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BioGeral I Os Componentes Bioquímicos da Célula Anna Borges Bioquímicos da Célula Orgânicos e Inorgânicos Os Componentes Bioquímicos da Célula Orgânicos Carboidratos, Proteínas, Lipídios,Carboidratos, Proteínas, Lipídios, Ácidos Nucléicos, Vitaminas, ... Inorgânicos Água e Sais Minerais Componentes Bioquímicos da Célula ⇒ A composição química dos organismos nos baseamos na Citoquímica; ⇒ Todos os seres vivos apresentam elementos Inorgânicas e Orgânicas (moléculas apresentam cadeias de Carbono); ⇒ A água é o componente químico que aparece em maior quantidade, em profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm ⇒ A água é o componente químico que aparece em maior quantidade, em todos os seres vivos; ⇒ Sais minerais e vitaminas estão em pequena quantidade, embora desempenham importantes funções; ⇒ Os componentes químicos que participam da composição dos seres vivos também participam da composição da matéria bruta. ⇒A diferença está na disposição dos átomos que, na matéria bruta, que estão dispostos de uma forma mais simples e muitas vezes não chegam a formar moléculas grandes (por exemplo o NaCl – sal de cozinha). Principais Elementos que Formam a Célula Principais - CHON 96,0% Outros 3,962% Oxigênio - 65,0% Cálcio (Ca) - 1,80% Fósforo (P) - 1,20% Potássio (K) - 0,35% Carbono - 18,0% Hidrogênio - 10,0% Nitrogênio - 3,05 Enxofre (S) - 0,25% Sódio (Na) - 0,15% Cloro (Cl) - 0,15% Magnésio (Mg) - 0,05% Flúor (F) - 0,007% Ferro (Fe) - 0,005% Outros (Zn,Br,Mn,Cu,I,Co) - 0,038% Principais Elementos que Formam a Célula Principais Substâncias Água 65% Proteínas 15%Proteínas 15% Lipídios 8% Carboidratos 6% Sais Minerais 5% Outros 1% Água Hidróxido de hidrogênio, Monóxido de di-hidrogênio ou Protóxido de hidrogênio Fórmula: H2O - 2 átomos de hidrogênio e um de oxigênio ligados através de ligações covalentes simples (em ângulo de 104,5 °). Propriedades da Água ⇒ Polar, apesar de possuir carga elétrica total igual 0. ⇒ Formam Pontes de Hidrogênio ⇒ garantindo a coesão e a aderência. ⇒ Coesão – Suas moléculas se unem facilmente entre elas. ⇒ Fluida e estável em CNTP. ⇒ Aderência - Se unem facilmente a outros elementos. profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm ⇒ Aderência - Se unem facilmente a outros elementos. ⇒ Razão pela qual ela se espalha como uma película fina em certas superfícies, como no vidro. ⇒ Tensão Superficial ⇒ Coesão entre as moléculas da superfície, formando uma "rede“ ⇒ moléculas se juntam umas as outras com força e aderem a outro meio de maneira fraca. ⇒ Ação Capilar ⇒ Capacidade de penetrar em espaços reduzidos ⇒ Resultado da aderência e da tensão superficial ⇒ Acontece nas plantas quando elas "sugam" água. profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm Propriedades da Água ⇒ Entalpia de Vaporização / Calor específico elevado ⇒ Capacidade térmica específica alta ⇒ Pode absorver grande quantidade de calor sem elevar a temperatura ⇒ Energia é utilizada no enfraquecimento das ligações de hidrogénio ⇒ Papel termorregulador da água por meio da transpiração ⇒ Mantendo a temperatura de diferentes espécies. ⇒ Influencia no clima, já que os oceanos levam mais tempo para aquecerem. ⇒ Solvente Universal; ⇒ Solvente Universal; ⇒ Os dipolos da água envolvem os cations e anions (solvatação) ⇒ diminui as forças de atração entre os íons dos sais e de outros compostos ⇒ impede a união entre essas partículas ⇒ dissociação dos mesmos ⇒ Na água na forma líquida, podemos notar uma clara tendência de algumas moléculas passarem à forma ionizada H2O = H+ + OH (apresentando um pH = 7,0). Importância da Água Só há vida onde há água ⇒ Solvente universal, componente de líquidos orgânicos. ⇒ Sangue, Líquidos intersticiais, secreções, seiva...; ⇒ Fase dispersante do material citoplasmático e promotor de deslocamento via ciclose; ⇒ Atua no transporte de substâncias entre o interior da célula e o meio extracelular; ⇒ Componente fundamental do meio reacional, principalmente em reações de hidrólise; ⇒ Contribui para a manutenção da temperatura nos animais homeotérmicos (aves e mamíferos). ⇒ Age como lubrificante nas articulações, nos olhos e, misturada aos alimentos, como saliva, facilita a deglutição. ⇒ Fundamental para o equilíbrio hidrossalino – que leva a manutenção da homeostase (estabilidade físico-química) do organismo. ⇒ Desequilibro pode levar a quadros de desidratação (15%). A Água nos Organismos ⇒ A quantidade de água presente no organismo depende da atividade metabólica (da célula ou do tecido) e também do grupo ao qual o organismo pertence. ⇒ Cnidário (hidras, águas-vivas) - até 98% de água. ⇒ Moluscos (lesmas, caracóis, polvos, lulas) compostos de até 98% de água.compostos de até 98% de água. ⇒ Ser humano, pode variar entre 60% e 70%. profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm Sais Minerais • Diversos elementos inorgânicos que desempenham inúmeras funções celulares e obtidos durante a alimentação, geralmente em sua forma cristalina (salina). – Os sais mais comuns na composição da matéria viva são os– Os sais mais comuns na composição da matéria viva são os cloretos, os carbonatos, os fosfatos, os nitratos e os sulfatos (de sódio, de potássio, de cálcio, de magnésio, dentre outros). • Mas, na maioria das vezes, atuam em sua forma ionizada. – Na+, Ca+2, Fe+2, Cl-, Mg+2, K+, PO4-3,dentre outros. Importância dos Sais Minerais ⇒ São de vital importância para a manutenção do equilíbrio hidrossalino, da pressão osmótica e da homeostase na célula. ⇒ Estimulam a entrada ou saída da célula da água na célula (participam do mecanismo da osmose); ⇒ Determinam se a célula se mostra hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação ao ambiente externo. ⇒ Determina o grau de densidade do material intracelular em relação ao meio extracelular; ⇒ Representam substâncias reguladoras do metabolismo celular ⇒ Sais de iodo importante elemento na composição de hormônios da tireóide) ⇒A falta de sais de iodo na alimentação ocasiona o bócio; ⇒ Íons de magnésio participam na formação da molécula de clorofila e também são cofatores de DNA polimerases; ⇒ Possuem vital importância para estrutura e fisiolologia celular, tecidual e do organismo como um todo. ⇒ Sais de ferro são de vital importância para a formação da hemoglobina. ⇒ Deficiência causa anemia; ⇒ Fosfatos e carbonatos de cálcio compõem a matriz extracelular do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. Importância dos Sais Minerais tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. ⇒ Deficiência podem causar o raquitismo; ⇒ A transmissão dos impulsos nervosos através dos neurônios têm ativa participação de íons de sódio e potássio; ⇒ Íons de cálcio atuam na contração das fibras musculares e no mecanismo de coagulação do sangue; ⇒ Íons de fósforo fazem parte da molécula de ATP (composto que armazena energia) e integra as moléculas de DNA e RNA (ácidos nucléicos) Carboidratos • Carboidratos; Hidratos de carbono, Sacarídeos, Glicídios, Glucídeos, Glúcidos, Glúcides, ou Oses. • Definidos quimicamente, como poli-hidróxi-aldeídos (aldoses) ou poli- hidróxi-cetonas (cetoses) – Formados por pelo menos 3 carbonos + hidroxilas associadas, com exceção de um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila secundária (grupamento cetônico).carbonila secundária (grupamento cetônico). – Fórmula empírica Cn(H2O)m (para monossacarídeos, onde n = m). – Contudo, alguns carboidratos não se adequam à fórmula geral e possuem em sua estrutura nitrogênio, fósforo ou enxofre. www.saberweb.com.br/.../carboidrato.htm • Moléculas com diferentes graus de complexidade, tamanho e funções, sendo divididos em: • Monossacarídeos: Simples, sólidos, brancos, cristalinos, solúveis em água, composto apenas de uma única unidade monomérica de 3 a 8 carbonos. Carboidratos - Classificação – Subdivididos, de acordo com o número de carbonos na molécula: • triose (3 carbonos) • tetrose (4 carbonos) • pentose (5 carbonos) • hexoses (6 carbonos) • heptoses (7 carbonos) – Mais importantes: as pentoses (ex. ribose, desoxirribose) e as hexoses (ex. glicose, frutose, galactose e manose). Carboidratos Exemplos de Monossacarídeos Pentoses www.enq.ufsc.br/.../carboidratos.htm www.enq.ufsc.br/.../genetica/dna019.png www.enq.ufsc.br/.../carboidratos.htm Hexoses http://www.scielo.br/img/revistas http://www.scielo.br/img/revistas Oligossacarídeos ⇒ Pequenas moléculas de carboidratos formados por poucas unidades (monômero) de monossacarídeos. ⇒ O número de unidades é discutível: até 1 dezena. Dissacarídeos ⇒ União de duas moléculas de monossacarídeos. ⇒ Menores tipos de oligossacarídeos Carboidratos - Classificação ⇒ Lactose (glicose + galactose), encontrada no leite ⇒ Sacarose (glicose + frutose), encontrada na beterraba e cana-de-açúcar ⇒ Maltose (glicose + glicose), encontrada nos cereais como o milho e a cevada. profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm Carboidratos - Classificação Polissacarídeos ⇒ União de várias moléculas de monossacarídeos (mais de uma dezena, até dezenas de milhares). ⇒ Podem ser hidrolisados para formar novamente monossacarídeos. ⇒ Polímeros de glicose ⇒ Glicogênio (reserva energética dos animais)⇒ Glicogênio (reserva energética dos animais) ⇒ Amido (reserva energética dos vegetais) ⇒ Celulose (constituinte da parede celular das células vegetais). ⇒Diferenças ⇒ Forma com que as unidades de glicoses estão ligadas ⇒ Como a cadeia é ramificada ⇒ De ordem funcional. http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/9071 Poucas ligações de ramificação - molécula é muito linear e forma hélice em solução aquosa Alto grau de ramificação - Impedimento para formação de uma estrutura em hélice. Estrutura espacial muito linear - fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano. ⇒ Outros polissacarídeos são formados por outros tipos de monossacarídeos. ⇒ Os monossacarídeos e dissacarídeos são chamados açúcares porque têm sabor doce, enquanto o mesmo não ocorre com os outros Carboidratos Algumas Considerações têm sabor doce, enquanto o mesmo não ocorre com os outros oligossacarídeos e polissacarídeos. ⇒ Todo açúcar é um carboidrato, mas nem todo carboidrato é açúcar. ⇒ o amido e da farinha de trigo, não são doces, enquanto, a glicose do mel e a frutose das frutas são doces. ⇒ Dentre as funções desempenhadas pelos carboidratos, a mais importantes é a função energética dessas moléculas, contudo existem outras funções. Nomes Funções/ Características Monossacarídeos Desoxirribose Formam os desoxirribonucleotídeos, constituintes do DNA. Ribose Farmam os ribonucleotídeos, constituintes do RNA. Glicose Principal fonte de energia da maioria das células dos seres vivos/ Produzida durante a fotossíntese Frutose Fonte de energia/ Encontrado principalmente nas frutas Galactose Fonte de energia/ Encontrado no leite. Oligossacarídeos Diversos em funções, tamanhos e composição. Promovem: especificidade celular (funcionam como antígenos), reconhecimento celular, agregação e adesão celular, além de proteger a superfície celular e atrair íons e água./ Formam o glicocálix. Dissacarídeos Fonte de energia, desde que digeridos (hidrolisados) por enzimas específicas em suas unidades formadoras (monossacarídeos) para serem absorvidas nas microvilosidades intestinais e transportados até as células./ Sacarose, Maltose e Lactose. Amido Principal forma de reserva de energia vegetal. / Formado de glicoses, ligadas através de numerosas ligações α(1,4) e poucos "pontos de ramificação" da cadeia com ligações α(1,6) - Estrutura linear que forma hélice em Polissacarídeos α(1,4) e poucos "pontos de ramificação" da cadeia com ligações α(1,6) - Estrutura linear que forma hélice em solução aquosa. Glicogênio Principal forma de reserva de carboidratos nos animais e fungos (cogumelos e bolores),./Formado pela união de glicoses, ligadas através de numerosas ligações α(1,4) e um maior número de ligações α(1,6) , que confere um alto grau de ramificação à sua molécula, impedindo à formação de uma estrutura em hélice. Celulose Função estrutural, formando a parede celular em células vegetais e de alguns fungos. Para os animais, ua presença na dieta garante a retenção de água ao bolo fecal, facilitando a sua eliminação, apesar de não serem digeríveis pelo ser humano./ Formada pela união de glicoses, ligadas por ligações tipo β(1,4), que confere uma estrutura espacial muito linear, formando fibras insolúveis em água. Quitina Presente na parede celular de fungos e na carapaça de alguns artrópodes, dando resistência extrema ao exoesqueleto e impermeabilizando o tecido./ Composto de acetilglicosamina, ligada por ligações β. Heparina Este é um importante polissacarídeo que atua na circulação como anticoagulante, principalmente em regiões de grande irrigação como pulmões e fígado. Outros Existem polissacarídeos que funcionam como lubrificantes, antígenos, cimento intercelular (participam da a compactação entre as células – ex. ácido hialurônico), dentre