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- A bioquímica celular é o ramo da biologia que estuda a composição e as propriedades químicas dos seres vivos. - Existem 96 elementos químicos que ocorrem naturalmente no planeta e somente 26 são encontrados nos seres vivos. Os elementos químicos mais abundantes da matéria viva são: Elemento Símbolo Percentuais médios nas células Oxigênio O 65% Carbono C 18% Hidrogênio H 10% Nitrogênio N 3% Fósforo P 1,2% Enxofre S 0,25% INORGÂNICOS CARBOIDRATOS LIPÍDIOS PROTEÍNAS ÁGUA VITAMINAS ÁCIDOS NUCLEICOS SAIS MINERAIS ORGÂNICOS QUÍMICA DA CÉLULA Obtenção: Alimentos líquidos, sólidos e água potável. Composto mais abundante dos seres vivos; Importância: Solvente universal: grande poder de dissolver “separar” compostos iônicos e polares. Participa das reações químicas de hidrólise: o Hidrólise = quebra pela água Substâncias Inorgânicas Água (H2O) Substâncias Inorgânicas Regulador térmico: o A água possui elevado calor específico ; o Impede variações bruscas de temperatura; o Mantém a temperatura celular constante; Água (H2O) Evaporação Suor: H2O (l) H2O (g) Reação Endotérmica: O suor rouba energia da pele e resfria o corpo. Substâncias Inorgânicas Água (H2O) Transporte de substâncias: - Alimentos; - Gases respiratórios; - Excretas; - Seivas de plantas. Lubrificante: - Olhos; - Articulações; Equilíbrio osmótico: - Homeostase ou equilíbrio das células. Fatores que influenciam na quantidade de água no organismo: Idade - Feto: 94% de água - Adulto: 70% de água - Idoso: 60% de água Espécie - Homem adulto: 70% de água - Água viva: 98% de água - Sementes de planta: 15% de água Atividade metabólica - Encéfalo: 90% - Músculos: 80% - Dentina: 12% Substâncias Inorgânicas Água (H2O) Substâncias inorgânicas formadas por íons. São componentes REGULADORES do metabolismo celular. Obtenção: Água mineral e alimentos: frutos, verduras, cereais, leite, etc. Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Tipos de Sais Minerais: Sais de cálcio (Ca): Funções: Composição dos ossos e dos dentes; Coagulação sanguínea; Funcionamento de nervos e músculos; Fontes: Leite, queijo e peixe; Problemas associados à carência: osteoporose, raquitismo; Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Sais de Ferro (Fe): Constituem a hemoglobina – pigmento respiratório das hemácias. Fontes: Feijão, soja, fígado, carne em geral, gema do ovo Problemas associados à carência: Anemia ferropriva; Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Sais de Iodo (I): Constituição dos hormônios da glândula tireóide; Aceleram o metabolismo celular; Fontes: Peixe, frutos do mar, alface e couve. Principalmente no sal de cozinha; Problemas associados à carência: Bócio endêmico ou papeira; Sais de fósforo (P): participam da constituição do esqueleto. Fontes: Ovos, legumes e cereais; Problemas associados à carência: Dor nos ossos; Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Bócio Endêmico Sais de Potássio (K) e Sódio (Na): regulação osmótica nas células; atuam no mecanismo de condução dos impulsos nervosos. Fontes: Sal de cozinha, carne, frutas, frutos do mar, lacticínios. Problemas associados à carência: Beribéri, erros no controle dos impulsos nervosos Sais de Flúor: participam do processo de mineralização do esmalte do dente, alem de inibir o desenvolvimento de bactérias causadoras da cárie. Fontes: frutos do mar. Problemas associados à carência: cáries e enfraquecimentos dos dentes. Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Substâncias Inorgânicas Sais Minerais Elementos Funções no organismo Fontes Flúor Componente dos ossos e dos dentes Frutos do mar Magnésio (Mg2+) Componente da clorofila Fotossíntese Vegetais em geral Zinco Componente de várias enzimas Metabolismo Carnes, ovos, frutos do mar Cloro (Cl-) Composição do ácido clorídrico Auxilia a digestão Sal de cozinha Cobalto (CO²+) Componente da vitamina B12 (cobalamina) – Produção de hemácias Carnes e laticínios Cobre Formação da hemoglobina Ovos, legumes e peixes Enxofre Controle da atividade metabólica Ovos, carnes e legumes Substâncias Inorgânicas Sais Minerais - Possuem átomos de CARBONO ligados covalentemente, além dos elementos H e O. - Desempenham inúmeras funções nos seres vivos: o Metabólica o Reserva o Estrutural o Informacional o Regulação Substâncias Orgânicas Funções Energética Estrutural Classificação dos Carboidratos Carboidratos - Monossacarídeos - Oligossacarídeos Dissacarídeos - Polissacarídeos Mais importantes Sinônimos: Hidratos de carbono, açúcares, glicídios e glucídios; Tipos: I. MONOSSACARÍDEOS (C n H 2n O n ) - Triose: C3H6O3 - Tetrose: C4H8O4 - Pentose: C5H10O5 - Hexose: C6H12O6 - Heptose: C7H14O7 Substâncias Orgânicas Carboidratos Pentoses: - Ribose (C5H10O5): Presente no RNA e no ATP; - Desoxirribose (C5H10O4): Presente no DNA; Hexoses C6H12O6 : - Glicose - Fonte de energia para as células. Produto final da fotossíntese; - Frutose - Promove o sabor açucarado das frutas. É transformada em glicose no fígado; - Galactose - Encontrada no leite. Forma glicose no fígado; Substâncias Orgânicas Carboidratos I. MONOSSACARÍDEOS (C n H 2n O n ) II. DISSACARÍDEOS (C 12 H 24 O 12 ) São formados a partir da união de dois monossacarídeos; Tipos de Dissacarídeos Monossacarídeos formadores Obtenção Maltose Glicose + Glicose Vegetais Sacarose Glicose + Frutose Cana de açúcar (açúcar de cozinha) Lactose Glicose + Galactose Açúcar do leite Substâncias Orgânicas Carboidratos II. DISSACARÍDEOS (C 12 H 24 O 12 ) São formados a partir da união de dois monossacarídeos; Substâncias Orgânicas Carboidratos Maltose III. POLISSACARÍDEOS São formados a partir da união de centenas e centenas de monossacarídeos; Substâncias Orgânicas Carboidratos Tipos de Polissacarídeos Funções Amido Reserva energética das plantas e das algas; Fonte mais importante de carboidrato para o homem; III. POLISSACARÍDEOS São formados a partir da união de centenas e centenas de monossacarídeos; Substâncias Orgânicas Carboidratos Tipos de Polissacarídeos Funções Amido Reserva energética das plantas e das algas; Fonte mais importante de carboidrato para o homem; Glicogênio Reserva energética dos animais; III. POLISSACARÍDEOS São formados a partir da união de centenas e centenas de monossacarídeos; Substâncias Orgânicas Carboidratos Tipos de Polissacarídeos Funções Amido Reserva energética das plantas e das algas; Fonte mais importante de carboidrato para o homem; Glicogênio Reserva energética dos animais; Quitina Polissacarídeo estrutural; Forma o exoesqueleto dos artrópodes e parede celular dos fungos; III. POLISSACARÍDEOS São formados a partir da união de centenas e centenas de monossacarídeos; Substâncias Orgânicas Carboidratos Tipos de Polissacarídeos Funções Amido Reserva energética das plantas e das algas; Fonte mais importante de carboidrato para o homem; Glicogênio Reserva energética dos animais; Quitina Polissacarídeo estrutural; Forma o exoesqueleto dos artrópodes e parede celular dos fungos; Celulose Polissacarídeo estrutural; Forma parede celular de células vegetais; Presente nas fibras vegetais (evita a constipação); Funções Energética Estrutural