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