COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR
Biologia – prof. Marcia Marlise Biologiaprofma.blogspot.com
INTRODUÇÃO
• 95% COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS: CHONPS
• BIOLOGICAMENTE IMPORTANTES: sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca), fósforo (P), enxofre (S), entre outros.
• SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS E ORGÂNICAS
Nesta representação, a freqüência dos elementos que ocorrem na crosta de terra é indicada pela altura do bloco. Os elementos
encontrados em quantidades significativas em organismos vivos são protegidos no azul.
ELEMENTOS QUÍMICOS NA NATUREZA
Bioquímica: Composição dos Seres Vivos
Substâncias Inorgânicas: moléculas pequenas.
• Água
• Sais Minerais
Substâncias Orgânicas: moléculas complexas, formadas por cadeias
carbônicas.
• Glícídios (carboidratos)
• Lipídios
• Proteínas
• Vitaminas
• Ácidos Nucleicos
Água
• Está presente em todos os seres vivos.
• Solvente universal = polarizada; Subst. Hidrofóbicas e hidrofílicas
• Muitas reações químicas corporais dependem dela.
• Possui função termorreguladora.
• Quantidade de água no corpo varia com a idade, o metabolismo e a espécie.
• Queda na quantidade de água, no corpo dos seres vivos, pode provocar desidratação.
Calor específico - muito alto, Atua no equilíbrio da temperatura dentro da célula, impedindo mudanças bruscas de temperatura, que afetam o metabolismo celular. Poder de solvente - muito grande. É, por isso, considerada o solvente universal. Essa propriedade é muito importante, pois todas as reações químicas celulares ocorrem em solução. Além disso, a água é importante meio de transporte de substâncias dentro e fora das células. • Pode ser um produto → síntese de desidratação (união de aa) • Pode ser um reagente em hidrólise Sacarose + água → glicose + frutose
Apresenta grande importância sob o
ponto de vista biológico devido às
suas propriedades físico-químicas:
Tensão superficial/Coesão = pte de H - grande.
Moléculas com cargas aderem fortemente às moléculas de
água, o que permite a manutenção da estabilidade coloidal.
Capilaridade – capacidade que a água tem de “subir
pelas paredes” de vasos (hidrófilos) = transporte de
xilema e floema.
Sais Minerais
• Estão presentes em pequenas quantidades nas células.
• São essenciais para o metabolismo.
• A carência de sais minerais pode provocar o mal funcionamento do organismo.
• São exemplos de sais minerais: magnésio, sódio, ferro, potássio, fosfato, iodo, cálcio, cloro, flúor, enxofre, zinco, selênio etc.
Livres no reino mineral ou nos seres vivos = reguladores da atividade das células • Podem ser solúveis ou insolúveis em água. • FORMA IÔNICA: sais minerais solúveis dissolvidos em água, formam os íons. É nessa forma que eles desempenham a sua atividade reguladora fundamental. • FORMA IMOBILIZADA: sais minerais insolúveis em água entram na composição de estruturas esqueléticas e de sustentação, como os ossos, nos vertebrados, ou os pólipos de corais ou carapaças de algas diatomáceas, entre outras.
SAIS MINERAIS
• Íon Cálcio (Ca) ++ esqueleto, contração muscular, coagulação. • Íon Magnésio (Mg) 2+ clorofila
• Íon Fosfato (PO4) 3- (componente do ATP e de nucleotídeos)
• Íon Fluoreto (F) - cáries • Íon Zinco (Zn) ++ enzimas • Íon Iodeto (I) - hormônios da tireóide
• Íon Ferro (Fe) ++ hemoglobina
• Íon Sódio (Na) + líquido extracelular, estímulos nervosos nos neurônios
• Íon Potássio (K) + contração muscular, estímulos nervosos e ao
equilíbrio hídrico
SAIS MINERAIS – principais íons
• Também chamados de açúcares ou glicídios.
• Maioria dos carboidratos possuem função energética, mas podem atuar na constituição estrutural e genética.
• São formados por átomos de C, H e O.
