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Biologia Celular - Componentes Químicos da Célula.

1. ProfDr. Ricardo Antunes de Azevedo
Componentes Químicos da Célula
BIOLOGIA CELULAR

3. Componentes Químicos da Célula
I. Componentes Inorgânicos:
I.1. Água:chega a compor de 75% a 85% do conteúdo da célula.
Em células vegetais: concentra-se nos vacúolos
Em células animais: concentra-se no hialoplasma
É o meio onde ocorrem as reações bioquímicas.
É uma molécula bipolar.
I.2. Sais minerais:geralmente ficam ionizados dentro da célula.
São importantes para a manutenção da pressão osmótica na célula
São importantes para a manutenção do pH (=medida do equilíbrio ácido básico
da célula).

4. I.1. Água:
I. Componentes Inorgânicos:

5. Carbono C
Hidrogênio H
Oxigênio O
Nitrogênio N
ELEMENTOS MAIS FREQUENTES
NAS CÉLULAS
Correspondem à 98% da massa total das células
Constituem principalmente as macromoléculas
orgânicas
ELEMENTOS MENOS
FREQUENTES NAS CÉLULAS
Sódio Na
Magnésio Mg
Fósforo P
Enxofre S
Cloro Cl
Potássio K
Cálcio Ca

6. 30% compostos
químicos
70%
H
2O
íons, moléculas
pequenas (4%)
fosfolipídios (2%)
DNA (1%)
RNA (6%)
proteínas (15%)
polissacarídeos (2%)
MACROMOLÉCULAS
CÉLULA
BACTERIANA
A maior parte do peso de um ser vivo é composta pelos quatro grupos de
macromoléculas:Ácidos nucléicos, proteínas, lipídios e carboidratos
II. Componentes Orgânicos:

7. II. Componentes Orgânicos:
II.1. Proteínas:
São polímeros de aminoácidos (= cadeia polipeptídica)
A maior parte dos componentes da célula têm proteína.

8. Existem 20 aminoácidos que compõem as proteínas.
Seus nomes podem ser abreviados por 3 ou 1 letra. Ex: ALANINA =
ALA = A.
II.1. Proteínas:
Fórmula Geral
II. Componentes Orgânicos:

9. Família de AminoácidosII.1. Proteínas:
II. Componentes Orgânicos:

10. Família de AminoácidosII.1. Proteínas:
II. Componentes Orgânicos:

11. Num polímero, os aminoácidos são ligados entre si por ligações peptídicas.
II.1. Proteínas:
II. Componentes Orgânicos:

12. Estrutura primária: Consiste na sequência
linear de aminoácidos de uma molécula de
proteína
Estrutura secundária: Consiste na
organização espacial de aminoácidos
adjacentes numa molécula de proteína.
Ex: na -hélice ocorre ligações do tipo pontes
de hidrogênio entre os grupos CO e NH.
Estrutura terciária: Consiste na associação de
diferentes regiões de estrutura secundária,
orientando-se reciprocamente (organização
tridimensional).
Estrutura de ProteínasII.1. Proteínas:
II. Componentes Orgânicos:

13. Estrutura quaternária: Consiste na associação de
subunidades de proteínas de um ou mais tipos de
cadeias polipeptídicas.
Ex: hemoglobina, proteína do sangue que
transporta oxigênio.
OBS: A desnaturação de uma proteína
geralmente provoca perda de sua atividade
biológica.
Estrutura de ProteínasII.1. Proteínas:
II. Componentes Orgânicos:

14. Cloning, Expression, Molecular Modeling and
Docking Analysis of Glutathione Transferase
from Saccharumofficinarum
The sugarcane GST was also modeled and the ligand was docked at the active
site of the wild type and the mutants to identify the possible interactions between
the enzyme and CDNB.
Docking of GST models with CDNB and GSH substrates. CDNB is located in
the center of the binding pocket. Structural representation depicting important
residues of sugarcane GST. (A) SoGSTF1 wild type; (B) mutant W12L; and (C)
mutant I118F.
Ghelfi et al. (2011) Ann Appl Biol 159:267

