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Biomoleculas1 Biomoleculas1 Presentation Transcript

  • Constituintes básicos de uma célulaBiomoléculas – As moléculas da vidaSão as moléculas constituintes dos seres vivos. São formadas principalmente por C e H,ainda que também possam estar presentes na sua constituição o O, N, P e S. Podem ainda conteroutros elementos mas em menor proporção.• Moléculas inorgânicas: compostos não sintetizados pelos seresvivos, mas que são muito importantes para eles, como a água, abiomolécula mais abundante, os gases (oxigénio, dióxido decarbono) e os sais inorgânicos.• Moléculas orgânicas: são compostos sintetizados por seres vivose que participam da estrutura e do funcionamento da matéria viva.São exemplos: Glícidos, Lípidos, Proteínas, Ácidos Nucleícos (DNA,RNA) e metabólitos.
  • Compreender a base bioquímica dos diversos organismos é essencial àcompreensão da Vida, da sua origem e da sua evolução. Todos os organismos, dosmicróbios aos seres humanos, são formados, essencialmente, pelos mesmoselementos químicos, os quais incluem compostos inorgânicos e compostos orgânicos(algumas pequenas moléculas e macromoléculas).A unidade biológica explicitada na célula não se limita apenas acaracterísticas estruturais e funcionais; ela revela-se também a nível molecular.
  • Uma das substâncias mais simples, porém a mais importante.ÁguaA água é a substância química maisabundante na natureza e nos seres vivos. Pensa-se que foi graças às propriedades da água que avida foi capaz de surgir e de se desenvolver nonosso planeta. Muitos organismos ainda vivem naágua e na constituição das células vivas, bemcomo nos espaços intercelulares, existe tambémmuita água.A água é o composto maisimportante nas células podendo atingirentre 75% a 90% do total da sua massa.Para além de constituir o meioonde ocorrem todas as reacções celulares,a água intervém em numerosas reacçõesquímicas vitais, e actua como meio dedifusão de muitas substâncias.
  • Ligação ponte hidrogénioAs propriedades da água residem nofacto desta molécula, apesar de electricamenteneutra, apresentar polaridade.Esta polaridade permite a ligação entreas moléculas de água, e também entre estasmoléculas e outras substâncias polares, através deligações por pontes de hidrogénio.A polaridade contribui ainda para ogrande poder solvente da água, cujas moléculassão capazes de estabelecer ligações com diversoscompostos orgânicos e inorgânicos, formandocompostos mais estáveis. A água é consideradaum solvente universal, actuando comodissolvente da maioria das substânciascelulares.Água
  • Algumas Funções da Água1. Intervém em numerosas reacções químicas vitais;2. Intervém em reacções de hidrólise;3. Actua como meio de difusão de muitas substâncias;4. Actua como dissolvente da maioria das substâncias celulares (solvente universal);5. Transporte de substâncias dentro ou fora da células;6. É uma via de excreção, ou seja, arrasta para fora do corpo as substâncias nocivasproduzidas pelo indivíduo, assim como as que estão em excesso;7. Actua no equilíbrio da temperatura dentro da célula (termorregulação), impedindomudanças bruscas de temperatura, que afectam o metabolismo celular.
  • Macromoléculas BiológicasAlguns compostos orgânicos são constituídos por moléculas relativamentepequenas, enquanto que outros são moléculas muito grandes e complexas (macromoléculas)constituídas pela associação de várias moléculas unitárias.As macromoléculas são polímeros, isto é, cadeias com um grande número deunidades básicas, ou monómeros, unidos por ligações químicas.Nas célulasexistem 4 grandes tipos demacromoléculas:• Glícidos• Lípidos• Prótidos• Ácidos Nucleícos.Monossacárídeos Ácidos gordos + Glicerol
  • Macromoléculas BiológicasOs monómeros unem-se e formam cadeias maiores, originando polímeros. Esteprocesso denomina-se polimerização (condensação). Quando dois monómeros se ligam, ocorre aformação de uma molécula de H20.Por sua vez, quando um polímero se desdobra nos seus diversos monómeros, a reacçãodesigna-se despolimerização (hidrólise), ocorrendo a ruptura devido à reacção do composto com aágua.
  • PrPróótidostidosOs prótidos são compostos orgânicos quaternários constituídos por C, H, O eN (azoto), podendo também conter outros elementos como S, P, Mg, Fe e Cu.De acordo com a sua complexidade os prótidos podemser classificados em:1. Aminoácidos (unidades estruturais dos péptidos e dasproteínas) ;2. Péptidos (cadeias de 2 ou mais aminoácidos);3. Proteínas (macromoléculas constituídas por cadeiaspeptídicas, associadas ou não a outros compostos orgânicos ouinorgânicos).
  • AminoácidosConhecem-se muitos aminoácidos, mas apenas cerca de 20 aminoácidosentram na constituição de todos os seres vivos e todos eles possuem um Grupo amina(NH2), um Grupo carboxilo (ácido)(COOH) e um átomo de hidrogénio ligados ao mesmoátomo de carbono. Existe ainda uma porção da molécula (Radical) que varia deaminoácido para aminoácido.Os Aminoácidos são os prótidos mais simples, constituindo as unidadesestruturais dos péptidos e das proteínas, já que se podem ligar-se entre si, formandocadeias de tamanho variável.
  • PéptidosOs péptidos resultam da união entre dois ou mais aminoácidos, através deuma Ligação química covalente, denominada Ligação peptídica. A ligação peptídicaestabelece-se entre o grupo carboxilo (COOH) de um aminoácido e o grupo amina (NH2)de outro aminoácido.Por cada ligaçãopeptídica que se estabelece, forma-se uma molécula de água, pelo que onúmero de moléculas de H2O formadasé igual ao número de aminoácidos queintervêm menos um.Os péptidos formados por doisaminoácidos denominam-se Dipéptidos, osque são formados por três, Tripéptidos, eassim sucessivamente. As cadeias depeptídicas podem conter mais de cemaminoácidos. As que contém entre 2 a 20aminoácidos designam-se Oligopéptidos e asque ultrapassam esse número chamam-sePolipéptidos.
  • ProteínasSão macromoléculas constituídas por uma ou mais cadeias peptídicas e possuemuma estrutura tridimensional definida. As proteínas podem ter 4 tipos de estrutura dependendo doseu tipo de aminoácidos que possui, do tamanho da cadeia e da configuração espacial da cadeiapolipeptídica:
  • Estrutura Quaternária da Hemoglobina
  • Proteínas - glicoproteínas, lipoproteínas, etc.As proteínas podem ser formadasapenas por aminoácidos (proteínas simplesou holoproteínas) ou podem conter umaporção não proteíca, denominada grupoprostético. Neste caso, as proteínasdesignam-se conjugadas ou heteroproteínas.De acordo com a natureza dogrupo prostético são designadas deglicoproteínas, lipoproteínas, fosfoproteínas,etc..glicoproteínaGrupoprostético
  • Proteínas – desnaturação das proteínasAs estruturas das proteínas são mantidas por ligações fracas. Quando asproteínas são submetidas a determinados agentes, como a calor excessivo, agitação,radiações ou variações do pH, estas ligações podem ser quebradas.A quebra destas ligações altera a conformação normal das proteínas, levando auma perda da sua função biológica. Diz-se que houve desnaturação. Na maioria dos casos asmodificações são irreversíveis.
  • Função das ProteínasA importância biológica das proteínas é enorme, desempenhando funçõescruciais em diversos processos biológicos.FUNÇÕES DAS PROTEÍNASFunção Estrutural: fazem parte de todos os constituintes celulares. Por exemplo, aQueratina existe nos cabelos e unhas.Função Enzimática: actuam como enzimas em quase todas reacçõesquímicas que ocorrem nos seres vivos. Exemplo: A pepsina existente no suco gástrico.Função de Transporte: muitos iões e moléculas pequenas são transportadaspor proteínas. Exemplo: A Hemoglobina transporta O2 até aos tecidos.Função Imunológica (defesa): os anticorpos são proteínas.Função Motora: O tecido muscular é constituído por Miosina (proteína).Função de Reserva AlimentarFunção Hormonal/Reguladora: algumas hormonas como a insulina e aadrenalina têm constituição proteíca.