• Podem ser classificados em: monossacarídeos, oligossacarídeos/dissacarídeos e polissacarídeos.
Carboidratos
• Menores moléculas de carboidratos = MONOSSACARÍDEOS (3 A 7 CARBONOS)
• Fórmula geral: Cn(H2O)n – onde n= nº de C.
• Exemplos: trioses, tetroses, pentoses e hexoses, heptose.
Carboidratos: Monossacarídeos
Carboidratos: Monossacarídeos
• HIDROSSOLÚVEIS E ADOCICADOS
TIPOS DE CARBOIDRATOS - MONOSSACARÍDEOS
PENTOSES
Fórmula Nome Função
C5H10O5 Ribose Componente do RNA
C5H10O4
Desoxirribose Componente do DNA
HEXOSES C6H12O6
Glicose
Frutose
Galactose
Energética
Carboidratos: Oligossacarídeos
• Formados pela união de 2 até 10 monossacarídeos = ligação glicosídica.
• A união de 2 ou mais monossacarídeos ocorre através da reação de síntese desidratação (perda de uma molécula de água).
• Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes =hidrosolúveis e adocicados
Carboidratos: Oligossacarídeos
Exemplos de dissacarídeos:
Carboidratos: Polissacarídeos
• Formados por
centenas, milhares de
monossacarídeos.
Exemplos de
polissacarídeos
TIPOS DE CARBOIDRATOS – POLISSACARÍDEOS • SÃO MOLÉCULAS GRANDES (POLÍMEROS OU MACROMOLÉCULAS)
• REPETIÇÃO DE MUITAS MOLÉCULAS DE MONOSSACARÍDEO
• INSOLÚVEIS E SEM SABOR ADOCICADO
• PRINCIPAIS:
– CELULOSE: FORMA A PAREDE CELULAR DE VEGETAIS.
– QUITINA: FORMA O EXOESQUELETO DE ARTRÓPODES/ PAREDE CEL FUNGOS.
– AMIDO: RESERVA ENERGÉTICA DE VEGETAIS.
– GLICOGÊNIO: RESERVA ENERGÉTICA DOS ANIMAIS/FUNGOS.
Lipídios • Possuem função energética e estrutural.
• Apresentam maior quantidade de energia que os carboidratos.
• São a 2ª fonte de energia do organismo.
• São formados por C, H e O (uma molécula de glicerol ligada a três cadeias de ácidos graxos).
• São insolúveis em água, e solúveis em subst. Orgânicas apolares como, éter e álcool.
Lipídios
• SÃO OS ÓLEOS E AS GORDURAS;
• FORMADOS POR ÁC. GRAXO E GLICEROL;
• FUNÇÃO ESTRUTURAL E ENERGÉTICA;
• À TEMPERATURA AMBIENTE OS ÓLEOS SÃO LÍQUIDOS E AS GORDURAS SÃO SÓLIDAS.
ÁCIDOS GRAXOS
Saturados – sólidos a
temperatura ambiente
GORDURA ANIMAL/TECIDO
ADIPOSO
Insaturados - líquidos a
temperatura ambiente
ÓLEOS/SEMENTES
Lipídios - GLICERÍDIOS
• FORMADOS POR ÁCIDOS GRAXOS COM ÁLCOOL DE CADEIA LONGA (ATÉ 16 C).
• SÃO ALTAMENTE INSOLÚVEIS NA ÁGUA.
• NOS VEGETAIS IMPERMEABILIZAM EVITANDO A TRANSPIRAÇÃO EXCESSIVA E PROTEÇÃO = FOLHAS E FRUTOS.
• CERAS DE ABELHA, CERA DE OUVIDO (CERÚMEN), GLÂNDULA SEBÁCEA E URUPIGIANA... SÃO CERAS ANIMAIS.
Lipídios – CERÍDIOS / CERAS
Lipídios - fosfolipídios
• APRESENTAM 4 ANÉIS DE C INTERLIGADOS.
