Coleção de Química Conceitual 3 - Elementos Químicos e seus Compostos
Compostos Químicos da célula
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Ciências Moleculares e Celulares
COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA
Pva, 04.03.2013Dra. Solana M. Boschilia
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Componentes químicos da célula
• Desenvolvimento de vários métodos de
fracionamento elementos sub-celulares
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Componentes químicos da célula
Pode-se classificar os componentes químicos em:
Inorgânicos Orgânicos
Sais e água Ácidos nucleicosCarboidratos
LipídiosProteínas• 75-85% água
• 2-3% sais inorgânicos• Restante= compostos orgânicos
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Componentes orgânicos da célula
• A maior parte das estruturas celulares contém lipídios e moléculas muito grandesmacromoléculas ou polímeros que são monômeros que se conectam por meio de ligações covalentes.
• Três polímeros são importantes:1. Ácidos nucléicos2. Polissacarídeos3. Proteínas.
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Água
• Exceto osso e dente, a água é o componente mais abundante nos tecidos;
• O conteúdo de água do organismo varia de acordo com idade e atividade metabólica
Ex. 90-95% de água no embrião e decai com idade.
• Atua como solvente natural de íons e como meio de dispersão coloidal da maior parte de macromoléculas. Indispensável para a atividade biológica processos fisiológicos ocorrem só em meio AQUOSO.
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Água
• Na célula, a água tem duas frações:
Ligada Livre
5% unida frouxamente a outras moléculas por ligação não covalente
95% total usada como solvente para solutos e
como meio de dispersão
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Água
A molécula da água é morfológica e eletricamente assimétrica
Dipolo pode se ligar eletrostaticamente com ambos tipos de carga.
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• A tendência da água de combinar íons negativos e positivos é frequentemente MAIOR do que a tendência de os íons combinarem entre si.
ex. NaCl + H2O altamente instáveis.
Água
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Sais
• A concentração de íons entre dentro e fora da célula é diferente.
• Os sais dissociados em ânions (Cl) e cátions (Na e K) são
importantes para manter a pressão osmótica e o equilíbrio ácido-
base da célula.
• A retenção de íons na célula aumento pressão osmótica, ou
seja, entrada de água.
• Indispensável para atividade celular certos elementos de Mn, Cu,
Co, I, Se, Ni, Mo e Zn.
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Sais
K+
Mg+2
Na+
Cl-
HPO4-2
HCO3-
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Ácidos nucléicos
• São macromoléculas de enorme importância biológica depósito de informação genética;
• Todos os seres vivos DNA e RNA• Vírus DNA OU RNA
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR
DNA transcrição RNA tradução proteínas
A informação do DNA é copiada em moléculas de RNAm, cujas sequencias de nucleotídeos contém o código que estabelecem a sequencia dos a.a. nas proteínas.
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Ácidos nucléicos
• Nos eucariotos DNA no núcleo integrando os cromossomos• Mitocôndrias e cloroplastos
RNA localiza-se tanto no núcleo quanto no citoplasma.
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Ácidos nucléicos
• Os ácidos nucleicos contem CH (pentoses), bases nitrogenadas e ácido fosfórico. A hidrólise gera:
DNA RNA
Pentose desoxirribose riboseBases purina Adenina, Guanina A, G
pirimidina Citosina, Timina C, Uracila
Ácido fosfórico H3PO4 H3PO4
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Ácidos nucléicos
• A molécula do ácido nucléico é um polímero cujos monomeros são nucleotídeos sucessivamente ligados por ligações fosfodiéster.
Liga o carbono 3´da pentose do nucleotídeo
com o carbono 5´da pentose do nucleotídeo
seguinte
Seu eixo tem pentoses e fosfatos e as bases
surgem ligadas às pentoses
• As bases nitrogenadas tem 2 tipos:
Purinas: tem 2 anéis fundidos entre si (A e G)Pirimidinas: tem anel heterocíclico (T e C) ou U (RNA)
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Ácidos nucléicos
• Outras diferença entre DNA e RNA DNA sempre em dupla;
Nucleosídeo: combinação de pentose +baseNucleotídeo: combinação de pentose+base+ácido fosfórico.
ex. adenosina (adenina +pentose)ex. adenosina trifosfato (adenina +pentose+fosfato)
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DNA
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DNA
• E. coli 3.400.000 pares de bases= 1.4 mm• Ser humano 1200 x isso de pares de bases = 1.70m
• Em cada molécula de DNA, a quantidade de A=T e C=G.
Características do DNA:1. Dupla hélice em torno de um eixo central;2. Ambas cadeias são ligadas entre pontes de H estabelecidas
entre os pares de bases. Os pares possíveis são:
A-T, T-A, C-G e G-C
As últimas são mais estáveis, 3 pontes.
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DNA
3. A base das cadeias variam consideravelmente, porém as cadeias são complementares.
Quando vai ter replicação e as cadeias se separam, uma delas serve de molde para a síntese de uma nova cadeia complementar,
gerando duas moléculas filhas da mesma composição da progenitora
DESENHO no quadro
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RNA
• Não é só uma fita simples, pode dobrar-se e se ligar, pareando-se;• ~ DNA;• Muda só a U no lugar de T;• Só tem uma cadeia de nucleotídeos;• Três tipos:
• RNAm- leva a informação genética, copiada do DNA que estabelece a sequência dos a.a. na proteína;
• RNAr- representa 50% da massa do ribossomo (outros 50% são proteínas) que é a estrutura que proporciona o apoio molecular para as reações químicas que originam a síntese proteica;
• RNAt- identifica e transporta os a.a. ao ribossomo.
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Carboidratos
• Compostos de C, H e O principal fonte de energia para a célula e são constituintes estruturais importantes das membranas celulares e matrix extracelular;
• De acordo com o número de monômeros classificam-se em:
• Monossacarídeos- açucares simples com fórmula geral :
Cn(H20)n
São classificados de acordo com o número de C que possuem: triose, tetrose, pentose, hexose. Ex. ribose e desoxirribose pentose
glicose hexose
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• Dissacarídeos- açucares formados pela combinação de 2 monomeros de hexoses, com a perda de uma molécula de água.
Fórmula:
C12H22O11
Ex. lactose glicose +galactose
• Oligossacarídeos- no organismo, os oligossacarídeos não estãolivres, e sim unidos a proteínas e lipídios de modo que fazemparte de glicolípidios e glicoproteínas. Podem ter cadeiasramificadas com distintos tipos de monossacarídeos.
Carboidratos
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Carboidratos
• Polissacarídeos- resultam da combinação de muitos monomerosde hexoses, com a perda de uma molécula de água.
Fórmula:
C6H10O5
• Quando hidrolizam, dão lugar os monossacarideos. Ex. amido e glicogênio reservas de célula vegetal e animal
celulose elemento estrutural da parede celular.
** são todos polímeros de glicose, o que muda são os tipos de ligações entre seus monômeros.
‘
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Lípidios
• Grupo de moléculas caracterizadas por sua insolubilidade em água e solubilidade em solutos orgânicos. Tais propriedades são devidas às suas longas cadeias hidrocarbonadas que são estruturas não polares e hidrófobas.
• Os lipídios mais comuns são:
• Triacilglicerol são triésteres dos ácidos graxos com glicerol. Cada ácido graxo é constituido por uma longa cadeia hidrocarbonada, cuja fórmula é:
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Lípidios
• Os depósitos intracelulares de lipideos , os quais o glicerol está esterificado por 3 ácidos graxos ficam em células como os adipócitos.
• Fosfolipídios: tem extremidades polares formadas por glicídios, em geral D-galactose.
• São classificados em :• Cerebrosídeos abundantes nas membranas das
células nervosas. Ex. bainha de mielina• Gangliosídeo
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Lípidios
• Esteróides- são lipídeos derivados de um composto chamado:
CICLOPENTANOPERIDROFENANTRENO
O mais importante: Colesterol
• Só os animais tem;• Encontrado nas membranas, outras partes da célula e fora
dela.• Diminui a fluidez das membranas.
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Proteínas
Proteínas
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Proteínas
Monômero é uma pequena molécula que pode ligar-se a outrosmonômeros, formando moléculas maiores polímeros.
Os monômeros que compõem as proteínas são os AMINOÁCIDOS (aa).
Um aa é um ácido orgânico no qual o C unido ao grupo carboxila(-COOH) está também ligado a um grupo amina (-NH2). Além disso,esse C se encontra ligado a um H e um radical (-R), que é diferentepara cada aa.
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Proteínas
Ex. Alanina
R
Constituem o componente orgânico mais abundante na célula equando oxidadas podem fornecer energia, apesar de ter funçãoplástica ou estrutural.
Várias funções na célula e no organismo: as enzimas; algunshormônios (insulina); anticorpos que são fundamentais nomecanismo de defesa do organismo.
funções relevantes na organização, conservação, no
crescimento, no funcionamento, na reconstrução e reprodução
dos organismos.
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Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Dois são ácidos:
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Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Três são básicos:
![Page 31: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/31.jpg)
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Cinco são neutros polares:
hidrófilos
![Page 32: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/32.jpg)
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Cinco são neutros não
polares:hidrófobos
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Proteínas
Ligação peptídica: união do grupo carboxila de um aa com o grupo amina do outro.
DipeptídioTripeptídeo
OligopeptídeoPolipeptídeo
Proteínas conjugadas ligadas a porções não protéicas. Ex: glicoproteínas, lipoproteínas, nucleoproteínas.
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Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
1. Primária-sequência de aa que
formam a cadeia protéica;
![Page 35: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/35.jpg)
Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
2. Secundária-configuração
espacial da proteína-α-hélice
Folha dobradaβ
![Page 36: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/36.jpg)
Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
3. TerciáriaÉ consequência da formação de novas
dobraduras nas estruturas α-hélice e
Folha dobrada β, dando configuração 3D para a proteína
![Page 37: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/37.jpg)
Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
4. QuarternáriaCombinação de 2 ou mais polipeptídeos,
originando moléculas de grande
complexidade ex. ribossomo (~50 tipos de proteínas)
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![Page 39: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/39.jpg)
Enzimas
A síntese e degradação de várias moléculas ocorrem por intermédio das ENZIMAS.
Elas atuam dentro de uma estreita faixa de temperatura e pH;
Ela são catalizadores biológicos;aceleram as reações químicas sem se
modificar, podendo ser usadas mais de uma vez.
![Page 40: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/40.jpg)
Enzimas
As enzimas (E) são proteínas ou glicoproteínas que tem um ou mais lugares denominados sítios ativos, os quais se unem ao substrato (S).
E+S [ES] E+P
![Page 41: Compostos Químicos da célula](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052413/559f927c1a28ab944e8b46b3/html5/thumbnails/41.jpg)
Enzimas
As enzimas podem ser inibidas reversível ou
irreversivelmente;