outras funções.. ⇒Polímeros de aminoácidos ligados através de ligação peptídica ⇒ Estrutura geral de um aminoácido Proteínas ⇒ Ligação Peptídica http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/proteinas.htm http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/proteinas.htm http://www.roxportal.com/biologia/proteinas.php ⇒A união de aminoácidos formam um peptídeo que pode ser classificado como: ⇒ Oligopoliptídeo→→→→ União de poucos aminoácidos - 2 formam um dipeptídeo - 3 formam um tripeptídeo Peptídeos ⇒ Polipeptídeo→→→→ União de muitos aminoácidos ⇒ Proteínas são macromoléculas (possuem alto peso molecular) formadas de uma grande cadeia polipeptídica ou mais de uma cadeia deste tipo. - As cadeias formam subunidades e podem estar ligadas através de ligações covalentes como pontes dissulfeto ou por interações do tipo: pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Proteínas 1 cadeia 4 cadeias Monomérica Oligmérica www.infoescola.com/.../Images/1-00323c2d12.jpg • O nome proteína deriva da palavra grega "proteios", que significa "em primeiro lugar“ – São os constituintes básicos da vida. • Fundamentais para muitos aspectos da estrutura e função celular • Correspondem a 50% ou mais de seu peso seco das células – Muitas espécies diferentes especializadas para uma determinada função Características das Proteínas – Muitas espécies diferentes especializadas para uma determinada função biológica. • Todas as proteínas que existem são formadas da combinação de apenas 20 tipos diferentes de aminoácidos – O homem consegue converter alguns aminoácidos em outros, • menos quatro essenciais, que têm que estar obrigatoriamente na alimentação Funções das Proteínas Nomes Funções Exemplos Proteínas Plásticas ou Estruturais Matéria-prima na formação das células. Actina e Miosina, que formam e permitem o funcionamento dos músculos, e o colágeno, que dá resistência à pele. Proteínas Catalisadoras ou Enzimas Facilitam ou aceleram reações químicas celulares. Agem sobre substâncias específicas e são muito sensíveis a mudanças de temperatura e pH. Ptialina e Pepsina, que auxiliam na digestão de alimentos. temperatura e pH. Proteínas Carregadoras ou Transportadoras Transportam outras substâncias no interior dos seres vivos. Hemoglobina (das hemácias, células vermelhas do sangue do homem e outros animais), que transporta oxigênio e gás carbônico. Proteínas de Defesa ou Anticorpos Defendem o organismo de corpos estranhos que nele penetram. Os anticorpos produzidos pelos leucócitos (células brancas do sangue do homem e outros animais). Proteínas Reguladoras ou Hormônios Regulam (aumentando ou diminuindo) a atividade de certas células. A insulina e o glucacon, produzidos pelo pâncreas, que controlam o nível de açúcar no sangue. http://www.roxportal.com/biologia/proteinas.php TIPOS DE PROTEÍNAS ⇒ Proteínas Fibrosas ⇒ Longas moléculas cuja largura é inferior a altura. ⇒ Costuma ser insolúveis nos solventes aquosos além de possuir pesos moleculares muito elevados. ⇒ Algumas proteínas fibrosas são formadas por múltiplas subunidades globulares. ⇒ Exemplos: colágeno, queratinas, a fribrina, miosina. ⇒ Proteínas Globulares ⇒ São proteínas mais esféricas, com pesos moleculares entre 10.000 e vários milhões. ⇒ Geralmente solúveis nos solventes aquosos ⇒ Exemplos: enzimas, hemoglobina, etc (Figura 8). http://www.roxportal.com/biologia/proteinas.php ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DAS PROTEÍNAS As proteínas podem ser organizadas em 4 níveis de complexidade Estrutura Primária Seqüência de aminoácidos e ligações peptídicas da molécula desde a extremidade "amino terminal" até a extremidade "carboxi terminal. Esta estrutura é responsável por todo o arranjo espacial da proteína. Estrutura Secundária Arranjo espacial da seqüência primária da proteína, devido a interações entre aminoácidos próximos. Esta estrutura pode ser classificada como: α-hélice ou β-pregueada. Estrutura Terciária Estrutura QuaternáriaEstrutura Terciária Forma tridimensional apresentada pelas proteína globulares, formada por interação entre aminoácidos localizados em diferentes regiões da estrutura secundária da proteína. Estrutura Quaternária Ocorre apenas nas proteínas oligoméricas e corresponde a distribuição espacial de mais de uma cadeia polipeptídica no espaço (subunidades da