1. Constituição celular
Bases macromoleculares da
constituição celular
a- pronas
1 Introdução 1.1 – Movimento dos íons
2 Proteínas 1.2 Bases iônicas do potencial de repouso
3 Ácidos nucleicos a – potencial de equilíbrio
4 Lipídios b – permeabilidade iônica relativa ao potencial de repouso
5 Polissacarídeos 2 Propriedades do potencial de ação
3 Condução do potencial de ação
1 – Introdução
As moléculas que formam as células são formadas pelos mesmos átomos que
formam os seres inanimados, entretanto existem em proporções diferentes. As células
possuem 99% de átomos de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio. Outra
característica da matéria viva é a presença de macromoléculas, ou seja, moléculas com
alto peso molecular. Essas macromoléculas são polímeros, formadas por repetições de
unidades menores, chamadas monômeros. Os polímeros formados por monômeros
semelhantes são chamados de homopolímeros, os heteropolímeros são formados por
monômeros diferentes.
A substância presente em maior quantidade no interior da célula é a água. O
meio líquido possibilita a realização das reações químicas, já que facilita o choque dos
diferentes átomos. Algumas características físico-químicas da água possibilitam a
manutenção da temperatura corpórea, ideal para algumas reações químicas. O fato de a
água ser um dipolo (possuir um polo positivo –H e um negativo – O), também é
importante, já que faz com que a molécula de água tenha afinidade tanto com íons
positivos quanto com íons negativos. Por esse motivo a água “funciona” muito bem
como solvente.
A origem da água no organismo pode ser:
a) Endógena - Aquela proveniente das reações químicas que ocorrem no próprio
organismo, com liberação de água.
Exemplo: água liberada durante a síntese de proteínas, polissacarídeos, lipídios e ácidos
nucléicos e, ainda, no final da respiração celular.
b) Exógena - Aquela proveniente da ingestão.
Exemplo: água contida nos alimentos ingeridos.
A taxa de água em um organismo pode variar em função de três fatores:
a) Atividade: normalmente, quanto maior a atividade metabólica de um tecido,
maior é a taxa de água que nele se encontra.
b) Idade: geralmente, a taxa de água decresce com o aumento da idade. Assim, um
feto humano de três meses tem 94% de água e um recém-nascido tem
aproximadamente 69%.
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2. Constituição celular
c) Espécie: no homem, a água representa 65% do peso do corpo; em certos fungos,
83% do peso é de água; já nas medusas (águas-vivas) encontramos 98% de água.
Os organismos mais "desidratados" são as sementes e os esporos de vegetais (10
a 20% de água). Sabemos, no entanto, que eles estão em estado de vida latente,
somente voltando à atividade se a disponibilidade de água aumentar.
As propriedades físico-químicas da água são muito importantes do ponto de vista
biológico. Dentre elas podemos citar:
a) Calor específico: muito alto. Atua no equilíbrio da temperatura dentro da célula,
impedindo mudanças bruscas de temperatura, que afetam o metabolismo celular.
b) Poder de dissolução: muito grande. É, por isso, considerada o solvente universal.
Essa propriedade é muito importante, pois todas as reações químicas celulares
ocorrem em solução. Além disso, a água é importante meio de transporte de
substâncias dentro e fora das células.
c) Tensão superficial: grande. Moléculas com cargas aderem fortemente às
moléculas de água, o que permite a manutenção da estabilidade coloidal.
Sabendo isso, podemos deduzir quais as funções principais da água no organismo!!!
a) Solvente universal - Atua como dissolvente da maioria das substâncias celulares. É o
líquido em que estão dispersas as partículas da célula. É fundamental para as reações
químicas que ocorrem no organismo.
b) Transporte: transporta substâncias dentro ou fora das células.
c) Excreção: é uma via de excreção, ou seja, arrasta para fora do corpo as substâncias
nocivas produzidas pelo indivíduo, assim como as que estão em excesso.
