Baixe Bioquímica Celular: Uma Introdução aos Componentes Químicos da Vida e outras Resumos em PDF para Odontologia, somente na Docsity!
Bioquímica Celular
Prof. Luiz
Arthur Barbosa
Bioquímica Celular
- Introdução A bioquímica celular é o ramo da biologia que estuda a composição e as propriedades químicas dos seres vivos.
- Elementos químicos da matéria viva Existem 96 elementos químicos que ocorrem naturalmente no planeta e somente 26 elementos são encontrados nos seres vivos. Os elementos químicos mais abundantes da matéria viva são: Elemento Símbolo Percentuais médios nas células Oxigênio O 65% Carbono C 18% Hidrogênio H 10% Nitrogênio N 3% Fósforo P 1,2% Enxofre S O,25%
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- Elementos químicos da matéria viva Principais substâncias presentes na matéria viva
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- Substâncias Inorgânicas
a) Água (H 2 O)
Obtenção: Alimentos líquidos, sólidos e água potável. Composto mais abundante dos seres vivos o 75 a 80% do peso corporal dos seres vivos
Importância:
O-
Solvente universal H+ H+ (molécula possui alta polaridade, e dessa maneira, grande poder de dissolver “separar” compostos iônicos e polares). Participa das reações químicas de hidrólise o Hidrólise = quebra pela água o Ex: Sacarose + H 2 O + Sacarase Glicose + Frutose + sacarase
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Regulador térmico o A água possui elevado calor específico
- Impede variações bruscas de temperatura
- Mantém a temperatura celular constante o Suor
- Líquido (água + sais minerais) liberado pelas glândulas sudoríparas em mamíferos, responsável pela diminuição da temperatura corporal. Transporte de substâncias o Alimentos o Gases respiratórios o Excretas o Seivas de plantas Lubrificante o Olhos o Articulações
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Equilíbrio osmótico o A água é capaz de alterar as concentrações intra e extracelulares, com a finalidade de manter a homeostase ou equilíbrio das células.
Fatores que influenciam na quantidade de água no organismo
Idade o Quanto maior a idade, menor é a quantidade de água no organismo.
- Feto: 94% de água
- Adulto: 70% de água
- Idoso: 60% de água Espécie o Homem adulto: 70% de água o Água viva: 98% de água o Sementes de planta: 15% de água Atividade metabólica do tecido o Encéfalo: 90% o Músculos: 80% o Dentina: 12%
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- Sais Minerais Substâncias inorgânicas formadas por íons. São componentes reguladores do metabolismo celular. Obtenção: Água mineral e alimentos: frutos, verduras, cereais, leite, etc. Elementos Funções no organismo Fontes Cálcio (Ca2+) Composição dos ossos e dos dentes Coagulação sanguínea Funcionamento de nervos e músculos Vegetais Leites e derivados Cloro (Cl-) Composição do ácido clorídrico Auxilia a digestão Sal de cozinha Cobalto (CO²+) Componente da vitamina B 12 (cobalamina) – Produção de hemácias Carnes e laticínios Cobre Formação da hemoglobina Ovos, legumes e peixes Enxofre Controle da atividade metabólica Ovos, carnes e legumes
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Elementos Funções no organismo Fontes Ferro (Fe²+) Componente da hemoglobina Respiração celular Carne, legumes e ovos Flúor Componente dos ossos e dos dentes Frutos do mar Fósforo (PO3-) Componente dos ossos e dos dentes Ovos, legumes e cereais Iodo Componente dos hormônios da tireóide Estimulam o metabolismo Sal de cozinha e frutos do mar Magnésio (Mg2+) Componente da clorofila Fotossíntese Vegetais em geral Potássio (K+) Condução dos impulsos nervosos Equilíbrio osmótico Frutas, carnes e laticínios Sódio (Na+) Condução dos impulsos nervosos Equilíbrio osmótico Sal de cozinha e frutos do mar Zinco Componente de várias enzimas Metabolismo Carnes, ovos, frutos do mar
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- Substâncias Orgânicas b) Lipídeos Substância orgânica insolúvel em água e solúvel em solventes orgânicos apolares. Moléculas apolares (sem carga elétrica) I) Glicerídeos Glicerol + Ácidos graxos o Monoglicerídeo: Glicerol + 1 Ácido graxo o Diglicerídeo: Glicerol + 2 Ácidos graxos o Triglicerídeo: Glicerol + 3 Ácidos graxos Glicerol: Álcool cujas moléculas apresentam três carbonos e três hidroxilas (OH)
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos I) Glicerídeos Ácido Graxo: Moléculas que possuem longas cadeias carbônicas com um grupo carboxila (COOH). Cadeia carbônica insaturada Há presença de ligações dupla. A molécula sofre uma curvatura Cadeia carbônica saturada Só possui ligações simples A molécula é linear
