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CITOQUÍMICA DA CÉLULA
Profª. Andréa R. Franz
CITOLOGIA E CITOQUÍMICA
CONCEITOS
CITOLOGIA É a área da Biologia que estuda a célula, suas estruturas, composição e funcionamento.(Biologia Celular).
CITOQUÍMICA Estuda especificamente a composição química da célula.(Bioquímica celular).
CITOQUÍMICA
É a parte da citologia que estuda a química celular.
Os principais elementos encontrados nas células são: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S)= CHONPS.
Os constituintes químicos das células podem ser divididos em 2 grupos:
Inorgânicos – água e sais minerais;
Orgânicos – glicídios, lipídios, proteínas, enzimas, ácidos nucléicos e vitaminas.
CITOQUÍMICA
Composição média geral das células :
Água : cerca de 75 a 85% do peso de qualquer ser vivo, o resto é : proteínas(10 a 15%), lipídios (2 a 3%), glicídios (1%), ácidos nucléicos (1%), além de 1% de sais minerais. -animais – 60% de água; 17% de proteínas; 12% de lipídios; 6% de glicídios; 4,5% de sais minerais.
vegetais-75% de água; 4%de proteínas; 0,5% de lipídios; 18% de glicídios; 2,5% de sais minerais.
ÁGUA (COMPOSTO INORGÂNICO)
MODELO DA MOLÉCULA DE ÁGUA
Uma molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. A água é considerada uma molécula polar.•Solvente universal;
ÁGUAImportância da água para os seres vivos
controle da temperatura;
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ÁGUAImportância da água para os seres vivos
veículo;
http://s100.photobucket.com/albums/m32
ÁGUAImportância da água para os seres vivos
lubrificante;
ÁGUAImportância da água para os seres vivos
Indispensável ao metabolismo;
Detalhe do metabolismo celular
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www.colegioweb.com.br
ÁGUA Importância da água para os seres vivos capilaridade (adesão e Coesão);
ÁGUAImportância da água para os seres vivos
agente passivo na osmose;
SAIS MINERAIS
São numerosos os sais encontrados nos seres vivos, cada um deles com sua função específica, como:
Sais de cálcio – fortalece os ossos; Sais de sódio e potássio – controlam a permeabilidade às
substâncias que entram e saem do organismo, bem como os impulsos elétricos que percorrem os nervos;
Sais de magnésio – faz com que se forme o pigmento verde (clorofila) das folhas dos vegetais;
Sais de iodo – regulam o funcionamento da glândula tireóide;
Sais de ferro – importante na produção dos glóbulos vermelhos;
Sais de fósforo – são importantes no acúmulo de energia; Bicarbonatos – neutraliza o excesso de ácido (acidez).
CARBOIDRATOS
Os carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono ou glicídios, são compostos orgânicos geralmente constituídos por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais substâncias produzidas nas plantas durante o processo de fotossíntese. Normalmente usados como fonte de energia pelos seres vivos, podem também ter função estrutural.
Os carboidratos podem ser divididos em três grandes grupos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
MONOSSACARÍDEOS
São carboidratos simples, que não sofrem hidrólise, de fórmula geral C (H O ) , onde n varia, geralmente, de 3 a 7. As pentoses e as hexoses são os monossacarídeos mais importantes e mais comuns nos seres vivos.
Exemplos de monossacarídeos:
Monossacarídeos Ocorrência e papel biológico
Galactose (C H O )
É um dos componentes do açúcar do leite (lactose). Tem função energética.
Frutose(C H O )
Mel e frutos diversos. Tem função energética.
Glicose (C H O )
Mel e frutos diversos. Tem função energética.
Ribose(C H O )
Componente estrutural do ácido ribonucléico (RNA).
Desoxirribose(C H O )
Componente estrutural do ácido desoxirribonucléico (DNA). Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos.
OLIGOSSACARÍDEOSSão carboidratos formados pela junção de dois a dez monossacarídeos, que se
separam por hidrólise. Os mais importantes oligassacarídeos para os
seres vivos são os dissacarídeos, formados por dois monossacarídeos.Principais dissacarídeos conhecidos:
Dissacarídeos Ocorrência e papel biológico
Sacarose (glicose + frutose)
É o açúcar da cana e da beterraba. Tem função energética.