Funções Isolante Térmico Impermeabilização Funções Precursores davitamina D Endócrina Substância orgânica insolúvel em água e solúvel em solventes orgânicos apolares; Moléculas apolares (sem carga elétrica); Substâncias Orgânicas Lipídios Tipos: Glicerídeos (Ác. Graxos + Glicerol); - Óleos (vegetais). - Gorduras (animais). Ceras; Esteroides; - Colesterol. Fosfolipídios; Carotenoides; Substâncias Orgânicas Lipídios I. GLICERÍDEOS: Ácido Graxo: Moléculas que possuem longas cadeias carbônicas com um grupo carboxila (COOH). Cadeia carbônica insaturada Há presença de ligações dupla. A molécula sofre uma curvatura. Cadeia carbônica saturada Só possui ligações simples. A molécula é linear. Substâncias Orgânicas Lipídios I. GLICERÍDEOS: Óleos: Os ácidos graxos são insaturados. o Consistência líquida à temperatura ambiente o Não ocorre um “empacotamento” entre as cadeias carbônicas. Gorduras: Os ácidos graxos são saturados. o Consistência sólida à temperatura ambiente o Ocorre um “empacotamento” entre as cadeias carbônicas. Substâncias Orgânicas Lipídios I. GLICERÍDEOS: Substâncias Orgânicas Lipídios Gordura Trans: Tipo especial de ácido graxo formado a partir do processo hidrogenação catalítica. Perigo!!! As gorduras Trans aumentam a taxa de LDL e diminuem a taxa de HDL Tipos: Glicerídeos (Ác. Graxos + Glicerol); - Óleos (vegetais). - Gorduras (animais). Ceras; Esteroides; - Colesterol. Fosfolipídios; Carotenoides; Substâncias Orgânicas Lipídios II. CERAS: Propriedades: o Sólidas à temperatura ambiente. o Insolúveis em água. Funções: o Cerúmem: protege contra entrada de agentes estranhos no conduto auditivo. o Reveste folhas, impedindo a evaporação excessiva de água. o Nas aves, é produzida por glândulas do bico para manter as penas impermeáveis. Substâncias Orgânicas Lipídios Tipos: Glicerídeos (Ác. Graxos + Glicerol); - Óleos (vegetais). - Gorduras (animais). Ceras; Esteroides; - Colesterol. Fosfolipídios; Carotenoides; Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: São formados por átomos de carbono ligados entre si, formando quatro anéis. Exemplos: o Colesterol; o Hormônios sexuais; o Hormônios das glândulas supra-renais; Funções do Colesterol: o Presente nas membranas celulares, onde promove a flexibilidade. • Obs.: Célula vegetal não possui colesterol na membrana. Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Funções do Colesterol: o Produção da bile; o Precursor da vitamina D (Calciferol); o Precursor dos hormônios sexuais; o Precursor dos hormônios das supra-renais; Obtenção do colesterol: o Sintetizado no fígado; o Absorvido no intestino (alimentação); Problemas associados ao colesterol: Aterosclerose – excesso de LDL; Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: Substâncias Orgânicas Lipídios III. ESTERÓIDES: HDL – Colesterol BOM o As HDL podem transportar colesterol quando presente em altas concentrações no sangue. o As HDL captam o excesso de colesterol transportando-os até o fígado, onde serão eliminadas juntamente com a bile. Substâncias Orgânicas Lipídios Tipos: Glicerídeos (Ác. Graxos + Glicerol); - Óleos (vegetais). - Gorduras (animais). Ceras; Esteroides; - Colesterol. Fosfolipídios; Carotenoides; Substâncias Orgânicas Lipídios IV. FOSFOLIPÍDIOS: Principais componentes das membranas celulares o São formados por uma região polar (hidrofílicas) e por duas ramificações apolares (cadeias carbônicas - hidrofóbicas). Substâncias Orgânicas Lipídios V. CAROTENÓIDES: São pigmentos de cor vermelha, laranja e amarela, presente nas células de todas as plantas. Desempenham importante papel