15. São macromoléculas formadas por unidades repetitivas de nucleotídeos.
São a fonte primária da informação genética.
Tanto o DNA como o RNA são constituídos por nucleotídeos.
São importantes para o estudo da hereditariedade.
Nucleotídeossão constituídos por:
•Bases nitrogenadas (Purinas ou Pirimidinas),
•Açúcares(pentose)
•Ácido fosfórico (PO
4
-
)
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:

16. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:
Bases Nitrogenadas

17. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: DNA e RNA
Ligação Fosfodiéster
Nucleosídeos:são nucleotídeos sem o grupo fosfato.
-Com timina = timidina
-Com adenina = adenosina; se com 3 fosfatos ligados =
adenosina trifosfato (ATP)
Características da Estrutura dos Ácidos Nucléicos
Estrutura Primária:
Consiste na sequência nucleotídeos de uma cadeia
polinucleotídica, unidos por ligações covalentes do tipo
fosfodiéster.

18. Estrutura Secundária: DNA
Modelo descoberto e proposto por Watson e Crick (1953)
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:
Baseadoemestudossobreasproporções
dosdiferentestiposdebasesaminadas
(queevidenciaramseremsempreas
quantidadesdeTcorrespondentesàsde
AedeCàsdeG-regradeChargaff)ede
difraçãoderaiosX(WilkinseFranklin).
Difração de raios X

19. University of Birmingham -Inglaterra

21. Kings College -Londres

23. •Consistenaassociaçãodecadeiaspolinucleotídicas
complementareseantiparalelas,formandoumadupla
hélice;
•Aassociaçãoentreascadeiasemduplahéliceé
mantidaporpontesdehidrogênio;
•Ascadeiassãonecessariamentecomplementares;A
sóseligacomTeCsócomG.(A=T;CG);
•Quantoàsuaorientação,ascadeiassão
antiparalelas;
•Ascadeiastêmqueserinvertidasporcausadotipo
deligaçõesqueseestabelecementreasbases
aminadasdecadacadeiapolinucleotídica;
•Distânciaentrebasesadjacentes=3,4Å;
•Comprimentodeumgirodamolécula(10paresda
bases)=34Åeodiâmetrodaduplahélice=20Å.
Estrutura Secundária: DNA
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:

24. Fonte: Alberts et al.(1997)
Estrutura Secundária: DNA
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:

25. Síntese de DNA:adição de um nucleotídeo à extremidade 3’
Fonte: Alberts et al.(1997)
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:

26. Watson & Crickde acordo com esse modelo, a duplicação do DNA deve ser
semi-conservativapara que permita a transmissão da informação genética à
próxima geração.
Duplicação do DNA:
Em procariotos a duplicação tem um ponto inicial:
Em eucariotos a duplicação é bidirecional, com vários pontos de iniciação e de
terminação.
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: DNA

27. DNA é sintetizado por enzimas DNA polimerases
DNA polimerase requer:
um molde (DNA parental)
um iniciador (primer)
os 4 desoxinucleotídeos
A síntese do DNA só ocorre no sentido 5' 3‘
São necessárias:
•enzimas para desestabilizar (afastar) as fitas Girase;
•enzimas para impedir a superespiralização da fita dupla 
Topoisomerase;
•RNA primer enzima primase, sintetiza um fragmento de RNA;
•DNA polimerase síntese de uma nova fita a partir do fragmento
anterior;
•enzimas de reparo RNA primers são eliminados por
•enzima Ligase união dos fragmentos sinterizados.
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:Mecanismo molecular da duplicação DNA

28. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:Mecanismo molecular da duplicação DNA

29. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos:Mecanismo molecular da duplicação DNA

30. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: RNA
•Cadeias polinucleotídicas
polarizadas (5'-3');
•Moléculas de cadeia única;
•Contém uracila e não timina;
•Contém ribose e não
desoxirribose.

