composição química dos seres vivos
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(Composição química dos seres vivos)
Livro 1 - página 128 a 152
(Célula e seus componentes – Introdução)
Livro 1 – página 160 a 166
Histórico 1665: Robert Hooke Compartimentos (Células)
1840: Theodor Schwann Teoria Celular
1. Todos os organismos são constituídos de uma ou mais células
2. A célula é a unidade básica de organização dos organismos
3. Toda a célula vem de outra preexistente
INTRODUÇÃO
Características Unidades biológicas compartimentalizadas Complexo de moléculas agrupadas por funções Características estruturais comuns: Arquitetura Processos metabólicos: Replicação de DNA
Síntese protéica Produção de energia
Classificação: Procarióticas e Eucarióticas
CÉLULA
citoplasmacitoplasma
núcleonúcleo
EucarióticaEucariótica ProcarióticaProcariótica
membranamembrana
cariotecacarioteca
PROCARIOTO
• Seres Heterótrofos.
• Ausência de organela associada à fotossíntese (cloroplasto).
• Ausência de parede celular.
• Vacúolo pequeno.
• Seres Autótrofos.
• Presença de cloroplasto.
• Presença de parede celular.
• Ausência de lisossomos.
• Vacúolo grande.
Características Procariotos Eucariotos
1. Envoltório Nuclear (carioteca)
2. Cromossomo
3. Nucléolo
4. Citoplasma
5. Organelas membranosas
6. Organização Celular
Ausente
Único
Ausente
Sem Citoesqueleto
Nenhuma
Unicelulares
Presente
Múltiplos
Presente
Citoesqueleto
Várias
Uni e Multicelulares
PROCARIOTO x EUCARIOTO
SERES UNICELULARES
Possuem uma única célula. Bactérias, protozoários, leveduras. Podem ser procariontes (bactérias) ou eucariontes (protozoários, fungos (leveduras), algas unicelulares).
SERES PLURICELULARES
Possuem várias células. São eucariontes. Maioria dos fungos, vegetais, animais.
Água e Sais Minerais
Carboidratos
ProteínasLipídios Ácidos Nucléicos
O segredo da vida!
CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DAS CÉLULAS
Água Sais Minerais
Proteínas Carboidratos Lipídios Ácidos nucleicos Vitaminas
InorgânicosOrgânicos
75 a 85%
12 a 23%
2 a 3%
COMPONENTES MOLECULARES
Características
Encontrada em maior quantidade nas células Solvente natural de íons, minerais e outras substâncias Indispensável para o metabolismo Agente regulador da temperatura corporal Conteúdo de água é variável:
90% a 95%
Idade Atividade Metabólica
ÁGUA
Características Manutenção da pressão osmótica Manutenção do equilíbrio ácido-básico Co-fatores enzimáticos Mg Função reguladora e formação de ossos Ca Oligoelementos: Fe, I e outros
Cl-
Na+ e K+
Patologias Anemia Insuficiência Renal Crônica Doença óssea ou Osteoporose
SAIS MINERAIS
Tabela Apostila pág.
135
Características
Duas regiões → Hidrofílica (Polar) e Hidrofóbica (Apolar)
Insolúveis em água
Solúveis em solventes orgânicos
Bicamadas → Membrana Plasmática
Cabeça Polar
CaudaApolar
GrupoFosfato
Glicerol
MoléculaFosfolipídio
LIPÍDIOS
Principais Lipídios Celulares
Cabeça Polar
CaudaApolar
GrupoFosfato
Glicerol
MoléculaFosfolipídio
Fosfolipídios → pequenas moléculas lipídicas formadas por ácido graxo e glicerol
Colesterol → constituinte membranas celulares animais. Precursor para a síntese de hormônios sexuais. Ingerido da alimentação, se associa a proteínas plasmáticas (LDL e HDL).