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos I) Glicerídeos Ligação Glicerol + Ácido Graxo Glicerol 3 Moléculas de Ácido Graxo Desidratação 3 moléculas de água liberadas Formação Triglicerídeo Ligação Éster
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos I) Glicerídeos Óleos: Os ácidos graxos são insaturados o Consistência líquida à temperatura ambiente o Não ocorre um “empacotamento” entre as longas cadeias carbônicas. Gorduras: Os ácidos graxos são saturados o Consistência sólida à temperatura ambiente o Ocorre um “empacotamento” entre as longas cadeias carbônicas. Funções dos Glicerídeos o Reserva energética o Sementes oleoginosas (soja) o Tecido adiposo animal (gordura)
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos II) Ceras Formada por uma molécula de álcool diferente do glicerol, unida a uma ou mais moléculas de ácidos graxos. Propriedades o Sólidas à temperatura ambiente. o Insolúveis em água. o Ponto de fusão maior que os glicerídeos. Funções o Cerúmem: protege contra entrada de agentes estranhos no conduto auditivo. o Reveste folhas, impedindo a evaporação excessiva de água. o Nas aves, é produzida por glândulas do bico para manter as penas impermeáveis à água.
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos III) Esteróides São formados por átomos de carbono ligados entre si, formando quatro anéis. Exemplos o Colesterol o Hormônios sexuais (testosterona, progesterona e estrógeno) o Hormônios das glândulas supra-renais (cortisol e aldosterona) Funções do Colesterol: o Presente nas membranas celulares, onde promove a flexibilidade da estrutura membranar.
- Obs.: Célula vegetal não possui colesterol na membrana.
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos III) Esteróides Funções do Colesterol: o Produção da bile (emulsão de gorduras) o Procursor da vitamina D (Calciferol) – Evita o raquitismo o Precursor dos hormônios sexuais (testosterona, estrógeno e progesterona) o Precursor dos hormônios das supra-renais (cortisol e adosterona) Obtenção do colesterol o Sintetizado no fígado (produção pelo organismo) o Absorvido no intestino (alimentação) Problemas associados ao colesterol o O colesterol é transportado pelo sangue na forma de LDL (lipoproteína de baixa densidade). o Em excesso no sangue o LDL se oxida e passa a se depositar na perede dos vasos sanguíneos, ocasionando a aterosclerose (enrijecimento da parede dos vasos).
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- Substâncias Orgânicas - Lipídeos III) Esteróides Problemas associados ao colesterol LDL = Colesterol ruim Aterosclerose Formação de placas na parede dos vasos Diminuição do calibre dos vasos sanguíneos Consequências: Doenças cardiovasculares Infarto do miocárdio AVCs (Acides vasculares cerebrais)
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas I) Aminoácidos São as partes formadoras das proteínas Exemplos Grupo Amino Grupo Ácido Carboxílico R = Radical Varia nos diferentes aminoácidos e os caracteriza. Glicina Alanina
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas I) Aminoácidos Ligação Peptídica o Nº de ligações peptídicas = nº de aminoácidos – 1 o Ex: Pentapeptídio: contém 5 aminoácidos, 4 ligações peptídicas 4 águas liberadas. A A A A A H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas I) Aminoácidos Existem 20 aminoácidos que constituem as proteínas dos seres vivos. Os aminoácidos podem ser classificados em dois grupos: o Aminoácidos Essenciais (8)
- Não são produzidos pelo homem, e devem por isso, serem ingeridos na alimentação (vegetais). o Aminoácidos Naturais (12)
- São produzidos pelo organismo humano Obs.: O tradicional arroz com feijão (mistura de um cereal com leguminosa) contém os 8 aminoácidos essenciais.
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas II) Estrutura das proteínas Primária: Linear, aminoácidos mantidos pelas ligações peptídicas Secundária: Estrutura helicoidal Terciária: Enovelamento da estrutura helicoidal Quaternária: Agregação de duas ou mais cadeias polipeptídicas enoveladas Estrutura Primária Estrutura Secundária Estrutura Terciária Estrutura Quaternária
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas III) Desnaturação Protéica Se dá pela modificação da forma tridimensional da proteína. A proteína modificada não exerce sua função. Fatores: Temperaturas elevadas Mudanças de pH Detergentes químicos Solventes orgânicos IV) Funções das Proteínas a. Função Estrutural o As proteínas são as moléculas orgânicas mais abundantes do corpo humano. o Ex: Colágeno: Proteína mais abundante da pele, cartilagem e órgãos. Proporciona resistência e elasticidade a essas estruturas.
