quarta-feira, 11 de janeiro de 2012

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA

     Na composição química da célula aparecem componentes inorgânicos e orgânicos. Dentre os componentes inorgânicos da célula temos a água e os sais minerais.
Os componentes orgânicos da célula são representados por carboidratos, proteínas, lipídios, ácidos nucléicos e vitaminas.

ÁGUA
      A água é o componente celular mais abundante. A quantidade na célula varia, principalmente, de acordo com três aspectos: espécie, atividade metabólica e idade:
  • Espécie: no homem, por exemplo, a água representa cerca de 70% do seu peso corporal; nas medusas (águas-vivas) pode-se encontrar cerca de 98% de água.
  • Atividade metabólica: células que desempenham intensa atividade possuem maior quantidade de água do que as que trabalham pouco. Por exemplo: no homem, o esmalte dentário apresenta apenas 10% de água, os ossos atingem 48% e nos músculos existem cerca de 83%.
  • Idade: geralmente a taxa de água decresce com o aumento da idade.

Funções da Água
     As principais funções da água são:
  • solvente de íons minerais e de líquidos orgânicos;
  • participação nas reações de hidrólise (reações de decomposição em que a água é um dos reagentes);
  • regulação térmica nos animais homeotérmicos;
  • veículo natural para a aquisição e eliminação de substâncias pela célula;
  • age como lubrificante, diminuindo o desgaste de regiões de grande atrito. Exemplo: nas articulações.

SAIS MINERAIS
     Os sais minerais estão presentes nos seres vivos sob duas formas: imobilizados e dissolvidos em água.
  • Imobilizados: como componentes da estrutura esquelética e, portanto, pouco solúveis. Exemplo: na casca dos ovos, esqueletos e carapaças. O fosfato de cálcio, nos vertebrados é um componente abundante dos ossos.
  • Dissolvidos em água: na forma de íons. Assim, eles são importantes para o funcionamento das células.

Mineral

Funções
  • Cálcio (Ca++): Componente importante dos ossos e dos dentes. Essencial à coagulação do sangue. Importante no funcionamento normal dos nervos e músculos.
  • Ferro (Fe++): Componente da hemoglobina, mioglobina e enzimas respiratórias. Fundamental para a respiração celular.
  • Cloro (Ci): Importante no balanço de líquidos do corpo e na manutenção do pH.
  • Sódio (Na+): Mais abundante no meio extracelular. Importante no balanço de líquidos do corpo; essencial para a condução do impulso nervoso.
  • Iodo (I-): Componente dos hormônios da tireóide, que estimulam o metabolismo.
  • Magnésio: (Mg++) Componente de muitas coenzimas. Necessário para o funcionamento normal de nervos e músculos. Presente na clorofila (importante na fotossíntese).Potássio (K+) Mais abundante no meio intracelular. Juntamente com o sódio, é importante na condução do impulso nervoso.
  • Fosfato: (POΞ4) Componente dos ossos, dentes, do ATP, do DNA e RNA.


CARBOIDRATOS
  • Os carboidratos também são chamados de hidratos de carbono, glicídios, açucares ou glúcides.
  • São moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio, principalmente.
  • Os carboidratos se dividem em oses e osídeos.
  • Os oses são os carboidratos mais simples, também conhecidos como monossacarídeos.
  • Os osídeos resultam da combinação de duas ou mais oses. Os principais osídeos são os dissacarídeos e os polissacarídeos.

Monossacarídeos
     Os monossacarídeos possuem a fórmula geral Cn(H2O)n em que n pode varia de 3 a 7. Esses compostos são classificados de acordo com o número de átomos de carbono que apresentam:
  • trioses – C3H6O3
  • tetroses – C4H8O4
  • pentoses - C5H10O5
  • hexoses - C6H12O6
  • heptoses - C7H14O7

     Sob o ponto de vista biológico, os monossacarídeos mais importantes são as pentoses e hexoses.
     Os monossacarídeos mais comuns têm um esqueleto de cinco ou seis átomos de carbono. As moléculas de monossacarídeos, quando dissolvidas em água, tendem a se dobrar, formando pentágonos ou hexágonos. Glicose, frutose e galactose têm mesma fórmula molecular (C6H12O6), mas seus átomos estão arranjados de diferentes maneiras.