molécula). Estas subunidades se mantém unidas por forças covalentes, como pontes dissulfeto, e ligações não covalentes, como pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas. http://www.roxportal.com/biologia/proteinas.php Enzimas ⇒ Geralmente corresponde a proteínas que têm ação catalisadora (biocatalizadores) ⇒ Estimula ou desencadeia reações químicas importantíssimas para a vida ⇒⇒⇒⇒ Produzidas em células, mas de atividade intra ou extracelular ⇒ Acelera a reação, mas não participa dela ⇒ Realizada a sua ação, a enzima permanece intacta ⇒ Atividade específica enzima-substrato (substâncias sobre as quais agem as ⇒ Atividade específica enzima-substrato (substâncias sobre as quais agem as enzimas) ⇒ Atividade reversível - dois sentidos da reação (a+b=c ou c=a+b) ⇒ Intensidade de ação proporcional à temperatura ⇒ Aumenta ou diminui quando a temperatura se eleva ou abaixa ⇒ Variações muito grandes de temperatura levam à inativação ou desnaturação da enzima ⇒ Intensidade de ação relacionada com o pH ⇒Mudanças no pH podem inativar ou desnaturar a enzima. ⇒ Grupo importante de proteínas de defesa ⇒ Produzidos por células do sistema imunológico (linfócitos) ⇒ Quando uma proteína estranha (antígeno) penetra em um organismo animal ⇒ Os anticorpos são específicos ⇒ determinado anticorpo age somente contra aquele antígeno particular que induziu a sua formação. ⇒ Anticorpos ⇒ Desde que um certo antígeno tenha penetrado uma primeira vez no organismo, provocando a fabricação de anticorpos ⇒ o organismo guarda uma ‘lembrança’ da proteína invasora. ⇒ Ocorrendo novas invasões, o organismo se defende com os anticorpos formados. ⇒ Diz-se que o organismo ficou imunizado. ⇒ Se a ação do antígeno for muito rápida, perigosa ou letal, recorre-se a vacinas e soros. ⇒ As vacinas vão induzir o organismo a produzir anticorpos contra determinado antígeno (imunização ativa). ⇒ Os soros já contêm o anticorpo específico (imunização passiva). Ácidos Nucleicos ⇒ Grandes moléculas poliméricas, formadas de nucleotídeos ⇒ DNA (ADN - ácido desoxirribonucleico) é um polímero de desoxirribonucleotídeos. ⇒ RNA (ARN – ácido ribonucleico) é um polímero de ribonucleotídeos.ribonucleotídeos. ⇒ Relacionados com: ⇒síntese de proteínas ⇒controle da atividade celular ⇒mecanismos da hereditariedade NUCLEOTÍDEOS profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm Cada nucleotídeo tem:Cada nucleotídeo tem: ⇒ 1 a 3 grupamentos fosfatos (H3PO4) ⇒ 1 pentose (ribose ou desoxirribose) ⇒ 1 base nitrogenada (adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) ou uracila (U) No Desoxirribonucleotídeo → a pentose é a desoxirribose e as bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina ou timina No Ribonucleotídeo → a pentose é a ribose e as bases nitrogenadas podem ser adenina, guanina, citosina ou uracila. Estrutura Química dos Nucleotídeos Desoxiribonucleotídeos profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm www.qmc.ufsc.br Ribonucleotídeos Nucleosídeos (compostos apenas por uma pentose e por uma base nitrogenada) Diferença Química entre as Pentoses e as Bases dos Nucleotídeos homeroda.sites.uol.com.br/nucleotidases.htm Pentoses Bases púricas (adenina e guanina) e bases pirimídicas (citosina, timina e uracila). Interagem através de pontes de hidrogênio específicas Adenina faz 2 pontes de hidrogênio com timina ou uracila Guanina é faz 3 pontes de hidrogênio com a citosina Os nomes das bases nitrogenadas, o tipo de pentose e número de grupamento fosfato são utilizados como base de referência na nomenclatura dos nucleotídeos. Kreuzer, H. & Massey, A. (2002)www.nehmi-ip.com.br Nomenclatura Ribonucleotídeos Sigla Base nitrogenada Adenosina monofosfato ou monofosfato de adenosina AMP adenina Adenosina difosfato ou difosfato de adenosina ADP adenina Adenosina trifosfato ou trifosfato de adenosina ATP adenina Guanosina monofosfato ou monofosfato de guanosina GMP guanina Guanosina difosfato ou difosfato de guanosina GDP guanina Guanosina difosfato ou trifosfato de guanosina GTP guanina Citidina monofosfato ou monofosfato de citidina CMP citosina Citidina difosfato ou difosfato de citidina CDP citosina Citidina trifosfato ou trifosfato de citidina CTP citosina Uridina monofosfato ou monofosfato de uridina UMP uracila Uridina difosfato ou difosfato de uridina UDP uracila Uridina