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas IV) Funções das Proteínas Elastina: Proteína elástica presente em órgãos como pulmões, parede de vasos sanguíneos e ligamentos. Queratina: Fibras resistentes encontradas nos cabelos, unhas, chifres e cascos. b. Função Hormonal o Vários hormônios são proteínas. o Ex: Insulina e glucagon (controle da glicemia) c. Função Respiratória o Hemoglobina e Mioglobina são pigmentos presente nas hemácias que transportam oxigênio para que as células possam realizar a respiração celular.
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas IV) Funções das Proteínas d. Função Contrátil o Actina e Miosina são proteínas presentes nas células musculares, onde são responsáveis pelo mecanismo de contração muscular. e. Função Carreadora o Existem várias proteínas na membrana plasmática das células, responsáveis pelo transporte de substâncias para o interior e exterior da célula. f. Função Imunológica o As moléculas de defesa do sistema imune são proteínas denominadas anticorpos ou imunoglobulinas. g. Função Catalítica o As enzimas, moléculas que aceleram reações químicas no interior das células, são todas proteínas.
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas V) Enzimas Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores biológicos o Aceleram a velocidade das reações químicas o Não alteram os produtos finais das reações Classificação das enzimas a. Simples (formada apenas por aminoácidos) b. Conjugadas (formada por uma parte proteíca e outra não protéica) o Parte protéica = apoenzima o Parte não protéica = coenzima o Apoenzima + Coenzima = Holoenzima (Inativa) (Inativa) (Ativa) Obs.: As coenzimas auxiliam as enzimas no seu funcionamento. A maioria das coenzimas são vitaminas e sais minerais.
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- Substâncias Orgânicas - Proteínas V) Enzimas Fatores que interferem nas reações enzimáticas
- Concentração de substrato o Quanto mais substratos (reagentes) presentes no meio mais produtos estarão sendo formados. Quando todas as enzimas estiverem ligadas aos substratos obtém-se a velocidade máxima da reação (x) na concentração (Y) de substrato. x y Velocidade da reação Concentração de substrato (reagentes) A partir do ponto (x) a velocidade ficará constante, mesmo que se acrescente mais substrato, não haverá enzima para reagir.
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- Substâncias Orgânicas - Vitaminas e) Vitaminas As vitaminas são substâncias químicas que atuam como reguladoras do metabolismo. A maioria das vitaminas atuam como co-fatores enzimáticos, dessa maneira, uma dieta pobre em vitaminas compromete o funcionamento de determinadas enzimas, e por sua vez, gera um quadro de anormalidades denominado avitaminose. As vitaminas não são produzidas pelo organismo humano, sendo necessário, obtê- las através da dieta. Classificação das enzimas I) Vitaminas Hidrossolúveis o Se dissolvem na água e, quando ingeridas em excesso, são facilmente excretadas na urina. o São hidrossolúveis: Vitamina C e Vitaminas do complexo B II) Vitaminas Lipossolúveis o Se dissolvem em gordura e, por isso, tendem a ser absorvidas e transportadas com as gorduras da dieta. o São lipossolúveis as vitaminas: A, D, E e K
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:: Resumo Geral das Vitaminas :: Nome genérico Nome Químico Fontes Carência Vitamina B1 Tiamina Cereais, carnes, vegetais Beribéri (Problemas neurológicos e dificuldades respiratórias) Vitamina B2 Riboflavina Carnes, ovos e vegetais Dermatite Vitamina B3 ou PP Niacina Carnes, ovos e laticínios Pelagra – Doença dos 3 Ds Dermatite, Demência e Diarréia Vitamina B6 Pirodoxina Carnes, cereais, ovos e laticínios Cansaço, metabolismo baixo, distúrbios nervosos Vitamina B11 Ácido Fólico Carnes, ovos, frutas e cereais. Anemia Vitamina B12 Cobalamina Carnes, ovos e laticínios Anemia Perniciosa Vitamina C Ácido Ascórbico Frutas cítricas, vegetais folhosos Escorbuto (Hemorragia nas gengivas e inflamação das articulações)
H I D R O S S O L Ú V E I S
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:: Resumo Geral das Vitaminas :: Nome genérico Nome Químico Fontes Carência Vitamina A Retinol Legumes, frutos e vegetais folhosos Xeroftalmia (Ressecamento da retina) Cegueira noturna Vitamina D Calciferol Carnes, ovos e laticínios
- Alimentos contém precursor que se transforma em vitamina D quando exposto aos raios ultravioleta Raquitismo Vitamina E Tocoferol Carnes, ovos e laticínios Esterilidade Masculina Vitamina K Filoquinona Vegetais em geral Hemorragias L i p o S S O L Ú V E I S Obs.: As vitaminas: B1, B2, B3, B6, B11, e K são produzidas pela microbiota presente no intestino humano.