• FORMADOS POR ÁC. GRAXO E ÁLCOOL;
• O COLESTEROL É O PRINCIPAL: SERVE DE MATÉRIA PRIMA PARA OS DEMAIS.
• ALÉM DE FORMAR HORMÔNIOS ENTRAM NA COMPOSIÇÃO DAS MEMBRANAS CELULARES E DA BILE.
• ♂ TESTOSTERONA
• ♀ PROGESTERONA E ESTRÓGENO
Lipídios - ESTERÓIDES
COMPONENTES QUÍMICOS DA S CÉLULAS – LIPÍDIOS
O colesterol forma um complexo com os
lipídeos e proteínas, chamado
lipoproteína - LDL
A LDL (Low-Density Lipoproteins) acaba
sendo oxidada por radicais livres
presentes na célula.
O COLESTEROL NO SANGUE
COMPONENTES QUÍMICOS DA S CÉLULAS – LIPÍDIOS
Esta oxidação aciona um
mecanismo de defesa e,
imediatamente,
glóbulos brancos juntam-se ao sítio,
e este fica inflamado
Cria-se uma placa no meio do
vaso sanguíneo; ocorre uma
deposição lenta de cálcio =
ATEROSCLEROSE,
numa tentativa de isolar a área
afetada.
COMPONENTES QUÍMICOS DAS CÉLULAS – LIPÍDIOS
Isto pode interromper o
fluxo sanguíneo normal
e vir a provocar inúmeras
doenças cardíacas. De fato,
a concentração elevada de
LDL no sangue é a
principal
causa de cardiopatias.
COMPONENTES QUÍMICOS DAS CÉLULAS – LIPÍDIOS
Plantas – produzem fitoalexínas
RESVERATROL - nas cascas da uva
High-Density Lipoproteins - HDL
É responsável pelo transporte
reverso do colesterol - carrega o
colesterol em excesso de volta
para o fígado = BILE.
HDL sanguíneo
Vitis sp.
• Colesterol, quando em excesso o LDL pode se depositar nas artérias causando a aterosclerose ou infarto do miocárdio.
Lipídios - ESTERÓIDES
Proteínas
• Substâncias orgânicas mais abundantes nos seres vivos.
• Possuem função estrutural, enzimática, hormonal, imunológica etc.
• São formadas por átomos de C, H, O e, às vezes, S.
• Os aminoácidos são as unidades proteicas.
• Unem-se em n° de dezenas, centenas ou milhares = cadeia polipeptídica.
Proteínas • Cada aminoácido é composto por um carbono alfa, um
grupamento amina e um grupamento carboxila e um hidrogênio. Junto ao carbono alfa temos o radical, o qual muda de aminoácido para aminoácido.
• Os aminoácidos são unidos entre si pelas ligações peptídicas.
• Podem ser classificados em dipeptídeo, tripeptídeo,
oligopeptídeo e polipeptídeo.
Proteínas
Classificação dos aminoácidos:
• Os aminoácidos NATURAIS são os que um ser vivo pode produzir.
• Os aminoácidos ESSENCIAIS são os que um ser vivo não pode produzir, portanto devem ser obtidos via alimentação.
A lista de aminoácidos naturais e essenciais muda de espécie para espécie.
Proteínas
Classificação dos aminoácidos:
Naturais Essenciais
Glicina Histidina Fenilalanina
Alanina Asparagina Valina
Serina Glutamina Triptofano
Cisteína Prolina Treonina
Tirosina Lisina
Ácido Aspártico Leucina
Ácido Glutâmico Isoleucina
Arginina Metionina
Proteínas • Os aminoácidos são unidos
entre si pelas ligações peptídicas.
Proteínas
Estrutura das proteínas:
Proteínas
Estrutura das proteínas – FUNÇÃO E FORMA
• A FUNÇÃO DE CADA PROTEÍNA DEPENDE DE SUA FORMA.
• PROTEÍNAS PODEM SER MATERIAL DE CONSTRUÇÃO DOS SERES VIVOS: FUNÇÃO ESTRUTURAL.