Patologias
Consumo de alimentos ricos em gordura trans
Doenças Cardiovasculares Obesidade Patológica
LIPÍDIOS
Funções Reserva energética Isolamento térmico Proteção contra choques mecânicos Impermeabilização de superfícies
(cerídeos) Formação de hormônios Constituição da membrana plasmática
das células animais Solvente de vitaminas
LIPÍDIOS
Características
Principal fonte de energia celular
Importantes constituintes estruturais → Parede Celular
Sinais de reconhecimento → Função informacional
Substância intercelular → Função estrutural
CARBOIDRATOS
CLASSIFICAÇÃO
CARBOIDRATOS
• Monossacarídeos
→ glicose (fonte de energia celular)
• Dissacarídeos
→ maltose, sacarose, lactose
• Oligossacarídeos
→ ribose e desoxirribose
• Polissacarídeos→ glicogênio, amido, quitina e celulose
Características
Polímeros de aminoácidos
Constituem mais da metade do peso seco de uma célula
Funções
Catalisam reações químicas (enzimas)
Controlam a permeabilidade das membranas
Regulam a concentração de metabólitos
Reconhecem e ligam (não covalentemente) outras biomoléculas
Defesa imunológica Hormônios
Controlam a função gênica
PROTEÍNAS
Unidade estrutural das proteínas.
Composição química: C, H, O, N e S.
Existem 20 tipos diferentes, todos com a mesma estrutura química básica, se diferenciando apenas pelo radical (R).
Podem ser classificados como:
Aminoácidos essenciais: não são sintetizados
Aminoácidos não essenciais ou naturais: são sintetizados
Aminoácidos
Estrutura dos aminoácidos
Grupo Amina: NH2
Carbono Central: Carbono αGrupo Carboxila: COOHRadical: R (Variável para cada um dos 20 tipos de aminoácidos)
Ligação Peptídica
Ligação entre dois aminoácidos vizinhos ao longo de toda cadeia proteica.
Reação de síntese por desidratação.
Ocorre entre o grupamento amina de um aminoácido e o grupamento carboxila do aminoácido vizinho.
Através dela, formam-se:
Dipeptídeo: 2 aminoácidos
Tripeptídeo: 3 aminoácidos...
Polipeptídeo: mais de 20 aminoácidos
Proteína: mais de 50 aminoácidos
Estrutura Primária
Estrutura Secundária
Estrutura Terciária
Estrutura Quaternária
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
Fibrosas
→ Possuem uma estrutura filamentosa→ Desenvolvem papel estrutural em células e tecidos animais→ Proteínas da pele, tecido conjuntivo, cabelo, lã, seda etc.
Globulares
→ Possuem uma estrutura enovelada e compacta→ Podem ser encontradas em qualquer organismo→ Realizam a maioria do trabalho bioquímico celular
Patologia
→ anemia falciforme→ desnutrição
PROTEÍNAS
Funções Importantes
Morfologia celular
Catalisadores das reações químicas
Controle da permeabilidade celularRegulação a concentração de metabólitos
Ligam a outras biomoléculas: TransporteControle da expressão gênica
PROTEÍNAS
Proteínas Estruturais: participam da estrutura das células e tecidos.
• Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões.
• Actina e Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular.
• Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas. Evita a dessecação, o que contribui para a adaptação do animal à vida terrestre.
• Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue).
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DAS PROTEÍNAS
Proteínas Hormonais: muitos hormônios de nosso organismo são de natureza proteica. Hormônios são substâncias produzidas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. É o caso do insulina e do glucagon, hormônios produzidos no pâncreas e que se relacionam com e manutenção da glicemia. Outros exemplos: hormônios da tireóide, da hipófise etc.
Proteínas de Defesa: Coletivamente chamadas de anticorpos. O anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno (molécula estranha ao organismo), de maneira a neutralizar seu efeito. A reação antígeno-anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação. Os anticorpos são produzidos por certas células do corpo (linfócitos, um dos tipos de glóbulos brancos do sangue). As proteínas de defesa são também denominadas gamaglobulinas.
PROTEÍNAS DE DEFESA
xVACINAS SOROS
Imunização Ativa;
Ação Preventiva;
Constituídas por antígenos que são o próprio agente causador da doença, normalmente atenuados ou mortos;
Estimulam nosso sistema imunológico a produzir anticorpos contra aqueles antígenos específicos.
Imunização Passiva;
Ação Curativa;
Constituídos por anticorpos que ajudarão o sistema imunológico do organismo a combater um antígeno específico.
Ação mais rápida.
Proteínas de Nutrição: Servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Nos ovos de muitos animais (como os das aves) o vitelo, material que se presta à nutrição do embrião, é particularmente rico em proteínas. Proteínas de Coagulação: vários são os fatores da coagulação que possuem natureza proteica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica, protrombina, presentes no plasma.