Papel biológico
  • Ribose: Participa da formação do RNA e do ATP.
  • Desoxirribose: Participa da formação do Dna
  • Glicos:e É a molécula mais usada pelas células para obtenção de energia.
  • Frutose: Fonte de energia
  • Galactose: Fonte de energia

Dissacarídeos
      Os dissacarídeos resultam da combinação de dois monossacarídeos unidos por uma ligação glicosídica. São os oligossacarídeos de maior importância biológica.

Sua fórmula geral é C12H22O11

Assim temos:

C6H12O6 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O

Os exemplos mais importantes são:
sacarose (glicose + frutose)
maltose (glicose + glicose)
lactose (glicose + galactose)

     Quando digerimos a sacarose no instestino, ocorre hidrólise* da ligação glicosídica, surgindo glicose e frutose. Já a digestão da lactose produz glicose e galactose.

* hidrólise é toda reação química de decomposição ou quebra de uma molécula em outra pela ação da água; dissociação das macromoléculas em moléculas menores em face de reações com moléculas de água sob a ação de enzimas especiais chamadas hidrolases.

Polissacarídeos
      Os polissacarídeos resultam da combinação de vários monossacarídeos.
     Sua fórmula geral é (C6H10O5)n

     São constituídos por longas cadeias, sendo, geralmente, insolúveis. Constituem uma forma de armazenamento e quando totalmente hidrolisados produzem monossacarídeos.
Os polissacarídeos mais comuns são:
  • amido;
  • celulose;
  • glicogênio;
  • quitina (polissacarídeo nitrogenado que forma o exoesqueleto dos artrópodes).

Funções dos Carboidratos
      Os carboidratos exercem três importantes funções: energética, estrutural e de reserva.
  • Energética: os carboidratos são os principais componentes celulares relacionados com a produção de energia. Assim, a glicose é o principal combustível celular. Também exercem papel energético a sacarose, a maltose e a lactose.
  • Estrutural: constituem a base de importantes elementos estruturais da célula. A celulose é o principal componente estrutural dos vegetais. A quitina forma a carapaça dos artrópodes.
  • Reserva: o amido e o glicogênio.

LIPÍDIOS
      Também conhecidos como lipídeos, os lipídios são moléculas orgânicas amplamente distribuídas no seres vivos.
      Caracterizam-se por serem insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos, como éter, benzeno e clorofórmio.
     Os lipídios resultam da combinação de ácidos graxos com álcoois.


Classificação dos lipídios

     Os lipídios são classificados em simples, complexos e esteróides.

Simples
      Os lipídios simples são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio. Compreendem os glicerídeos e cerídeos.

  • Glicerídeos: abrangem os óleos e as gorduras. À temperatura ambiente, as gorduras mostram-se sólidas, mas os óleos se apresentam líquidos. Alguns são de origem animal (gordura de porco, óleo de baleia, de cação, de fígado de bacalhau), outros são de origem vegetal (gordura de coco, óleo de oliva, de girassol, de dendê, etc).
  • Cerídeos: são as ceras, como a de abelhas e a de carnaúba. Estão relacionados com a impermeabilização de superfícies sujeitas à desidratação (superfície de folhas e frutos).

Compostos ou complexos
      Os lipídios compostos, além de possuírem carbono, hidrogênio e oxigênio, possuem também um outro componente. Por exemplo: fosfolipídios integrantes da membrana plasmática; esfingomielina (encontrada na forma de uma bainha nos neurônios).

Esteróides
  • Os esteróides têm estrutura química bastante diferente dos demais lipídios: são compostos por quatro anéis de átomos de carbono interligados. O colesterol é um dos esteróides mais conhecidos. Juntamente com os fosfolipídios, ele é um dos importantes componentes das membranas celulares dos animais.
  • O colesterol é também a matéria-prima para a produção de diversos hormônios esteróides: o estrógeno, a progesterona e a testosterona (hormônios sexuais) e os corticosteróides (fabricados pelas suprarenais), são alguns exemplos.