difosfato ou trifosfato de uridina UTP uracila Nomenclatura Desoxirribonucleotídeos Sigla Base nitrogenada Desoxiadenosina monofosfato ou monofosfato de desoxiadenosina dAMP adenina Desoxiadenosina difosfato ou difosfato de desoxiadenosina dADP adenina Desoxiadenosina trifosfato ou trifosfato de desoxiadenosina dATP adenina Desoxiguanosina monofosfato ou monofosfato de desoxiguanosina dGMP guanina Desoxiguanosina difosfato ou difosfato de desoxiguanosina dGDP guanina Desoxiguanosina difosfato ou trifosfato de desoxiguanosina dGTP guanina Desoxicitidina monofosfato ou monofosfato de desoxicitidina dCMP citosina Desoxicitidina difosfato ou difosfato de desoxicitidina dCDP citosina Desoxicitidina trifosfato ou trifosfato de desoxicitidina dCTP citosina Deoxitimidina monofosfato ou monofosfato de deoxitimidina dTMP Timina Deoxitimidina difosfato ou difosfato de deoxitimidina dTDP Timina Deoxitimidina difosfato ou trifosfato de deoxitimidina dTTP Timina Estrutura do DNA e RNA ⇒ RNAs apresentam-se como um polímero composto de uma única cadeia (fita) de ribonucleotídeos ⇒ DNA é organizado como uma dupla hélice composta de duas cadeias de desoxirribonucleotideos (2 fitas) complementares e antiparalelas (as fitas possuem sentido contrário em suas ligações)fitas possuem sentido contrário em suas ligações) ⇒ Estudos com difração de raio X, nos anos 50, James D. Watson e Francis Crick propuseram para a molécula do DNA um modelo de dupla hélice ⇒escada retorcida, que explicou tanto suas características químicas quanto seus papéis biológicos. Estrutura do DNA e RNA sanabria.j.googlepages.com sanabria.j.googlepages.com Considerações Independentemente de qual seja a sequência de bases em um filamento, o outro tem sequência exatamente complementar Se de um lado temos adenina, do outro teremos timina (e vice versa). Se em uma fita temos citosina, na posição correspondente da outra teremos guanina (e vice versa). Desta forma, se sabemos a sequência de nucleotídeos de uma fita de DNA, é possível saber a sequência de nucleotídeos da outra fita. Por tal, a quantidade de adenina é igual a quantidade de timina, enquanto a quantidade de citosina é idêntica a quantidade de guanina. Ligação dos Nucleotídeos ⇒ Ligação fosfodiéster ⇒ Entre a hidroxila (ligada ao carbono 3´ da pentose) de um nucleotídeo trifosfatado e um dos grupamentos fosfato (ligado ao carbono 5` da pentose) do outro nucleotídeo trifosfatado. ⇒ Ocorre a quebra e liberação de 2 grupamentos fosfatos do último nucleotídeo, gerando energia para a ligação dos nucleotídeos. ⇒ Ligação sempre ocorre no sentido 5´→ 3´ ⇒ O primeiro nucleotídeo sempre ficará com seus grupamentos fosfatos livres na posição 5 ⇒ O último nucleotídeo terá a hidroxila ligada ao carbono 3´ livre www.biomol.org Funções dos Ácidos Nucléicos • O DNA é encontrado em sua maior parte nos cromossomas • Pode ser encontrado nas mitocôndrias e cloroplastos • Função primordial é armazenar e transmitir toda a informação• Função primordial é armazenar e transmitir toda a informação genética da célula e do respectivo organismo. • Dirigem a síntese das proteínas (como as enzimas) →→→→ controlam todas as atividades metabólicas da célula. • Diferentes tipos de RNAs, uma vez transcritos a partir de trechos do DNA, são capazes de traduzir as informações genéticas →→→→ participando em diferentes formas da sintetize de polipeptídeos e proteínas. Funções dos Ácidos Nucléicos • Os RNAs podem ser encontrados: → No núcleo das células eucariontes (livre ou associado ao DNA) e → No citoplasma de células eucariontes e procariontes (livre no hialoplasma, associado aos ribossomas ou como constituinte deles). Existem 5 tipos de RNAs, dentre eles 3 são os mais importantes: • 1) RNA mensageiro (RNAm): é um único e longo filamento de RNA, que se leva a informação codificada para a sequência de aminoácidos dasse leva a informação codificada para a sequência de aminoácidos das proteínas a serem sintetizadas. • 2) RNA ribossomal (RNAr): formam os ribossomas, juntamente com proteínas ribossomais. • Estes ribossomas se associam com o RNAm para promover a síntese das proteínas. • 3) RNA transportador (RNAt): são RNAs que se associam especificamentes a um dos 20 aminoácidos • Servem de adaptadores entre o código que está presente no RNAm e o aminoácido correspondente, qual deve ser