Universidade Federal do Pampa Curso de Nutrição Biologia celular e molecular Célula: Estrutura molecular e composição química Profª Ms. Vanessa Retamoso Adaptado da Prof Drª Carla Sehn 1 Constituição Molecular de uma Célula Seres vivos são constituídos de moléculas Todos são constituídos pelos mesmos tipos de moléculas Todos os organismos funcionam da mesma forma 2 Constituição Molecular de uma Célula Água, íons e outros elementos Pequenas Moléculas Macromoléculas ou Polímeros 3 Pequenas Moléculas Água Íons Cl, Na, K, Fe, Ca, Mg, ... 4 Água • Água - Componente em maior quantidade Funções: • Solvente natural para íons, minerais e outras substâncias; • Meio aquoso é indispensável para a atividade metabólica; • Participação de reações enzimáticas e originar-se a partir destas 5 Água, íons e outros elementos • Íons • Cl-, Na+, e K+ Manter a pressão osmótica e o equilíbrio ácido-básico • Mg atuação como co-fator enzimático • Fosfato inorgânico formação da adenosina trifosfato (ATP) 6 Constituição Molecular de uma Célula Água, íons e outros elementos Pequenas Moléculas Macromoléculas ou Polímeros Tamanho e organização 7 Pequenas Moléculas • Encontradas livres em solução e apresentam vários destinos/funções • Utilização como subunidades – monômeros → macromoléculas • Fonte de energia Ambos papéis • Importante: estão presentes em menor número 8 Pequenas moléculas → Macromoléculas Açúcar Aminoácido Polissacarídeo Proteína 9 Nucleotídeo Ácido nucleico Pequenas Moléculas • Classificação → 4 famílias principais Açúcares Ácidos graxos Aminoácidos Nucleotídeos 10 Pequenas Moléculas - açúcares • São fonte de energia para as células e subunidades dos polissacarídeos • Açúcares = monossacarídeos • Glicose → + frutose = sacarose • Monossacarídeos unidos por ligações covalentes → oligo, polissacarídeos 11 Carboidratos Açúcar Polissacarídeo • Principal fonte de energia celular • Constituintes estruturais importantes da parede celular • Polissacarídeos mais importantes: AMIDO E GLICOGÊNIO Forma de estocagem de energia nas células vegetais e animais 12 Pequenas Moléculas - ácidos graxos • Estrutura: formada por uma longa cadeia hidrocarbonada, hidrofóbica e pouco reativa quimicamente • Normalmente, são encontrados em número par de átomos de carbono e a cadeia de hidrocarbonetos não é ramificada 13 Pequenas Moléculas - ácidos graxos • Classificação: • Saturados Ácido palmítico C16:0 • Insaturados 14 Pequenas Moléculas - ácidos graxos • Classificação: • Insaturados Monoinsaturados Polinsaturados Ácido linolênico C18:3 – Ômega 3 Ácido oleico C18:1 Ômega 9 15 Ácido linoleico C18:3 – Ômega 6 Lipídeos • Múltiplas funções celulares • Grande frequência na natureza • Estrutura própria: duas regiões 16 Pequenas Moléculas - ácidos graxos • São componentes das membranas celulares 17 Ácidos graxos • São componentes das membranas celulares 18 Lipídeos • Funções • Energética: Fornecimento de energia para as células. Porém, estas preferem utilizar primeiramente a energia fornecida pelos glicídios. • Estrutural: Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares. 19 Lipídeos • Funções • Isolamento térmico: Nos animais endodérmicos, atuam na regulação da temperatura corporal • Absorção de substâncias: vitaminas lipossolúveis (vitaminas A, K, D e E) 20 Pequenas Moléculas - aminoácidos • São as subunidades das proteínas 21 22 Proteínas • Representam mais da metade do peso seco da célula • Polímeros com inúmeras funções biológicas • Função estrutural e formato da célula • Catálise de inúmeras reações químicas • Controle da permeabilidade das membranas • Regulação da concentração de metabólitos • Reconhecimento e ligação não-covalente à outras moléculas. 23 Proteínas • Apresentam diferentes estruturas tridimensionais, poucas com atividade biológica • Conformação nativa: estrutura precisa e necessária para que a proteína desempenhe sua função • Cada proteína é formada sempre pelo mesmo tipo e número de aminoácidos, organizados sempre na mesma sequência, que é determinada geneticamente 24 Proteínas • Organizadas em 4 níveis estruturais 25 26 Pequenas Moléculas - nucleotídeos • São as subunidades do DNA e RNA 27 Ribonucleotídeos Desoxinucleotídeos Ácidos nucleicos Nucleotídeo Ácido nucleico • São de extrema importância biológica em todos os organismos vivos • Moléculas que estocam e transmitem a informação genética na célula 28 Ácidos nucleicos • Monômeros de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster • Duas formas: • Ácido desoxirribonucleico (DNA) • Ácido ribonucleico (RNA) 29 30 31 Pequenas moléculas → Macromoléculas Açúcar Aminoácido Polissacarídeo Proteína 32 Nucleotídeo Ácido nucleico* • As células contêm 4 tipos principais de moléculas orgânicas pequenas • Os açucares são a fonte de energia das células e as subunidades dos polissacarídeos • Os ácidos graxos são componentes das membranas • Os aminoácidos são as subunidades das proteínas • Os nucleotídeos são as subunidades do DNA e RNA 33 Referências • ALBERTS, B. et al. Fundamentos da Biologia Celular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. • Capítulo 2 – Componentes químicos das células • DE ROBERTIS, E.M.F. De Robertis, bases da biologia celular e molecular. 4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. • Capítulo 2 – Os componentes químicos das células 34