compostos químicos da célula
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Ciências Moleculares e Celulares
COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA
Pva, 04.03.2013Dra. Solana M. Boschilia
Componentes químicos da célula
• Desenvolvimento de vários métodos de
fracionamento elementos sub-celulares
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
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.
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.
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
Água
A molécula da água é morfológica e eletricamente assimétrica
Dipolo pode se ligar eletrostaticamente com ambos tipos de carga.
• 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
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.
Sais
K+
Mg+2
Na+
Cl-
HPO4-2
HCO3-
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.
Ácidos nucléicos
• Nos eucariotos DNA no núcleo integrando os cromossomos• Mitocôndrias e cloroplastos
RNA localiza-se tanto no núcleo quanto no citoplasma.
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
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)
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)
DNA
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.
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
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.
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
• 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
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.
‘
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:
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
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.
Proteínas
Proteínas
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.
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.
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Dois são ácidos:
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Três são básicos:
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Cinco são neutros polares:
hidrófilos
Proteínas
Existem 20 tipos de aa existentes nas proteínas:
Cinco são neutros não
polares:hidrófobos
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.
Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
1. Primária-sequência de aa que
formam a cadeia protéica;
Proteínas
Níveis de organização estrutural das proteínas:
2. Secundária-configuração
espacial da proteína-α-hélice
Folha dobradaβ
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
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)
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.
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
Enzimas
As enzimas podem ser inibidas reversível ou
irreversivelmente;