na captação de energia luminosa. - O β caroteno (pigmento alaranjado) presente na cenoura é precursor da vitamina A (Retinol) Substâncias Orgânicas Lipídios (UFCE) O colesterol tem sido considerado um vilão nos últimos tempos, uma vez que as doenças cardiovasculares estão associadas a altos níveis desse composto no sangue. No entanto, o colesterol desempenha importantes papéis no organismo. Analise os itens a seguir: I. O colesterol é importante para a integridade da membrana celular. II. O colesterol participa da síntese dos hormônios esteróides. III. O colesterol participa da síntese dos sais biliares. Da análise dos itens, é correto afirmar que: a) somente I é verdadeiro. b) somente II é verdadeiro. c) somente III é verdadeiro. d) somente I e II são verdadeiros. e) I, II e III são verdadeiros. Resposta: E 4. (Unirio) Inmetro: ovo diet não alerta que contém lactose. "O rótulo de um determinado ovo de Páscoa diet, além de não informar sobre a presença de lactose, afirmava que o produto não continha açúcar. Segundo o fabricante, a lactose encontrada no ovo era proveniente do leite utilizado na confecção do chocolate e não adicionada aos ingredientes.“ (Adaptação - "O Globo", 2003) A falta de informações precisas sobre a composição dos alimentos pode trazer complicações à saúde e, neste caso, principalmente à dos diabéticos, pois a) a lactose, após ser absorvida pelo intestino, é utilizada da mesma forma que a glicose. b) a concentração alta de lactose acabará fornecendo elevado teor de glicose no sangue. c) a lactose se prende aos mesmos receptores celulares da insulina, aumentando a entrada de glicose nas células. d) os diabéticos não metabolizam a lactose, aumentando sua concentração sanguínea. e) a lactose, após ser absorvida, estimula a liberação de glucagon, aumentando a taxa de glicose sanguínea. Resposta: C São macromoléculas de alto peso molecular constituídas por unidades ou monômeros denominados aminoácidos. Substâncias Orgânicas Proteínas AA AA AA AA AA Aminoácido Proteína = Peptídeos I) AMINOÁCIDOS: São as partes formadoras das proteínas; Substâncias Orgânicas Proteínas Glicina Alanina Substâncias Orgânicas Proteínas I) AMINOÁCIDOS: São as partes formadoras das proteínas; I) AMINOÁCIDOS: Ligação Peptídica o Nº de ligações peptídicas = nº de aminoácidos – 1; o Ex: Pentapeptídio: contém 5 aminoácidos, 4 ligações peptídicas e 4 águas liberadas. Substâncias Orgânicas Proteínas I) AMINOÁCIDOS: Existem 20 aminoácidos que constituem as proteínas dos seres vivos. Podem ser classificados em dois grupos: o Aminoácidos Essenciais (8): •Não são produzidos pelo homem. o Aminoácidos Naturais (12): •São produzidos pelo organismo humano. Substâncias Orgânicas Proteínas Substâncias Orgânicas Proteínas II) ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS: Estrutura Primária Estrutura Secundária Estrutura Terciária Estrutura Quaternária Substâncias Orgânicas Proteínas III) DESNATURAÇÃO PROTÉICA: Se dá pela modificação da forma tridimensional da proteína. A proteína modificada perde sua função. Fatores: Temperaturas elevadas; Mudanças de pH; Detergentes químicos; Solventes orgânicos; Substâncias Orgânicas Proteínas Funções Estrutural Colágeno Funções Estrutural Colágeno Elastina Queratina Funções Hormonal Insulina Glucagon Funções Transporte ou Carreadora Hemoglobina Funções Contrátil Actina e Miosina Funções Imunológica Anticorpos Funções Catalítica Enzimas V) ENZIMAS: Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores biológicos; o Aceleram a velocidadedas reações químicas; o Não alteram os produtos