Funções dos Lipídios
      Os lipídios exercem importantes funções:
  • Reserva: os lipídios formam o tecido adiposo nos animais e as sementes oleaginosas dos vegetais;
  • Energética: quando oxidados, liberam energia, funcionando como substrato para a respiração celular;
  • Estrutural: associados às proteínas entram na composição das estruturas celulares, como na membrana plasmática;
  • Homeotermia: situados na hipoderme (camada de tecido adiposo, localizada abaixo da pele), graças à má condutibilidade térmica que possuem, agem na manutenção da temperatura de aves e mamíferos.

PROTEÍNAS
      As proteínas são macromoléculas que contém carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e, freqüentemente, enxofre e fósforo. São os principais compostos orgânicos da célula, juntamente com os ácidos nucléicos.
     As proteínas são formadas por estruturas chamadas aminoácidos.

A estrutura dos aminoácidos
      São compostos químicos que contêm tanto um grupo carboxila como um grupo amina. Os grupos carboxila (-COOH), e amina (-NH2), um hidrogênio e um radical estão ligados a um átomo de carbono.
     As propriedades físicas e químicas que os aminoácidos possuem em comum são determinadas pelos grupos amina, carboxila e pelo seu arranjo espacial. As propriedades particulares são devidas à presença dos diferentes radicais R. A variação dos radicais R determina a existência de vinte tipos de aminoácidos.
     Os vegetais têm a capacidade de fabricar os vinte aminoácidos necessários para a produção de suas proteínas; já as células animais não sintetizam todos, devendo alguns ser adquiridos com os alimentos. Dá-se o nome de naturais aos aminoácidos que um organismo produz; e essenciais àqueles que devem ser ingeridos, já que sem eles a síntese de proteínas pelas células ficaria comprometida.

 
A ligação peptídica
     
A combinação entre dois aminoácidos é feita entre o grupo amina de um e o carboxila de outro, formando-se a ligação peptídica (CONH) com liberação de uma molécula de água.
     Dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica formam uma molécula denominada dipeptídeo.
     Vários aminoácidos ligados por várias ligações peptídicas formam uma molécula denominada polipeptídeo. As proteínas são, portanto, polipeptídeos. Uma proteína pode apresentar centenas de aminoácidos. A hemoglobina, por exemplo, é formada por 574 aminoácidos.

Classificação das Proteínas
      As proteínas podem ser simples ou conjugadas.

Simples
     As proteínas são formadas exclusivamente por aminoácidos. Exemplos:
  • queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele;
  • fibrinogênio: proteína sangüínea importante nos processos de coagulação;
  • globina: proteína que entra na constituição da hemoglobina (pigmento respiratório) do sangue;
  • albumina: proteína abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e coma viscosidade do plasma (porção líquida do sangue).

Conjugadas
      As proteínas conjugadas são também chamadas de heteroproteínas. Possuem em suas moléculas uma parte não protéica chamada de radical prostético. Exemplos:
  • glicoproteínas (com carboidratos);
  • nucleoproteínas (cromatina): histona (proteína simples) mais ácido nucléico (grupo prostético);
  • hemoglobina: globina (proteína simples) mais pigmento heme (grupo protético).


Funções das Proteínas

      As proteínas desempenham papéis estrutural, enzimático, imunológico, hormonal e nutritivo.
  • Estrutural: as células são estruturadas basicamente por proteínas. As proteínas estruturais são principalmente fibrosas, com cadeias protéicas dispostas paralelamente organizando fibras.
     Como exemplos, citaremos o colágeno (ossos, tendões), queratina (epiderme, pêlos, unhas), actina e miosina (músculos).
  • Enzimáticas: a maioria das reações químicas dos seres vivos só ocorre na presença de determinadas proteínas, chamadas enzimas, que atuam como catalisadores biológicos.
  • Imunológica: função realizada pelos anticorpos, que são proteínas defensoras do organismo, evitando-o do ataque de agentes estranhos, como bactérias, vírus, etc.
  • Hormonal: muitos hormônios do nosso organismo são de natureza protéica. É o caso da insulina (hormônio produzido pelo pâncreas).


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