incorporado a proteína crescente. Lipídios • Lipídeos, lipídios ou lípidos – Baixa solubilidade em água e outros solventes polares; – Alta solubilidade em solventes apolares, como o álcool, benzina, éter e clorofórmio. – Hidrofobicidade fundamental para estabelecer uma interface entre os meios hidrofílicos, intracelular e o extracelular. Tipos de Lipídios • Grupo bastante heterogêneo em relação à estrutura e a função. • Grupos que possuem ácidos graxos em sua composição e aqueles que não possuem. Ácidos Graxos •Os ácidos graxos são ácidos monocarboxilicos de cadeia normal que apresentam o grupo carboxila (–COOH) ligado a uma longa cadeia alquílica, saturada ou insaturada. www.uib.es/.../modulos/modulo8/modulo8_1.htm www.uib.es/.../modulos/modulo8/modulo8_1.htm ⇒ Saponificáveis, formam sabões ao reagir com bases. ⇒ Biomoléculas mais energéticas ⇒ sua quebra produz grande quantidade de acetil-coA para o ciclo de Krebs Ceras (Cerídios) Lipídios com ácidos graxos em sua composição ⇒ Participam do revestimento e proteção de superfícies dos corpos dos seres vivos ⇒ Impermeabilizando ⇒ Encontrados na secreção de alguns insetos ou vegetais ⇒ Cêra das abelhas que protege a colméia ⇒ Cêras de babaçu e carnaúba, bases alternativas para geração de energia. Lipídios com ácidos graxos em sua composição ⇒ Gorduras e óleos compostos por 1 a 3 moléculas de ácidos graxos estereficado ao glicerol Glicerídios (Acilgliceróis) estereficado ao glicerol ⇒ mono, di ou tri-acil-gliceróis (mono, di ou triglicerídeos) ⇒ Principais componentes lipídicos das dietas humanas ⇒ Importante fonte de energia ⇒ Forma uma espessa camada subcutânea ou "colchão adiposo" ⇒ Envolve o corpo de alguns animais, ⇒ Permitindo o isolamento térmico do animal e protegendo contra choques mecânicos. Fosfolipídios ⇒ Compostos por 2 moléculas de ácidos graxos estereficado ao glicerol (ou a serina), ligada a um grupamento fosfato e outro álcool ⇒ Possui um grupamento fosfato formando uma cabeça polar (porção hidrófila) e os ácidos graxos formando uma cauda apolar (porção hidrófoba) Anfipáticos, reagindo, ao mesmo tempo, com a água e com os lipídios. São fundamentais na formação da camada dupla da membrana celular Lipídios com ácidos graxos em sua composição formação da camada dupla da membrana celular ⇒ Pode ser classificado como Glicerofosfolipídios ou Esfingofosfolipídios Glicerofosfolipídios ⇒ Compostos por 2 moléculas de ácidos graxos estereficado ao glicerol ⇒ Ligado a um grupamento fosfato e outro álcool (etaniolamina, serina, inositol, ou colina) ⇒ Este grupo é de grande importância para formação das membranas. Lipídios com ácidos graxos em sua composição Esfingolipídios ⇒ Compostos por 2 moléculas de ácidos graxos estereficado à serina, que por sua vez, está ligado a um grupamento fosfato e a colina ⇒ 1 esfingosina (grupamento correspondente a um ácido graxo ligado à serina), ligada a 1 ácidos graxos, um grupamento fosfato e um grupamento colina ⇒ Esfingomielina. ⇒ Importante para produção da bainha de mielina que recobre o axônio dos neurônios ⇒ protegendo-o e servindo como isolante elétrico Lipídios com ácidos graxos em sua composição Glicolipídios ⇒ Compostos por 2 moléculas de ácidos graxos estereficado à serina (formando o grupamento conhecido como ceramida) ⇒ Ligado a um único monossacarídeo (em cerebrosídios) ⇒ Ligado a um oligossacarídeo (em gangliosídios) ⇒ Presentes nas membranas formando o glicocálice Cerebrosídios Gangliosídios Lipídios que não contém ácidos graxos em sua composição Lipídios que não são saponificáveis e não são energéticos ⇒ Mas desempenham funções fundamentais no metabolismo, como as vitaminas lipossolúveis e o colesterol. Terpenos ⇒ Possuem unidades isoprenóides como unidades básicas. ⇒ As vitaminas E e K são os representantes mais importantes, além de vários óleos aromáticos de vegetais. Carotenóides ⇒ Tipo de terpeno, geralmente álcool, representados como pigmentos lipídicos amarelos e vermelhos, sintetizados pelas plantas ⇒ Encontrados em cenoura, abóbora, tomate e mamão. Lipídios que não contém ácidos graxos em sua composição ⇒ O carotenóide de maior importância biológica é o beta- caroteno ou provitamina A ⇒ Por meio de cisão molecular, origina a vitamina A (retinol) Lipídios que não contém ácidos graxos em sua composição Esteróides: ⇒Formados por alcoóis de