31. Estrutura tridimensional: forma alças em função do pareamento em algumas regiões.
Tipos:RNA mensageiro
RNA transferência
RNA ribossômico
II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: RNA
RNA mensageiro
(Lewis, 2001)
(Cooper, 2001)
RNA transferência
RNA ribossômico

32. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: RNA
Transcrição: é a síntese de uma fita de RNA e envolve a cópia de uma das
fitas de DNA.
Ponto de iniciação da transcrição: região promotora
Promotor: sequência de nucleotídeos é reconhecida por uma RNA polimerase
a qual sintetiza o RNA na direção 5'-3‘
Ponto de terminação: sequência que termina a síntese do RNA.
Estrutura Gênica

33. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: RNA Transcrição

34. II. Componentes Orgânicos:
II.2. Ácidos Nucléicos: RNA Transcrição

35. C
6H
12O
6
+
6O
2
ADP
ATP
Respiração
6CO
2
+
6H
2O
Fotossíntese
II.3. Hidratos de Carbono:
-São macromoléculas compostas por carbono, hidrogênio e oxigênio.
-São a principal fonte de energia da célula.
-São constituintes estruturais das paredes celulares e de substâncias
intercelulares.
O ciclo energético da vida
II. Componentes Orgânicos:

36. Classificação: em função do número de monômeros
Monossacarídeos: C (H
2O)n: são açúcares simples identificados pelo número
de átomos de carbono: trioses, pentoses (ex: ribose e desoxirribose), hexoses
(glicose -fonte primária de energia), galactose, frutose, manose.
GlicoseC
6H
12O
6
ISÔMEROS
II. Componentes Orgânicos:
II.3. Hidratos de Carbono:
Duasconfiguraçõesestequiométricas,cis
etrans,sãopossíveisemtorno
decadadupla-ligaçãocarbono-carbono.

37. Dissacarídeos: C
12H
22O
11: Formam-se pela união de dois monossacarídeos
com perda uma molécula de H
2O. Exemplo: Sacarose, Lactose, Maltose
Sacarose = glicose + frutose
Lactose = galactose + glicose
II. Componentes Orgânicos:
II.3. Hidratos de Carbono:

38. Polissacarídeos: (C
6H
10O
5)n: Formados pela união de muitos monossacarídeos e
perda de várias moléculas de H
2O. Exemplos: glicogênio, amido, celulose, quitina.
O glicogênioé o carboidrato de reserva mais comum em células animais.
Trata-se de uma longa cadeia de moléculas de glicose.
II. Componentes Orgânicos:
II.3. Hidratos de Carbono:

39. Em plantas, a principal molécula de reserva é oamido. Também formado
por um polímero de moléculas de glicose.
Grânulos de Amido
II. Componentes Orgânicos:
II.3. Hidratos de Carbono:

40. Em geral estão associados a proteínas e lipídios:
Glicoproteínas: proteínas que contém uma porção de hidrato de carbono.
São encontradas nas membranas celulares. Participam na interação e
reconhecimento entre células.
II. Componentes Orgânicos:
II.3. Hidratos de Carbono:

41. 3 carbonos (TRIOSES)5 carbonos (PENTOSES)6 carbonos (HEXOSES)
CETOSES
ALDOSES
ribose glicose
gliceraldeído
ribulose
frutose
diidroxiacetona

42. II.4. Lipídios:
Oslipídiossãobiomoléculasqueexibemumagrandevariedadeestrutural.
Sãocompostosorgânicosheterogêneospoucosolúveisemágua,massolúveis
emsolventesnão-polares.
II. Componentes Orgânicos:

43. Funções biológicas
•Reservadeenergia(1gdegordura=9kcal)emanimaisesementesoleaginosas,
sendoaprincipalformadearmazenamentoostriacilgliceróis(triglicerídeos);
•Armazenamentoetransportedecombustívelmetabólico;
•Componenteestruturaldasmembranasbiológicas;
•Combustívelalternativoàglicose,poissãooscompostosbioquímicosmaiscalóricos
parageraçãodeenergiametabólicaatravésdaoxidaçãodeácidosgraxos;
•Oferecemisolamentotérmico,elétricoemecânicoparaproteçãodecélulaseórgãos
eparatodooorganismo;
•Dãoorigemamoléculasmensageiras,comohormônios,prostaglandinas,etc.
•Asgorduras(triacilgliceróis),devidoàsuafunçãodesubstânciasdereserva,são
acumuladasprincipalmentenotecidoadiposo,paraocasiõesemqueháalimentação
insuficiente.
II.4. Lipídios:
II. Componentes Orgânicos:

44. II.4. Lipídios:
II. Componentes Orgânicos:
Membrana Plasmática

45. Os lipídios são frequentemente classificados nos
seguintes grupos:
1.Ácidos graxos e seus derivados
2.Triacilgliceróis
3.Ceras
4.Fosfolipídeos
5.Esfingolipídeos
6.Isoprenóides
1-Ácidosgraxossãoácidos
monocarboxílicosdelongascadeiasde
hidrocarbonetosacíclicas,não-polares,
semramificaçõese,emgeral,número
pardeátomosdecarbono.
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

46. Osácidosgraxosquenãoapresentamduplasligaçõescarbono-carbono
sãochamadosdesaturados;aquelesqueapresentampelomenosuma
dupla-ligaçãosãoconhecidoscomoinsaturados.
Estaligaçãoduplaérígidae
criaumcotovelonacadeia.O
restodacadeiaélivrepara
giraraoredordasoutras
ligaçõesC-C.
Ácido Graxo Insaturado
Ácido Graxo Saturado
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

47. Ácidos Graxos de ocorrência natural
Essenciais
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

48. 2-Triacilgliceróis(triglicerídeos)sãoésteresdeácidosgraxoscomoglicerol.
Aporçãoácidograxopresentenoséstereslipídicosédesignadagrupoacila.
Dependendodonúmerodegruposhidroxiladoglicerolesterificadoscom
ácidosgraxos,osacilgliceróissãodenominadosmonoacilgliceróis,
diacilgliceróisetriacilgliceróis.
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

49. 3-Ceras:constituídasdeumálcool(quenãooglicerol)aoqualseligam
moléculasdeácidosgraxos.
Dentresuasfunçõespodemosdestacaraimpermeabilizaçãodasfolhas,
prevenindoaperdaexcessivadeágua.Tambémfazemparteda
estruturadascolmeiasdasabelhas.
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

50. 4-Fosfolipídios:sãoosprincipaiscomponentesdasmembranasbiológicas,geralmente
constituídosdeumamoléculadeglicerolligadaadoisácidosgraxoseumgrupofosfato.
Amoléculapossuiumaporçãocarregada(ogrupofosfato),portantohidrofílica,euma
porçãonãocarregada(osácidosgraxos),hidrofóbica.
Sãoentãocapazesdeformarbicamadaslipídicascomoasmembranasbiológicas.
Bicamada Lipídica
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

51. 5. Esfingolipídios são a segunda maior classe de lipídios de membranas em
animais e vegetais
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

52. 6. Isoprenóides são um vasto grupo de biomoléculas que contém unidades
estruturais repetidas de cinco carbonos conhecidas como unidades de
isoprenos.
Os isoprenóides são sintetizados a partir do isopentenil pirofosfato formado do
acetil−CoA.
Os isoprenóides consistem de terpenos e esteróides
Componente de membranas biológicas e precursor na biossíntese de
todos os hormônios esteróides, vitamina D e sais biliares.
Colesterol
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios:

53. Os carotenóides, o pigmento laranja encontrado em muitas plantas, são
tetraterpenos (moléculas compostas de oito unidades de isopreno).
A borracha natural é um politerpeno composto de 3.000-6.000 unidades
de isopreno.
Várias biomoléculas importantes são formadas por componentes não-terpenos
ligados a grupos isoprenóides. Exemplos incluem vitamina E (α-tocoferol),
ubiquinona, vitamina K e algumas citocinas.
II. Componentes Orgânicos:
II.4. Lipídios: