(Base

azotada)…

PolímerosFosfolípidos(anfipáticos)Glicerídeos(neutras ou apolares)

....

Estrutura das Proteínas-Primária – sequência linear de aminoácidos-Secundária – em hélice-Terciária – ou globular-Quaternária – junção de várias cadeias polipeptídicas

Principais funções

-Energética – glicose, frutose…-Estrutural – celulose (plantas), quitina (insectos e parede celular de fungos) …-Reserva energética – amido (plantas), glicogénio (animais)- ...

Principais funções

-Estrutural – fosfolípidos das membranas celulares-Reserva energética - glicerídeos-Hormonal – testosterona e progesterona (h. sexuais)-Protectora – ceras (frutos, folhas, penas...)-...

Principais funções-Estrutural – nos constituintes celulares-Transporte – hemoglobina (transporta o O2)-Catalisadora – enzimas -Hormonal – insulina, adrenalina, ...-Imunológica – anti-corpos-Motora – actina e miosina dos músculos-Reserva-...

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