finais das reações; Substâncias Orgânicas Proteínas V) ENZIMAS: Mecanismo de ação enzimática: o Diminuem a energia de ativação necessária para iniciar uma reação química. Substâncias Orgânicas Proteínas V) ENZIMAS: Mecanismo de ação enzimática: o As enzimas são altamente específicas e, geralmente, possuem um único tipo de substrato. Substâncias Orgânicas Proteínas Substrato Enzima Maltase Sacarase Maltose Sacarose V) ENZIMAS: Mecanismo de ação enzimática: o Modelo – “Chave - Fechadura”. Substâncias Orgânicas Proteínas V) ENZIMAS: Mecanismo de ação enzimática: o Modelo – “Chave - Fechadura”. Substâncias Orgânicas Proteínas V) ENZIMAS: Fatores que interferem nas reações enzimáticas: 1) Temperatura: 2) pH: 3) Concentração do Substrato: Acima de uma determinada temperatura ocorre a desnaturação da enzima e a diminuição da velocidade da reação. Substâncias Orgânicas Proteínas Exemplos: Pepsina: pH ideal 2 Ptialina: pH ideal 7 Tripsina: pH ideal 8 A partir de um determinado ponto a velocidade ficará constante, mesmo que se acrescente mais substrato, não haverá enzima para reagir. UFMS A sequência de ilustrações a seguir representa com genialidade uma propriedade de praticamente todas as reações que se processam nos sistemas vivos: a ação enzimática. Da analogia com a ilustração pode-se dizer que a enzima: a) viabiliza uma reação cujo produto dela sempre dependerá para exercer seu papel biológico; b) perde definitivamente suas propriedades ao desprender-se do produto final; c) fica disponível para uma nova reação depois de favorecer a ligação dos reagentes; d) catalisa a reação exigindo muito mais energia de ativação do que seria necessário; e) é consumida integralmente pelo produto que ajudou a sintetizar. Resposta: Letra C Resposta: Letra C 15. FATEC-SP Alguns pacientes da UTI dos hospitais não podem alimentar-se por via oral, sendo, então, necessário alimentá-los injetando em suas veias soro com nutrientes variados. Assinale a alternativa que contém somente nutrientes que podem ser injetados nas veias, pois serão assimilados pelas células do ser humano. a) Vitaminas e sacarose. b) Proteínas e vitaminas. c) Aminoácidos e monossacarídeos. d) Proteínas e aminoácidos. e) DNA, RNA e proteínas. Resposta: Letra A Mackenzie-SP A respeito dos glicídios, é INCORRETO afirmar que: a) podem constituir estrutura de sustentação de vegetais, mas nunca a de animais. b) aparecem em moléculas como o ATP e o DNA. c) constituem a principal fonte de energia para os seres vivos. d) são produzidos em qualquer processo de nutrição autotrófica. e) podem se apresentar na forma simples ou como cadeias. São substâncias químicas que atuam como reguladoras do metabolismo. Atuam como co-fatores enzimáticos; Falta de vitamina: Avitaminose; Excesso de Vitamina: Hipervitaminose; As vitaminas não são produzidas pelo organismo humano; Substâncias Orgânicas Vitaminas Classificação das Vitaminas: I) Vitaminas Hidrossolúveis: o Se dissolvem na água e, quando ingeridas em excesso, são facilmente excretadas. o São hidrossolúveis: Vitamina C e Vitaminas do complexo B II) Vitaminas Lipossolúveis: o Se dissolvem em gordura. o São lipossolúveis as vitaminas: K, E, D e A Substâncias Orgânicas Vitaminas Nome genérico Nome Químico Fontes Carência Vitamina B1 Tiamina Cereais, carnes, vegetais Beribéri (Problemas neurológicos e dificuldades respiratórias) Vitamina B2 Riboflavina Carnes, ovos e vegetais Dermatite Vitamina B3 ou PP Niacina Carnes, ovos e laticínios Pelagra – Doença dos 3 Ds Dermatite, Demência e Diarréia Vitamina B6 Pirodoxina Carnes, cereais, ovos e laticínios Cansaço, metabolismo baixo, distúrbios nervosos Vitamina B11 Ácido Fólico Carnes, ovos, frutas e cereais. Anemia Vitamina B12 Cobalamina Carnes, ovos e laticínios Anemia Perniciosa Vitamina C Ácido Ascórbico Frutas cítricas, vegetais folhosos Escorbuto (Hemorragia nas gengivas e inflamação das articulações) HIDROSSOLÚVEIS Substâncias Orgânicas Vitaminas HIDROSSOLÚVEIS Substâncias Orgânicas Vitaminas Escorbuto Nome genérico Nome Químico Fontes Carência Vitamina A Retinol Legumes, frutos e vegetais folhosos Xeroftalmia (Ressecamento da retina) Cegueira noturna Vitamina D Calciferol Carnes, ovos e laticínios * Alimentos contém precursor que se transforma em vitamina D quando exposto aos raios ultravioleta Raquitismo Vitamina E Tocoferol Carnes, ovos e laticínios Esterilidade Masculina Vitamina K Filoquinona Vegetais em geral Hemorragias LIPOSSOLÚVEIS Obs.: As vitaminas: B1, B2, B3, B6, B11, e K são produzidas pela microbiota presente no intestino humano. Substâncias Orgânicas Vitaminas LIPOSSOLÚVEIS Substâncias Orgânicas Vitaminas Cegueira Noturna Nome genérico Nome Químico Fontes Carência Vitamina A Retinol Legumes, frutos e vegetais folhosos Xeroftalmia (Ressecamento da retina) Cegueira noturna Vitamina D Calciferol Carnes, ovos e laticínios * Alimentos contém precursor que se transforma em vitamina D quando exposto aos raios ultravioleta Raquitismo Vitamina E Tocoferol Carnes, ovos e laticínios Esterilidade Masculina Vitamina K Filoquinona Vegetais em geral Hemorragias LIPOSSOLÚVEIS Obs.: As vitaminas: B1, B2, B3, B6, B11, e K são produzidas pela microbiota presente no intestino humano. Substâncias Orgânicas Vitaminas LIPOSSOLÚVEIS Substâncias Orgânicas Vitaminas Raquitismo (FUVEST/2007) Os carboidratos, os lipídios e as proteínas constituem material estrutural e de reserva dos seres vivos. Qual desses componentes orgânicos é mais abundante no corpo de uma planta e de um animal? a) Proteínas em plantas e animais. b) Carboidratos em plantas e animais. c) Lipídios em plantas e animais. d) Carboidratos nas plantas e proteínas nos animais. e) Proteínas nas plantas e lipídios nos animais. (UFSJ/2004) Há vários tipos de proteínas, dentre elas, algumas são hormônios. Qual proteína possui função hormonal? a) Insulina b) Hemoglobina c) Miosina d) Actina e) Albumina Resposta: Letra D Resposta: Letra A (PISM - UFJF/2005) Os gráficos abaixo ilustram a influência da concentração do substrato, da temperatura e do pH na velocidade de reação enzimática. Analise-os e assinale a afirmativa INCORRETA: a) As enzimas 1 e 2 se encontram inativadas entre o pH 4 e o pH 5. b) O ótimo de atividade das enzimas 1 e 2 ocorre em pH diferentes. c) Ao atingir o ponto de saturação, a concentração do substrato não interfere na velocidade de reação. d) As enzimas 1 e 2 possuem a mesma temperatura ótima de ação. e) Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação enzimática. Resposta: Letra E (PUCMG-JUNHO/2007) As vitaminas são compostos orgânicos que funcionam como coenzimas, ou seja, atuam juntamente com as enzimas envolvidas no metabolismo celular. A deficiência de vitaminas provoca enfermidades chamadas de doenças de carências. Sejam dados os seguintes sintomas de carências: 1. Córnea ressecada. 2. Raquitismo na infância. 3. Deficiência na coagulação sanguínea. 4. Escorbuto. Os sintomas carenciais enumerados acima estão relacionados, respectivamente, com a deficiência das seguintes vitaminas: a) K, E, B2 e B12 b) B1, D, C e E c) A, D, K e B12 d) A, E, K e C e) K, E, D e A Resposta: Letra D TUDO PELO CERTO?!