• PROTEÍNAS PODEM PROMOVER REAÇÕES QUÍMICAS (CATALISADORES) E SÃO CHAMADAS ENZIMAS.
Proteínas
Estrutura das proteínas – FUNÇÃO E FORMA
• A FORMA DA PROTEÍNA É DETERMINADA PELA SUA ESTRUTURA:
• PRIMÁRIA: É DADA PELA SEQÜÊNCIA DE AMINOÁCIDOS. É FILAMENTOSA. A TROCA DE UM AMINOÁCIDO PODE ALTERAR SUA FORMA.
• SECUNDÁRIA: É O FILAMENTO PRIMÁRIO ENROLADO EM ESPIRAL.
• TERCIARIA: A ESPIRAL SECUNDÁRIA SE ENROLA FORMANDO UMA ESFERA.
• QUATERNARIA: É O MODO COMO AS PROTEÍNAS TERCIÁRIAS SE DISPÕEM (2 OU +).
Proteínas
Estrutura das proteínas:
Ordem dos
aminoácidos
Espiral da
estrutura
primária
A secundária
dobrada sobre
si em globo.
Várias proteínas
terciárias.
Desnaturação de Proteínas:
• É A ALTERAÇÃO DA FORMA (ESTRUTURA) DA PROTEÍNA POR EFEITO DA TEMPERATURA, PH, SALINIDADE. PODE SER IRREVERSÍVEL OU REVERSÍVEL.
• CLARA DE OVO: NO OVO CRU É PROTEINA NATIVA. APÓS FRITA OU COZIDA É PROTEÍNA É DESNATURADA.
• CASEÍNA (DO LEITE) ACRESCENTANDO ÁCIDO (LIMÃO OU VINAGRE) COALHA, VIRA PARACASEÍNA (COALHADA – é a proteína desnaturada).
Proteínas: enzimas
• Aceleram as reações químicas;
• Diminuem o gasto de energia na reação;
• Possuem alta especificidade enzima-substrato (modelo da chave-fechadura).
Proteínas: enzimas
Proteínas: atuam na imunização
• Anticorpos defendem o nosso corpo.
• Podemos classificar o processo de imunização em:
• Imunização ativa: organismo aprende a “fabricar” anticorpos, ou pegando a doença ou através de vacinas.
• Imunização passiva: quando o organismo recebe pronto os anticorpos (amamentação, placenta, soro).
Vitaminas
• Necessárias em pequenas quantidades.
• Indispensáveis para o funcionamento do corpo.
• Atuam como reguladoras das reações químicas.
Podem ser classificadas em:
• Lipossolúveis: se dissolvem em lipídios. Ex.: vitaminas A, D, E e K.
• Hidrossolúveis: se dissolvem em água. Ex.: vitamina C e vitaminas do complexo B.
V I T A M I N A S
Vitaminas - DOENÇAS (O balancê,..., quero dançar com você)
Sem a vitamina C,
Escorburto pega você
E o raquitismo acontece, porquê?
Falta a vitamina D.
Quando há cegueira noturna,
Falta a vitamina A
Quando há hemorragia,
Falta a vitamina K
Sem a vitamina E,
Rato não vai ter nenê
E o beri-beri acontece porque,
Falta a vitamina B (um)
Ácidos Nucleicos
• Comandam as atividades celulares.
• São a base dos caracteres hereditários.
• São conhecidos por DNA ou ADN (ácido desoxirribonucleico) e o RNA ou ARN (ácido ribonucleico).
• São formados por unidades denominadas nucleotídeos.
• Cada nucleotídeo é formado por um grupo fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada.
Ácidos Nucleicos
C G
T A
Ácidos Nucleicos
Para memorizar as bases
nitrogenadas e diferenciá-las,
guarde:
PUlGA (pulga): PU = púrica, G =
guanina, A = adenina;
PITUCa (pituca): PI = pirimidina, T =
timina, U = uracila e C = citosina;
Ácidos Nucleicos
Diferenças entre DNA e RNA:
Diferenças
entre
DNA
e
RNA