cadeia cíclica derivados da molécula de ciclo-pentano-per-hidro-fenantreno. ⇒ O colesterol (e seus derivados, hormônios sexuais e a aldosterona, corticosteróides) e a vitamina D são os mais importantes representantes deste grupo ⇒ Alguns componentes emulsificadores de gordura da Esteróides ⇒ Alguns componentes emulsificadores de gordura da presentes na bile. Prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos: ⇒ Eicosanóides derivados do ácido aracdônico Dolicol ⇒ Presente na membrana do Retículo endoplasmático rugoso ⇒ Participa da adição de açúcar em algumas proteínas recém-sintetizadas Funções ⇒ São altamente energéticos, armazenando mais calorias do que os glicídio ou as proteínas ⇒ Reserva e fonte de energia ⇒Embora não seja a principal fonte de energia da maioria das células ⇒ Principal forma de armazenamento (tri-acil-gliceróis) em animais e sementes oleaginosas, para geração de energia metabólica através da ß-oxidação de ácidos graxos ⇒ Parte da composição das membranas celulares, formadas pela associação de proteínas ⇒ Parte da composição das membranas celulares, formadas pela associação de proteínas com lipídios (fosfotolipidios e o colesterol) ⇒ Formam uma película protetora (isolante térmico) na hipoderme de animais ⇒ auxiliando na manutenção da temperatura dos animais endotérmicos ⇒ Componentes de sistema de transporte de elétrons no interior da membrana mitocondrial (umbiquinona) ⇒ Funções especializadas como as vitaminas lipossolúveis e os hormônios esteróides Vitaminas • Definição ⇒As vitaminas são compostos orgânicos presentes nos alimentos ⇒ Essenciais para o funcionamento normal do metabolismometabolismo ⇒ Não são produzidas pelo organismo ⇒ Em caso de falta pode levar a doenças ⇒ O nome foi criado pelo bioquímico polonês Casimir Funk em 1912, baseado na palavra latina vita (vida) e no sufixo -amina (aminas vitais ou aminas da vida) Vitaminas Vitaminas • Tipos ⇒ As vitaminas podem ser classificadas em dois grupos de acordo com sua solubilidade, ocorrência em alimentos, distribuição nos fluídos corpóreos e capacidade de armazenamento nos tecidos: Hidrossolúveis x Liposolúveis Vitaminas Hidrossolúveis ⇒ Vitaminas solúveis em água →→→→ consistem nas vitaminas presentes no complexo B e a vitamina C. ⇒ Absorvidas no intestino e transportadas para os tecidos onde serão usadas ⇒ Eliminada pela urina→→→→ Não são acumuladas em altas doses ⇒ Necessita de uma ingestão quase diária para a reposição ⇒ Muitas do Complexo B podem ser co-fatores de enzimas ⇒ desempenhando a função de coenzimas ⇒ Intervêm em múltiplas reações enzimáticas de degradação ou de síntese →→→→ onde os carboidratos, lipídios e proteínas ingeridos são transformados ⇒ Proporcionam a energia indispensável para o trabalho celular, constituição, reservas energéticas e para aportar os elementos necessários para a manutenção e crescimento das estruturas do organismo. ⇒ Indispensáveis para as transformações incessantes e as renovações permanentes que condicionam a vida celular Vitaminas Lipossolúveis ⇒ Solúveis em gorduras →→→→ São as vitaminas A, D, E e K ⇒ A maior parte, necessita ser absorvida com outros lipídios, e uma absorção eficiente requer a presença de bile e suco pancreático ⇒ São transportadas para o fígado através da ninfa como parte de lipoproteína e estocadas em vários tecidos corpóreos ⇒ Nem todas nos mesmos tecidos, nem na mesma extensão⇒ Nem todas nos mesmos tecidos, nem na mesma extensão ⇒ Vitamina A e D são armazenadas principalmente no fígado, ⇒ Vitamina E nos tecidos gordurosos e, em menor escala, nos órgãos reprodutores. ⇒ Pouca quantidade de vitamina K é armazenada no organismo ⇒ Organismo pode armazenar uma quantidade maior de vitaminas lipossolúveis do que de hidrossolúveis ⇒ Podem acumular-se no organismo alcançando níveis tóxicos ⇒ Cada vitaminas lipossolúveis tem um papel fisiológico separado e distinto Hipovitaminoses x Hipervitaminoses ⇒ O Excesso ou a Carência de Vitaminas no organismos podem causar problemas de saúde leves, moderados ou graves, dependendo da vitamina e da quantidade oferecida em um dado intervalo de tempo. ⇒ A disfunção de vitaminas no corpo é chamada de hipovitaminose ou avitaminoseavitaminose ⇒ O excesso é chamado de hipervitaminose – Frequente no caso das vitaminas lipossolúveis, de mais difícil eliminação Apresentar Tabela