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• São moléculas formadas
pela união de um açúcar ou
pentose, uma base
nitrogenada e um grupo
fosfato.
• Os Ácidos Nucléicos (DNA
e RNA) são formados por
várias cadeias de
nucleotídeos
(polinucleotídeos).
• Ácidos Nucléicos
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Hidroxila- a mais
• Ácidos Nucléicos
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• Ácidos Nucléicos
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• Ácidos Nucléicos
Bases
nitrogenadas
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• DNA
OBSERVE A COMPLEMENTAÇÃO DE BASES DO DNA
ADENINA
TIMINA
Se liga a Timina por 2
pontes de hidrogênio.
A = T
GUANINA
CITOSINA
Se liga a citosina por 3
pontes de hidrogênio.
G C
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• DNA
Observe a complementação de uma fita de DNA.
A T A C A T G G G C T A G A A
T A T G T A C C C GAT C T T
Sempre com a adenina se ligando a timina através de duas
pontes de hidrogênio e a guanina se ligando a citosina por
três pontes de hidrogênio.
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• DNA
A Importância do DNA
• O DNA é chamado de “molécula da vida” pois contém o
código pra construção das proteínas em todos os seres vivos;
• Nos procariontes encontra-se uma molécula de DNA circular
(cromossomo bacteriano) e outras moléculas circulares
chamadas plasmídeos;
• Nos eucariontes, o DNA é encontrado no núcleo celular
formando os cromossomos e também nas mitocôndrias e nos
cloroplastos;
• Chamamos de Gene a um segmento de DNA que contém
informações para a síntese de uma ou mais proteínas.
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• DNA
A Importância do DNA
• O DNA é chamado de “molécula da vida” pois contém o
código pra construção das proteínas em todos os seres vivos;
• Nos procariontes encontra-se uma molécula de DNA circular
(cromossomo bacteriano) e outras moléculas circulares
chamadas plasmídeos;
• Nos eucariontes, o DNA é encontrado no núcleo celular
formando os cromossomos e também nas mitocôndrias e nos
cloroplastos;
• Chamamos de Gene a um segmento de DNA que contém
informações para a síntese de uma ou mais proteínas.
Todas as células são procarióticas ou eucarióticas
Cél. procariótica (E. coli) Cél. eucariótica (plasmócito) nucleóide Membrana interna nucleóide (plasmática) Membrana externa Membrana externa Membrana interna Parede celular periplasma Núcleo Complexo de Golgi Lisossomo Mitocôndria Retículo endoplasmático Complexo de Golgi Membrana plasmática Membrana nuclear Mitocôndria peroxissomo Lisossomo Vesícula secretora Retículo endoplasmático rugoso
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• RNA
• O açúcar é uma Ribose;
• É formado, geralmente, por
uma fita simples que pode
enrolar-se;
• Não existe a base pirimídica
Timina e no seu lugar se
encontra a base Uracila.
• Os pareamentos seguem a
ordem A-U e G-C).
O Ácido Ribonucléico é um polinucleotídeo que difere do DNA em três aspectos básicos:
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• RNA
• Possui a função de síntese protéica.
• A molécula de DNA é responsável pela formação do RNA
• RNA.O RNA apresenta-se constituído por um único filamento de
nucleotídeo
A T A C A T G G G C T A G A A
U A U G U A C C C GAU CU U
Sempre com a adenina se ligando a uracila e a
guanina se ligando a citosina.
DNA RNA RNAm
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• Diferenças entre RNA e DNA
O RNA é uma molécula intermediária na síntese de proteínas, ela faz a intermediação entre o DNA e as proteínas. Ele é formado por uma cadeia de ribonucleotídeos, que, por sua vez, são formados por um grupo fosfato, um açucar (ribose), e uma base nitrogenada (veja abaixo). As principais diferenças entre o RNA e o DNA são sutis, mas fazem com que o último seja mais estável do que o primeiro. O RNA é formado por uma fita simples, o açúcar de seu esqueleto é a ribose e uma de suas bases pirimídicas (de anel simples) é diferente da do DNA (uracila ao invés de timina), além disso o açucar do RNA é a ribose invés da desoxirribose do DNA.
DNA
RNA