  • GlGlíícidos ou Hidratos de Carbonocidos ou Hidratos de CarbonoSão compostos orgânicos ternários (constituídos por C, H e O). Nestasbiomoléculas, os átomos de O e H apresentam-se geralmente combinados na proporçãode 1 para 2, como na água, resultando desta particularidade o nome de Hidratos deCarbono.De acordo com a sua complexidade, consideram-se três grupos deglícidos:1. Monossacarídeos ou Oses (são os glícidos mais simples) ;2. Oligossacarídeos (constituídos por 2 a 10 monossacarídeos unidos entre si);3. Polissacarídeos (constituídos por mais de 10 monossacarídeos).glucose
  • Monossacarídeos ou OsesSão as unidades estruturais dos glícidos. São os glícidos mais simples e sãofrequentemente chamados de açucares simples.Atendendo ao número de átomos de C (entre 3 a 9) que os constituem,classificam-se em:• Trioses (3C)• Tetroses (4C)• Pentoses (5C)• Hexoses (6C)• Heptoses (7C)• Etc.As Pentoses e asHexoses, como a glicose, a frutose e agalactose, são mais as frequentes nosseres vivos e importantes no mundobiológico. Tanto as pentoses como ashexoses podem representar-se por umafórmula estrutural em cadeia aberta, masgeralmente em solução as moléculastem fórmula estrutural cíclica,constituindo anéis fechados de cincoou seis átomos de carbono.
  • Monossacarídeos ou OsesEntre as pentoses destacam-se a ribose e a desoxirribose (possui menos umátomo de O que a ribose), as quais entram na constituição dos ácidos nucleícos.
  • OligossacarídeosSão moléculas constituídas por 2 a 10 moléculas de monossacarídeos ligadosentre si por um tipo de ligação covalente denominada ligação glicosídica.Duas moléculas de monossacarídeos ligadas por ligação glicosídica originamum dissacarídeo; três moléculas de monossacarídeos ligadas por ligação glicosídicaoriginam um trissacarídeo e assim sucessivamente.Ligação glicosídicaOcorre condensação de 2 monossacarídeos. A Ligação glicosídica estabelece-sesempre entre os radicais –OH com libertação de 1 molécula de água.
  • OligossacarídeosAlguns dissacarídeos merecem uma referência especial:• Sacarose: glicose+ frutose• Maltose: glicose + glicose• Lactose: glicose + galactose
  • PolissacarídeosSão hidratos de carbono complexos, formados por cadeias lineares ouramificadas com mais de 10 monossacarídeos. (por vezes possuem centenas oumilhares de monómeros).Os polissacarídeos mais comuns são:• Celulose;• Amido;• Glicogénio.O Glicogénio é um polímero de glicoseque constitui uma forma de reservaenergética nos animais e em muitosfungos. Nos vertebrados acumula-seprincipalmente nas células hepáticas e nascélulas musculares.A Celulose é um componenteestrutural da parede celular dosvegetais.O Amido é um polissacarídeo dereserva energética nas plantas.
  • PolissacarídeosO amido é constituído por dois polissacarídeos: aamilose (molécula linear) e amilopectina (molécula ramificada).O Glicogénio é uma molécula muito ramificada.Podendo ter 20 a 30 000 moléculas de glicose.A celulose é constituída por longas cadeiaslineares de glicose formando fibras longas.A celulose, a amilose, a amilopectina e oglicogénio, apesar de serem todos polímeros de glucose,apresentam características e funções diferentes.
  • Função dos GLÍCIDOSOs glícidos são compostos orgânicos com uma importante variedade defunções, tais como:• Função Energética / Reserva: muitos monossacarídeos são utilizados directamente em transferênciasenergéticas. Alguns oligossacarídeos e polissacarídeos constituem reservas energéticas (exemplo:sacarose, amido, glicogénio).• Função Estrutural: certos glícidos desempenham funções estruturais. (exemplos: a Celulose éconstituinte das paredes celulares vegetais, a Quitina é um polissacarídeo constituinte do esqueletoexterno de muitos crustáceos e insectos).
  • LLíípidospidosOs lípidos constituem um grupo de moléculas muito heterogéneo, do qualfazem parte as gorduras (animais e vegetais), as ceras, os esteroídes (colesterol ehormonas sexuais), entre outras. Geralmente são compostos por O, H e C, mas tambémpodem conter elementos como S, N ou P.A sua fraca solubilidade na água e sua solubilidade em solventesorgânicos, como o benzeno, o éter e o clorofórmio, são características comuns aoslípidos.De uma forma muito simples podemos classificar os lípidos emtrês grandes grupos, de acordo com a sua função:1. Lípidos de reserva;2. Lípidos estruturais;3. Lípidos com função reguladora.
