Biologia molecular 1

BIOLOGIA MOLECULAR

FRENTE 2 A – AULA 3

Composição Química da Célula

Inorgânicos

• Água

• Sais Minerais

Orgânicos

• Carboidratos

• Lipídios

• Proteínas

• Ácidos Nucléicos

• Vitaminas

Composição Química da Célula

ÁGUA

� A água é um solvente universal.

� A água é um regulador de temperatura.

� Lubrificante de orgãos e tecidos ,

� Participa de reações químicas (hidrólise),

� Transporte de substâncias.

Oxigênio

Hidrogênio

VARIAÇÃO DA TAXA DE ÁGUA

• 1- ESPÉCIE

• 2- IDADE

• 3- TECIDO

Os Sais Minerais(Moderadores das atividades celulares)

São encontrados de três formas nos organismos:

1) Componentes de estruturas esqueléticas(Cristalina): o cálcio na constituição de carapaças,esqueletos e casca dos ovos.

2) Dissolvidos na água (iônica): como o meiointracelular é rico em água, os sais não estão naforma de cristais, mas como íons, partículasdotadas de carga elétrica (Ex:sódio e potássio).

3) Associados a moléculas orgânicas (Molecular):Hemoglobina +Ferro, Clorofila+Magnésio

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CARBOIDRATOS

• Os carboidratos são também conhecidos como Glicídios, Glúcides ou Açúcares (Fórmula Geral CnH2nOn).

• São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio.

• Representam a principal fonte de energia para a célula.

CARBOIDRATOS

• Energética: 1g = 4kcal

• Estrutural: Celulose e Quitina.

• Reserva energética: Amido e Glicogênio

• Genética: Ribose e Desoxirribose

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS(Tamanho das moléculas)

MONOSSACARÍDEOS

• São compostos que não podem ser hidrolisados em compostos mais simples.

• Contêm de três a seis átomos de carbono.

• Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose

• Glicose : é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

MONOSSACARÍDEOS

C5H10O5

C5H10O4


MONOSSACARÍDEOS

C6H12O6


OLIGOSSACARÍDEOS (DISSACARÍDEOS )

• São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos.

• Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce.

• Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.


DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS


POLISSACARÍDEOS

• Formados por várias moléculas de monossacarídeos.

• Os quatro polissacarídeos mais importantes: Amido e glicogênio (energéticos)Celulose e quitina ( estrutural)

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOSPOLISSACARÍDEOS

QUITINA

LIPÍDIOS

• Formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.

• União de ácido graxo e álcool (glicerol)

• Exemplos: gorduras, ceras e óleos

• Insolúveis na água (hidrofóbicos).

• Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismosão os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.

FUNÇÕES:

• Estrutural: formação de membranas;

• Reserva energética;

• Isolante térmico;

• Impermeabilizante;

• Hormonal.

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Meio extracelular

citoplasma

filamentosprotéicos

proteína de reconhecimento receptor protéico

proteínatransportadora

sítio ligante

bicamadalipídica

fosfolipídio colesterol

carboidrato

LIPÍDIOS NA MEMBRANA PLASMÁTICA

LIPÍDIOS MAIS COMUNS

• Cerídeos;

• Glicerídeos;

• Fosfolipídios (membranas);

• Esteróides;

Glicerídeos

�Plantas e animais ( óleos e gorduras)

�Isolante térmico ;

�Reserva de energia em animais;

Cerídeos

�Impermeabilização de superfícies

sujeitas a desidratação.

Ex: Folhas e frutos

ESTERÓIDES

•É necessário para a síntese de

vitamina D.

•Anti-alérgico e anti-inflamatório (Cortisona);

•Hormônios sexuais ( estrógeno, progesterona e testosterona)

FOSFOLIPÍDIOS

• Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol.

• São os principais componentes das membranas celulares.