Proteínas de Transporte: Participam do transporte de gases respiratórios. A principal é a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.
Proteínas Enzimáticas: As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. Dentre as proteínas com função enzimática podemos citar, as lipases, as proteases, as carboidrases etc.
TODA ENZIMA É UMA PROTEÍNA, MAS NEM TODA PROTEÍNA É UMA ENZIMA.
IMPORTANTE
ENZIMAS Tipos especiais de proteínas que atuam como catalisadores biológicos, acelerando as reações químicas e diminuindo a energia de ativação das reações que ocorrem no interior das células.
ENZIMAS
NOMENCLATURA
1) Radical do nome do substrato + sufixo ASE
Ex.: lactase, lipase, sacarase, amilase.
2) Radical do nome da reação catalisada pela enzima + sufixo ASE
Ex.: hidrolase, polimerase, oxirredutase.
3) Denominações consagradas pelo uso
Ex.: ptialina, pepsina, tripsina.
Obs: Catalase
Importância na degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), produzido após o metabolismo de gorduras. É um enzima produzida pelo fígado.
ENZIMASPROPRIEDADES
1) São catalisadores específicos
Para cada tipo de substrato existe um tipo de enzima.
MODELO CHAVE-FECHADURA
A enzima possui uma conformação tridimensional que se encaixa perfeitamente ao seu substrato. Essa região de encaixe é chamada de centro ativo (sítio ativo). Algumas vezes, o centro ativo da enzima não possui a forma idêntica de seu substrato. Isso só ocorre a enzima se liga ao substrato. É o que chamamos de encaixe induzido.
MODELO CHAVE-FECHADURA
MODELO ENCAIXE INDUZIDO
ENZIMAS
PROPRIEDADES
2) Não sofrem modificações durante as reações que, em geral, são reversíveis.
FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
INIBIDORES E ATIVADORES ENZIMÁTICOS
Ambos são capazes de se ligar ao sítio ativo da enzima. Podem complementar a forma de encaixe da enzima ao seu substrato (ativadores).
Ex.: COFATORES (íons, como Mg+2, Ca+2)
COENZIMAS (moléculas orgânicas, como vitaminas (Coenzima A, formada pela vitamina B5)
Podem impedir a ligação da enzima ao seu substrato (inibidores)
Ex.: Cianeto (inibe enzimas da cadeia respiratória, antibióticos inibem enzimas bacterianas...)
ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
INIBIÇÃO ENZIMÁTICA
CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO
Quanto maior a concentração do substrato, maior será a velocidade da reação enzimática, até um certo ponto. A partir deste ponto, as enzimas estarão todas ligadas a um substrato e a velocidade da reação permanecerá a mesma.
FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
Cada enzima possui uma temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxima.
A elevação da temperatura acelera as reações químicas porque aumenta o movimento vibratório das moléculas.
Para cada tipo de organismo, existe uma temperatura ótima.
TEMPERATURA
FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
A queda na velocidade da reação após a temperatura ótima ocorre em função da desnaturação da enzima. Quando aquecida em excesso, a enzima (proteína) perde sua configuração tridimensional e se desnatura.
Cada enzima possui um pH ótimo, no qual a velocidade da reação é máxima. O grau de acidez ou de basicidade do meio interfere na atividade enzimática. Em nosso corpo, temos tecidos e órgãos com diferentes valores de pH. As enzimas que atuam em cada um desses locais devem ter como pH ideal o pH da região onde atuam.
pH
FATORES QUE INFLUENCIAM NAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS
Características
Grandes biomoléculas: Nucleotídeos Tipos DNA e RNA DNA: Cromossomos contendo genes RNA: Síntese de proteínas
ÁCIDOS NUCLÉICOS
ÁCIDOS NUCLÉICOSDNA
Polímero formado por monômeros (nucleotídeos) Açúcar + Fosfato → elementos invariáveis Bases nitrogenadas → A, G (purinas) C, T (pirimidinas)
VITAMINAS Tabela pág. 153 e 154
A bioquímica das células apresenta constituintes inorgânicos e orgânicos
A água é o constituinte mais abundante
Existem reservas de carboidratos e lipídios em nosso corpo.
Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois realizam funções vitais. Alguns são requeridos em maior quantidade, outros são necessários em pequenas quantidades.
Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente todo o metabolismo celular (núcleo da célula).
CONCLUSÕES
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