Lactose (glicose + galactose)
É o açúcar do leite. Tem função energética.
Maltose (glicose + glicose) É obtido do amido por hidrólise. Tem função energética.
POLISSACARÍDEOS Com fórmula geral igual a (C H O ) , os
polissacarídeos são macromoléculas formadas pela junção de muitos monossacarídeos.
Exemplos de importantes polissacarídeos: Polissacarídeos Ocorrência e papel
biológico amido e a reserva natural das plantas. É destituído de sabor e tem papel energético. Em sua constituição entram mais de 1400 moléculas de glicose.
Polissacarídeos
Ocorrência e papel biológico
Amido É a reserva natural das plantas. É destituído de sabor e tem papel energético. Em sua constituição entram mais de 1400 moléculas de glicose.
Celulose É o mais abundante polissacarídeo da natureza. Constitui o principal componente estrutural da parede celular das células vegetais. Contém cerca de 4000 moléculas de glicose.
Glicogênio É o polissacarídeo de reserva dos animais em geral. Armazenado principalmente nas células do fígado e dos músculos, pode conter mais de 30000 moléculas de glicose. Tem papel energético.
LIPÍDIOSOs lipídios são substâncias orgânicas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (benzina, éter, querosene, etc.).Podem ser líquidos (óleos de oliva, de soja, de milho, etc.) ou sólidos (gordura de coco, manteiga de cacau, manteiga de leite, banha, e sebo).Os lipídios, além de fazerem parte da estrutura dos seres vivos, fornecem-lhes energia. Além disso, é um isolante térmico contra o frio e amortecedor contra pancadas.Os lipídios apresentam em sua constituição átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio.Os principais grupos de lipídios são os glicerídeos, os cerídeos e os esteróides.
GLICERÍDEOS Os glicerídeos são ésteres, pois formam-se da reação
entre um ácido graxo e o glicerol. Os glicerídeos compreendem os óleos e as gorduras. Os óleos são derivados de ácidos graxos insaturados
(com dupla ligação entre carbonos) e são líquidos. As gorduras são derivadas de ácidos graxos
saturados (com ligações simples entre os carbonos) e são sólidos.
Além da função termo-isolante, os glicerídeos têm um importante papel de reserva energética, tanto nos animais como nos vegetais.
CERÍDEOS São ésteres formados por ácido graxo e álcool de cadeia
mais longa que o glicerol. Compreende as ceras que ocorrem na superfície de folhas e de frutos, impermeabilizando-os de maneira a evitar uma desidratação excessiva, são encontradas também na secreção de certos insetos (abelhas).
ESTERÓIDES Constituem um grupo de substâncias lipídicas formadas a
partir de álcoois policíclicos denominados esteróis. Entre os vários tipos de esteróis, destaca-se o colesterol. O colesterol participa da composição química da membrana das células animais, além de atuar como precursor de hormônios, como testosterona e a progesterona.
No corpo humano o colesterol pode ter duas origens: exógena – se ingerido através dos alimentos – e endógena – se fabricado pelo próprio organismo. O fígado não só produz como também degrada o colesterol, atuando como um órgão regulador da taxa dessa substância no sangue.
PROTEÍNAS
As substâncias orgânicas mais abundantes da matéria viva são as proteínas – macromoléculas constituídas de unidades menores denominadas aminoácidos.
As proteínas são encontradas nas carnes em geral, nos peixes, no leite e derivados, nos ovos em grãos diversos (feijão, soja).
OS AMINOÁCIDOS Os aminoácidos são substâncias orgânicas que
contêm sempre um grupo amina (- NH²) e um radical ácido – C – OH.
Aminoácidos não-essenciais Aminoácidos não-essenciais ou dispensáveis são
aqueles que o corpo humano pode sintetizar. São eles:alanina, asparagina, ácido aspártico,
ácido glutâmico, serina.Aminoácidos essenciais Os aminoácidos essenciais são aqueles que
não podem ser produzidos pelo corpo humano. Dessa forma, são somente adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais. São eles: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, histidina e valina.
Fenilalanina A Fenilalanina é um dos aminoácidos codificados
pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos.