  • Lípidos de ReservaOs Triglicérideos constituem um dos principais grupos de lípidos comfunções de reserva. Como componentes básicos, na sua constituição intervêm ácidosgordos e glicerol (um álcool).Os ácidosgordos são constituídospor uma cadeia linear deátomos de carbono(cadeia hidrocarbonada),com um grupo terminalcarboxilo (COOH).Os ácidosgordos diferem entre sipelo comprimento dacadeia hidrocarbonada epelo tipo ligações que seestabelecem entre osátomos de carbono.Triglicérido
  • Lípidos de ReservaOs ácidos gordos que possuem átomos de carbono ligados entre si porligações duplas ou triplas, dizem-se insaturados. Nos ácidos gordos saturados,todos os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações simples.Ligação duplaQuanto maior for onúmero de ligações duplasexistentes maior é a fluidez dorespectivo lípido.
  • Lípidos de ReservaO glicerol (ou glicerina), é um álcool que contém 3 grupos hidroxilo (HO),capazes de estabelecer ligações covalentes com os átomos de carbono do grupohidroxilo (COOH) dos ácidos gordos. Esta ligação denomina-se Ligação Éster e,conforme se estabelece entre o glicerol e um, dois ou três ácidos gordos, assim seforma um monoglicérideo, um diglicérideo ou um triglicérideo.Ligação éster
  • Lípidos EstruturaisDentro dos lípidos estruturais, podem-se destacar, pela sua importância, osfosfolípidos, que são lípidos que contêm um grupo fosfato. São os principaisconstituintes das membranas celulares.A estrutura dos fosfolípidos resulta da ligação de uma molécula deglicerol com dois ácidos gordos e uma molécula de ácido fosfórico.
  • A Os fosfolípidos são denominados moléculas anfipáticas, isto é, possuemuma parte polar (hidrofílica) e uma parte apolar (hidrofóbica). Esta propriedade émuito importante na formação das membranas biológicas.Alguns lípidos intervém naregulação do organismo, como porexemplo, as hormonas sexuaistestosterona e progesterona, que fazemparte do grupo dos esteroídes.Lípidos com função Reguladora
  • Funções dos LípidosDe entre as funções que este grupo de compostos orgânicosdesempenham nos organismos podem destacar-se:• Função Energética: Os Triglicérideos existem no sangue. (quando emexcesso ⇒ doença cardiovascular – acumulação gordura nas paredes vasossanguíneos);• Função Estrutural: Os Fosfolípidos e Colesterol são constituintes dasmembranas celulares;• Função Protectora: Ceras de revestimento de plantas e animais.• Função Vitamínica: Constituição das vitaminas E e K;• Função Reguladora / Hormonal: As Hormonas sexuais (Testosterona,Progesterona e Estrogénios).
  • Ácidos NucleícosSão as principais biomoléculas envolvidas em processos de controlo celular,pois contém a informação genética.Existem dois tipos de ácidos nucleícos:• Ácido desoxirribonucleico (ADN ou DNA);• Ácido ribonucleico (ARN ou RNA)Os ácidos nucleícos são polímeros cujas unidades básicas(monómeros) são nucleótidos. Estes nucleotídos podem unir-se sequencialmente porreacções de condensação constituindo cadeias polinucleotídicas..
  • Cada nucleotído é constituído por:•Uma base azotada•Uma Pentose (um açucar) (a desoxirribose no DNA e a ribose no RNA)•Um grupo fosfato (que lhe confere características ácidas)Existem 5 basesazotadas diferentes , divididasem 2 grupos:• Bases púricas ou de anelduplo: Adenina (A) eGuanina (G)• Bases pirimídicas ou deanel simples – Timina (T),Citosina (C) e Uracilo (U).As basespúricas são iguais no DNAe no RNA. Quanto às basespirimídicas, a Timina (T) sóexiste no DNA e o Uracilo(U) Só existe no RNA.Os nucleótidos são designados pelo nome da base azotada que entra na sua constituição..
  • Diferenças entre DNA e RNAUma molécula de DNA é constituída por duas cadeias nucleotídicasunidas por pontes de hidrogénio formando uma dupla hélice. Uma molécula deRNA é um polímero de nucleotídos, geralmente de cadeia simples.Dupla Hélice de DNAPontes deHidrogénioCadeia simples de RNA
  • Importância Biológica dos Ácidos NucleícosQuer nos procariontes quer noseucariontes o DNA é o suporte universalda informação genética, controlando aactividade celular e é responsável pelatransmissão da informação genética degeração em geração.Cada organismo é únicoporque é portador de um DNA único, doponto de vista informativo.O DNA e o RNA intervêm nasíntese de proteínas.
  • Bom Estudo!