d) Termorregulação: é importante fator de termorregulação dos seres vivos. O calor
específico da água (ou seja, número de calorias necessárias para elevar a temperatura
de 1 grama de água de 14,5'C para (15,5'C) é o valor mais alto entre os solventes
comuns, ou seja, igual a 1. Sabemos, experimentalmente, que quanto maior o calor
específico de uma substância, menores variações de temperatura ela experimenta
pois, quando se fornece calor a tal substância, determinada quantidade de calor é
absorvida. Graças a isso, a água contida nos organismos vivos conserva,
praticamente, constante a temperatura de tais organismos em relação ao seu ambiente.
b- pronas
1.3 – Movimento dos íons
1.4 Bases iônicas do potencial de repouso
a – potencial de equilíbrio
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b – permeabilidade iônica relativa ao potencial de repouso
2 Propriedades do potencial de ação
3 Condução do potencial de ação

3. Constituição celular
As macromoléculas têm diferentes graus de afinidade pela água. Os polímeros possuem
estruturas que têm afinidade pela água (compostos polares) ou que não têm afinidade pela água
(compostos apolares). Moléculas com alto teor de grupamentos polares têm afinidade pela água
e são chamadas de hidrofílicas. As moléculas hidrofílicas são solúveis em água. Moléculas que
possuem alto teor de grupamentos apolares são pouco ou insolúveis em água, e são chamadas de
hidrofóbicas.
2 – Proteínas
As proteínas são macromoléculas formadas por aminoácidos unidos por ligações
peptídicas. Cadeias com peso molecular acima de 6000 dáltons são chamadas de
proteínas, e abaixo de 6000 dáltons são polipeptídeos. Embora existam mais de 150
aminoácidos só 20 são encontrados nas
proteínas. As proteínas podem ser simples ou
conjugadas. As simples são formadas apenas
por aminoácidos, enquanto as conjugadas
possuem uma parte não-protéica (grupo
prostético), são alguns exemplos as
glicoproteínas, as lipoproteínas e as
fosfoproteínas.
Os aminoácidos são ácidos orgânicos que encerram em sua molécula um ou mais
grupamentos Amina. Qualquer molécula de aminoácido tem um grupo carboxila (COOH)
e um grupo amina ligados a um átomo de carbono. Nesse mesmo carbono, ficam ligados
ainda um átomo de hidrogênio e um radical (R).
As proteínas são formadas por 20 tipos de
aminoácidos. Destes 20 tipos, 9 devem ser obtidos a partir dos alimentos, pois eles não
são sintetizados no corpo. Portanto, são chamados de “aminoácidos essenciais”. É
necessário compensar estes “aminoácidos essenciais” a partir dos alimentos, em
quantidade bem balanceada e adequada.
As proteínas possuem estrutura tridimensional. Essa forma tridimensional é
chamada de configuração nativa e aparece quando a proteína está em condição ideal de
pH e temperatura.
O número e a sequência de aminoácidos determina a estrutura primária da
proteína. Essa estrutura é mantida pelas ligações peptídicas. As cadeias se enrolam e se
dobram de uma maneira complexa formando uma estrutura típica e definida para cada
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4. Constituição celular
proteína. A isso chamamos estrutura secundária. Essa configuração se deve as pontes de
hidrogênio entre os aminoácidos da mesma cadeia, adquirindo forma de hélice.
A cadeia com a estrutura secundária dobra-se de novo sobre si formando
estruturas globosas ou alongadas, essa estrutura é a estrutura terciária. Muitas proteínas
têm mais de uma cadeia, cada cadeia é chamada de subunidades. O modo específico
como essas subunidades se juntam formam a estrutura quaternária.
As enzimas são um tipo
específico de proteína dotadas
da capacidade de acelerar
reações tanto de síntese como
de degradação, sendo as
grandes responsáveis pela
maquinaria química
intracelular. O composto que
sofre a ação enzimática é o
substrato. A molécula
enzimática possui sítios ativos
que se combinam com o substrato exercendo a ação enzimática. A especificidade das
enzimas é bastante variável, e sua forma tridimensional é importante para sua ação.