LDL e HDLO LDL (baixa densidade) transporta colesterol do fígado para os tecidos, fazendo com que fique disponível na corrente sanguínea e possa aderir na parede dos vasos sanguíneos. O HDL (alta densidade) faz o caminho inverso, tira colesterol dos tecidos e devolve para o fígado onde é estocado ou liberado no intestino para excreção.

A produção das lipoproteínas é regulada pelos níveis de colesterol. Colesterol derivado de gorduras saturadas e gordura trans favorecem a produção de LDL, enquanto que o consumo de gorduras insaturadas, encontrada no azeite, peixes e amêndoas, por exemplo, promovem a produção do HDL.

PROTEÍNAS (polipeptídeos)

• São constituintes básicos da vida;

• São macromoléculas formadas de aminoácidos (peptídeos);

• Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica;

• Tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados de ligações peptídicas entre os grupos amina (-NH2) de um aminoácido e carboxila (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono de cada um dos aminoácidos;

FUNÇÕES:

• Plástica e Estrutural (Membranas, Músculos)

• Energética

• Hormonal ( Insulina, GH e Tiroxina )

• Defesa Imunitária ( Anticorpos)

• Enzimática (Aceleram reações químicas)

BIOCATALISADORES

AMINOÁCIDOS

• Um aminoácido = um peptídio

• A formação de um polipeptídio ocorre quando diversosaminoácidos se unem.

• As proteínas são polipeptídios, sendo que a maioria dasproteínas é composta por mais de uma cadeia depolipeptídeos.

Obs.: O número de ligações peptídicas em uma proteína = aonúmero de aminoácidos – 1.

AMINOÁCIDO

AMINOÁCIDOS

• Naturais: O organismo sintetiza;

• Semiessenciais: O organismo produz em quantidade insuficiente;

• Essenciais: Provenientes da alimentação.

* Insulina= 51 aminoácidos* Hemoglobina = 574 aminoácidos

PROTEÍNAS

Tipo FunçãoProteínas estruturais

Componentes das membranas celulares Desempenham diversas funções: determinam o diâmetro dos poros; auxiliam os hormônios no “reconhecimento” celular

Colágeno Componente estrutural dos músculos e tendões

Queratina Parte da pele e do pêlo

Hormônios peptídicos (p. ex., insulina, hormônio do crescimento)

Muitos hormônios são proteínas e exercem efeitos sobre diversos sistemas orgânicos

Hemoglobina Transporte de oxigênio

Anticorpos Protegem o corpo contra organismos causadores de doenças

Proteínas plasmáticas Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos

Proteínas musculares Tornam o músculo capaz de contrair

Enzimas Regulam os padrões das reações químicas

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Quanto à composição:

� Proteínas simples (Apenas aminoácidos)

Ex. albuminas, globulinas

� Proteínas conjugadas (Radical não proteico)Parte proteica: apoenzima / Não proteica: coenzima = holoenzima

Ex. Lipoproteínas, glicoproteínas

GRAU DE ESTRUTURAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Ligaçõespeptídicas

Pontes de Hidrogênio.Distribuição espacial e tridimensional.

Na quaternária, várias cadeias polipeptídicas.

Pontes de HidrogênioAdquirindo a forma

alfa-hélice.

Estrutura primária

Estrutura secundária

Estrutura terciária

Estrutura quaternária

Enzimas

As enzimas são proteínas especializadas em catalisarreações biológicas, ou seja aumentam a velocidade de umareação química sem interferir no processo. Elas estãoassociadas a biomoléculas, devido as suas especificidade epoder catalítico.

Classificação das Enzimas

LOCAL DE AÇÃO:

• Endocelulares = produzidas no interior das células, onde vão agir.

• Ectocelulares = produzidas no interior da célula, mas agem em outras partes do corpo Ex: Enzimas digestivas

COMPOSIÇÃO QUÍMICA:

• Simples = formadas somente por aminoácidos (Apoenzima)

• Conjugadas = possuem uma porção não protéica (Coenzima).

Características das Enzimas

1- Especificidade de substrato:

(pontos de encaixe)


2- Podem ser reutilizadas!

Obs.: NÃO FAZEM PARTE DO PRODUTO FINAL DA REAÇÃO!


3- Reversibilidade de Ação

Ex.: SACAROSE GLICOSE + FRUTOSE

SUCRASE


4- Ação proporcional à concentração de substrato:


5- Inibição Competitiva

Substâncias que competem pelo mesmo sítio ativo de uma determinada enzima.


6- Temperatura e pH

FUNÇÃO

• Atuam principalmente como reguladoresda atividade celular.

• Encontram-se na forma:• Insolúvel

• Dissolvidos em água

FÓSFORO

• É importante na regulação do metabolismo celular e no fornecimento de fosfatos para a geração de energia.

• É essencial para a síntese de ácidos nucléicos e adenosina trifosfato (ATP).

POTÁSSIO

• Participa do processo de excreção

• Produção de impulso nervoso ( Bomba de Sódio-Potássio)

MAGNÉSIO

• É co-fator de várias enzimas;

• Participa na ativação das enzimas glicolíticas( quebra da

glicose);

• Estimula a síntese de ácidos graxos essenciais;

• Estimula a Bomba Sódio -Potássio

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Quanto à forma:

� Proteínas fibrosas: são insolúveis em água, compridas e filamentosas. A maioria tem função estrutural ou protetiva. Ex. colágeno

� Proteínas globulares: geralmente solúveis em água, formam estruturas compactas fortemente enroladas em forma globular ou esférica.

Função relacionada com manutenção e regularização de processos vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.

ELEMENTOS MINERAIS

• Cálcio: Estimula o crescimento celular pela incorporação na parede celular e membrana plasmática.

• Ferro: É necessário para síntese dos citocromos e de certo pigmentos.

VITAMINAS

• São compostos orgânicos imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas, requeridos pelo corpo em quantidades mínimas para realizar funções celulares.

• São usualmente classificadas em dois grupos com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos.

CLASSIFICAÇÃO

• HIDROSSOLÚVEIS

Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico, Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico.

• LIPOSSOLÚVEIS

Vitamina A, D, E e K.

FUNÇÕES

• Agem muitas vezes como coenzimas ou como parte de enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à saúde humana.

• Mantêm a saúde ideal e a prevenção de doenças crônicas.

ÁCIDOS NUCLÉICOS

DEFINIÇÕES

É unidade estrutural básica dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), constituídos por bases purinas (A, G) ou pirimídicas (C, T), ribose ou desoxirribose e ainda grupamento fosfato.

� NUCLEOTÍDEOS:

Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento.

É um polímero formado por nucleotídeos, sendo o açúcar desoxirribose e as bases purinas e pirimídicas (C, T, G, A), proporcionando formação de uma fita dupla.

DNA

PAREAMENTO DAS BASES

A=T

C G

Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução.

Assim como o DNA, o RNA também écomposto por nucleotídeos, porém difereem certos aspectos:

• O açúcar é uma ribose;

• A base pirimídica timina é substituída pela uracila;

• Forma somente fita de RNA simples, isto implica que haverá uma porcentagem diferente de A com T e C com G

RNA

TIPOS DE RNA1) RNAm (mensageiro)

Produzido pelo DNA no núcleo;Leva a “mensagem” ao citoplasma;Associa-se aos ribossomos.

2) RNAr (ribossômico)É o mais comprido;Matéria-prima para formar os ribossomos;Sem ribossomo não há tradução.

3) RNAt (transportador)Em certa região, apresenta 3 bases livres, chamadas anti-

códon;Captura os aminoácidos do citoplasma e os leva aos ribossomos;O mesmo aminoácido pode ser carregado por 2 ou 3 tipos de RNA-t.

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