É um composto natural que está presente em todas as proteínas (vegetais ou animais). O corpo humano necessita da fenilalanina, pois é uma parte integral de todas as proteínas do nosso corpo. Os humanos não conseguem sintetizar a fenilalanina, logo é um componente essencial da nossa dieta diária, sem ela o corpo não consegue funcionar.
A fenilalanina é encontrada no aspartame, um adoçante, substituto do açúcar e muito utilizado em bebidas, principalmente refrigerantes.
ESTRUTURAS DAS PROTEÍNAS
A seqüência dos aminoácidos determina a forma da molécula protéica. Assim, proteínas diferentes, sendo constituídas por aminoácidos diferentes. Acontece que a forma da proteína está intimamente associada a sua função.
Globulares
Fibrosas
PAPEL BIOLÓGICO DAS PROTEÍNAS
No organismo humano existem muitos tipos diferentes de proteínas, que executam as mais diversas funções como:
Função estrutural – participam da estrutura das células e dos tecidos. Exemplos:
Colágeno, proteína com alta resistência, encontrada na pele, nos ossos e nos tendões.
Miosina e actina, proteínas contráteis dos músculos, onde participam do mecanismo de contração muscular.
Queratina, proteína impermeabilizante encontrada na pele, nos cabelos e nas unhas, evita a desidratação.
Função hormonal – muitos hormônios de nosso organismo são de nosso natureza protéica, é o caso da insulina.
Função nutritiva – as proteínas fornecem aminoácidos, que podem ser usados como fonte de energia na respiração celular.
Função enzimática – sendo moléculas reguladoras das reações biológicas, as enzimas são fundamentais para a vida.
Função de defesa – existem células no organismo capazes de reconhecer a presença de proteínas não-específicas, isto é, estranhas a ele. Essas proteínas estranhas são chamadas de antígenos. Na presença de antígenos, o organismo produz proteínas de defesa, denominados de anticorpos. O anticorpo combina-se com o antígeno, neutralizando seu efeito. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo (linfócitos).
ENZIMAS, OS AGENTES REGULADORES DA VIDA
Catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química, sem ser consumida no processo. Proteínas que agem como catalisador são chamadas de enzima, cuja produção está subordinada ao material genético.
A natureza protéica do biocatalisador determina a existência de certas propriedades, tais como:
Especificidade de substratos – Entende-se por substrato as substâncias que reagem sob estímulo enzimático. As enzimas são específicas para um determinado substrato, isto é, as enzimas atuam sobre um tipo de substrato e não têm ação sobre substratos diferentes. Exemplos: amilases – amido; proteases – proteínas; lipases – lipídios.
Dependência da temperatura – A temperatura é um dos principais fatores que influem na atividade enzimática. Em geral, a cada 10 C° de aumento na temperatura do meio em que a enzima atua, observa-se que a atividade enzimática duplica ou triplica. Acima dos 40 C° a atuação da enzima diminui, porque se inicia a alteração de sua estrutura química. A enzima é, assim, levada ao estado de desnaturação, desorganizando-se de tal modo que perde suas propriedades biológicas e se torna inativa (desnaturação).
Dependência do pH – As enzimas tem um pH específico de ação. Exemplos: ptialina (amilase da saliva) pH 7,0; pepsina (protease do suco digestório do estômago) pH 2,0. Além ou aquém de seu pH ótimo, as enzimas diminuem gradativamente a sua atividade, até se tornarem inativas.
A ATUAÇÃO ENZIMÁTICA As enzimas oferecem aos reagentes –
denominados substratos – um sítio tridimensional chamado sítio ativo, onde eles se encaixam de modo preciso e específico, atingindo mais facilmente o estado ativado.
A ligação de uma enzima com seu substrato assemelha-se ao encaixe entre uma chave e uma fechadura com formas complementares, tal ligação geralmente apresenta elevada especificidade. A enzima sacarase, fraciona apenas a sacarose, mas não a lactose ou outras substâncias.
Chave
Fechadura
Especificidade
As enzimas possuem normalmente uma alta especificidade em relação às reações que catalizam e aos substratos que estão envolvidos nessas reacções. A forma complementar, carga e características hidrofílicas/hidrofóbicas, são responsáveis por esta especificidade.