Algumas enzimas necessitam de outras substâncias para agir, essas substâncias são
chamadas de co–fatores.
Os principais fatores que podem alterar a ação enzimática são: temperatura,
concentração do substrato, presença de ativadores e inibidores e pH do meio.
3 – Ácidos nucléicos
Os ácidos nucléicos são polímeros de nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por
um ácido fosfórico, uma pentose e uma base nitrogenada (púrica ou pirimídica). As
bases púricas são adenina e
guanina as pirimídicas são timina,
citosina e uracila. Os ácidos
nucléicos são moléculas
informacionais que controlam o
metabolismo básico celular, síntese
de macromoléculas, diferenciação
celular e transmissão do
patrimônio genético de uma célula
para as suas descendentes.
Em sua estrutura primária, os ácidos nucleicos (DNA e RNA) podem ser vistos
como uma cadeia linear composta de unidades químicas simples chamadas
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5. Constituição celular
nucleotídeos. Um nucleotídeo é um composto químico e possui três partes: um grupo
fosfato, uma pentose (molécula de açúcar com cinco carbonos) e uma base orgânica.
Os ácidos nucléicos são de dois tipos:
- ácido desoxirribonucléico (DNA) possui como pentose, uma desoxirribose e como
bases nitogenadas adenina, guanina, citosina e
timina (A,G,C,T). Sua função é armazenar e
transmitir informações genéticas.
- ácido ribonucleico (RNA) possui ribose e
suas bases são adenina, guanina, citosina e uracila
(A,G,C,U). Sua função é transmitir a informação
do DNA para as proteínas.
Moléculas de DNA compõem-se de duas
fitas, que se ligam entre si formando uma
estrutura helicoidal, conhecida como hélice dupla.
As duas fitas unem-se pela ligação regular das
bases de seus nucleotídeos. A base A sempre
liga-se a base T (por 2 pontes de hidrogênio) e a
base G sempre liga-se a base C (por 3 pontes de
hidrogênio).
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
nucleotídeos, que, por sua vez, são formados por um grupo fosfato, um açúcar (ribose),
e uma base nitrogenada.
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6. Constituição celular
4 – Lipídios
São compostos constituídos principalmente de carbono, oxigênio e hidrogênio, e
sua natureza é hidrofóbica, que são extraídos de células e tecidos por solventes
orgânicos não-polares, como éter, clorofórmio e benzeno e compreendem substâncias
com molécula muito diferentes. Os lipídios são classificados de acordo com a função
em:
Lipídios de reserva nutritiva: que incluem gorduras neutras e ácidos graxos como o
glicerol.
Lipídios estruturais: são componentes de todas as membranas celulares. Suas moléculas
são longas e possuem uma extremidade polar (com carga elétrica) e uma longa cadeia
apolar. A extremidade polar é hidrofílica e a cadeia apolar é hidrofóbica, portanto
solúvel em lipídio. São exemplos: fosfolipídios, glicolipídios e colesterol.
5 – Polissacarídeos
São os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de
unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas, unidas em longas
cadeias lineares ou ramificadas. Os polissacarídeos podem ser simples quando formados
por um único tipo de monossacarídeo, como o amido e o glicogênio, ou complexos,
quando formados por mais de um tipo de monossacarídeo. Os polissacarídeos possuem
duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como
elementos estruturais.
Os polissacarídeos mais importantes são os formados pela polimerização
da glicose, em número de 3:
- O Amido: É o polissacarídeo de reserva da célula vegetal, formado por
moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações a (1,4) e poucas
ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear, e
forma hélice em solução aquosa.
- O Glicogênio: É o polissacarídeo de reserva da célula animal. Muito
semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6), o que confere
um alto grau de ramificação à sua molécula. Os vários pontos de ramificação constituem
um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice.
- A Celulose: É o carboidrato mais abundante na natureza. Possui função
estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular.
Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um
polímero de glicose, mas formada por ligações tipo b (1,4). Este tipo de ligação
glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras
insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.
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