v - biomolÉculas
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Objectivos
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Compreender que a célula também apresenta uma constituição
química;
Identificar a água como o mais importante constituinte da célula;
Identificar as macromoléculas sintetizadas pela célula;
Compreender que as macromoléculas são polímeros constituídos
pela repetição de monómeros;
Identificar quimicamente cada um dos polímeros;
Identificar os monómeros que constituem cada um dos polímeros;
Distinguir os diferentes grupos que compõem os diferentes
polímeros;
Compreender a importância biológica de cada um dos polímeros.
Constituintes básicos
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Todos os seres vivos sãoconstituídos por moléculasorgânicas de grandesdimensões…
Macromoléculas
As macromoléculas sãoconstituídas essencialmente porCarbono (C), Oxigénio (O),Hidrogénio (H) e outros como oAzoto (N).
A unidade biológica da célula não se limita a características
estruturais e funcionais, mas também a nível molecular.
Biomoléculas
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Compostos químicos
Inorgânicos
Moléculas pequenas; simples; derivadas
basicamente do meio físico externo
Água
Sais Minerais
Orgânicos
Moléculas grandes;
complexas; produzidas pelos
seres vivos
Glícidos
Lípidos
Prótidos
Ácidos Nucleicos
Sais Minerais
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Existem em reduzida quantidade no organismo (cerca de 1%).
Podem ser solúveis ou insolúveis na água.
Quando se encontram dissolvidos na água surgem sob a
forma de iões (catiões – carga positiva; aniões – carga
negativa).
Funções: essencialmente estrutural e reguladora.
Sais Minerais
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✰Cálcio, fósforo e flúor formação de ossos e dentes
✰ Cálcio, fósforo, magnésio contracção muscular
✰ Cálcio, fósforo, sódio, potássio, magnésio funcionamento do sistema nervoso
(impulso nervoso)
✰ Ferro constituinte da hemoglobina (transporta O2)
✰ Cloro formação do suco gástrico
✰Iodo funcionamento da tiróide
✰ Potássio, sódio regula o equilíbrio de líquidos no organismo
Água
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É o composto mais importante e abundante das células.
75 a 90% do total da sua massa.
Representa o meio onde ocorrem todas as reacções celulares e químicas
vitais da célula.
Água
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Propriedades da água:
A água é o solvente ideal.
Molécula formada pela ligação entre dois
átomos de hidrogénio e um de oxigénio.
Esta ligação ocorre através da
formação de pontes de hidrogénio.
Contribui para a capacidade de
solubilidade da água, permitindo ligar-
se a diversos iões formando compostos
mais estáveis.
Funções da água no organismo
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Intervém nas reacções químicas, particularmente as de hidrólise;
Actua como meio de difusão de substâncias;
Regulador da temperatura (termorregulador);
Excelente solvente (solvente universal) – serve para transportar
substâncias para dentro (materiais nutritivos) e fora (produtos de
excreção) das células
Ao adicionar açúcar na
água e mexer
lentamente, este
desaparece. Isso ocorre
porque as moléculas do
açúcar por serem polares
como a água, dissolvem-
se nela. As moléculas de
água envolvem cada uma
das moléculas de açúcar,
separando-as.
Moléculas orgânicas
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A maioria das moléculas orgânicas têm grandes dimensões
macromoléculas
A generalidade das macromoléculas são polímeros, isto é, são
moléculas formadas por um conjunto, maior ou menor, de
unidades básicas – os monómeros, unidas por ligações
químicas.
Monómero Polímero
Macromoléculas biológicas
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As macromoléculas podem agrupar-se em quatro grupos:
Prótidos
Glícidos
Lípidos
Ácidos Nucleicos
Macromoléculas biológicas
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Polímeros
Oses ou
monossacarídeosÁcidos gordos
e GlicerolAminoácidos Nucleótidos
Monómeros
Síntese e hidrólise
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Reacções de condensação/polimerização/
Síntese – os monómeros ligam-se e formam
cadeias cada vez maiores, originando
polímeros; por cada ligação de 2
monómeros liberta-se uma molécula de
água.
Reacções de hidrólise/despolimerização
– ocorre a ruptura das ligações existentes
num polímero, separando-se os monómeros
que o constituem. É necessário a adição de
moléculas de água.
Prótidos
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De que é feita uma teia de aranha?
Por que fica branca a clara do ovo?
Prótidos
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São compostos quaternários – com C, O, H e N.
Podem ter S, P, Fe, Cu, Mg, etc.
De acordo com a sua complexidade, classificam-se
em:
Aminoácidos;
Péptidos;
Proteínas.
Aminoácidos
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São as unidades básicas dos prótidos = Monómeros;
Existem cerca de 20 aminoácidos diferentes.
Cadeia
lateral
-NH2-COOH
Fórmula geral dos aminoácidos
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Os aminoácidos possuem, ligados ao carbono central (α): um grupo amina – NH2
um grupo carboxilo – COOH (ácido)
um átomo de hidrogénio
um grupo R – variável de aminoácido para aminoácido
GRUPO AMINA
GRUPO CARBOXILO
R – RADICAL
LIVRE.
Exemplos de aminoácidos
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CisteínaLeucinaSerina
TirosinaTriptofano
Prótidos
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Péptido de…
Dois aminoácidos denominam-se de dipéptidos;
Três aminoácidos denominam-se de tripéptidos;
De dois a vinte aminoácidos denominam-se de
oligopéptidos;
Mais de vinte aminoácidos denominam-se de polipéptidos.
Péptidos
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Ligação química entre os aminoácidos Ligação peptídica
(estabelecida entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo
amina de outro, com libertação de uma molécula de água)
Proteínas
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Holoproteínas – só com aminoácidos
Heteroproteínas – possuem uma porção não proteica – Grupo
prostético.
Razão da diversidade das proteínas
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Número de aminoácidos diferente
Sequência de aminoácidos diferente
Tipo / % do tipo de aminoácidos constituintes
Desnaturação das proteínas
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Calor, agitação, variações de pH, radiações podem romper
ligações entre os aminoácidos. Isto leva a que a proteína perca a
sua estrutura tridimensional , o que implica perda da sua função
biológica ➮ fenómeno de desnaturação da proteína.
Funções das proteínas
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Função estrutural – proteínas fazem parte de todos os constituintescelulares (membranas, cromossomas, etc). Outros ex: Colagénio da pele;queratina das unhas, pêlos, garras.
Função enzimática – actuam como enzimas, acelerando as reacçõesquímicas.
Função de transporte – micromoléculas e iões transportados por proteínas.Ex. hemoglobina transporta O2.
Função de reserva alimentar – proteínas fornecem aminoácidos aoorganismo durante o seu desenvolvimento, bem como energia (ex. albuminado ovo).
Função imunológica (defesa) – anticorpos neutralizam substânciasestranhas.
Função motora – componentes dos músculos.
Função hormonal – certas hormonas têm constituição proteica (insulina,adrenalina,…)
Glícidos
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Também conhecidos por hidratos de carbono.
Compostos orgânicos ternários (C, O e H);
Podem ser classificados, de acordo com a
complexidade, em:
Monossacarídeos;
Oligossacarídeos;
Polissacarídeos.
Monossacarídeos
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São as unidades dos glícidos = os monómeros;
São açúcares redutores (capazes de ceder electrões a outras
substâncias);
Solúveis na água;
Sabor doce;
Exemplos: glicose (mais comum na natureza), frutose, ribose, etc.
Monossacarídeos
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Podem apresentar
uma estrutura linear
ou, quando em solução
aquosa, uma estrutura
em anel, devido à sua
maior estabilidade
química.
Monossacarídeos
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Os monossacarídeos são classificados de acordo com o número
de átomos de carbono que os compõem (entre 3 e 9).
Assim podem ser trioses (3 C); tetroses (4 C), pentoses (5 C) ,
hexoses (6 C), heptoses (7C).
Ribose
HexosePentose HexoseTriose
Oligossacarídeos
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Resultam da união entre 2 a 10 monossacarídeos.
A ligação que une 2 monossacarídeos denomina-se ligação
glicosídica.
Dois monossacarídeos ligados formam um dissacarídeo. Se mais
um monossacarídeo se ligar, forma um trissacarídeo e assim
sucessivamente.
Formação de um dissacarídeo
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Glicose Frutose Sacarose ( açúcar vulgar )
Açucar do malte = Maltose ( glicose + glicose )
Açucar do leite = Lactose ( galactose +
glicose )
Polissacarídeos
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Polímeros de
monossacarídeos (> 10);
Não são doces;
Dificilmente solúveis;
Alguns formados por
moléculas lineares;
noutros as moléculas são
ramificadas
Exemplos de polissacarídeos presentes no milho
Polissacarídeos
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Polissacarídeos importantes formados por glicose:
Celulose – componente estrutural da parede celular das células
vegetais
Amido – substância de reserva das plantas
Glicogénio – forma de reserva nos animais. Nos vertebrados,
acumula-se no fígado e nos músculos
Polissacarídeos
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Grânulos de amido nas
células da batata GlicoseAMIDO
Grânulos de
glicogénio no
tecido muscular
GLICOGÉNIO
Fibras de celulose na
parede de uma
célula vegetalCELULOSE
Lípidos
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Compostos ternários (com C, H e O), podem conter S, N ou P.
Grupo heterogéneo - inclui as gorduras (animais e vegetais), os
fosfolípidos, os esteróides, ceras, etc.
Lípidos
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Estas substâncias são insolúveis em água, mas
solúveis em solventes orgânicos (benzeno, éter e o
clorofórmio).
Os lípidos dividem-se, de acordo com a sua função,
em:
Lípidos de reserva;
Lípidos estruturais;
Lípidos com função reguladora.
Lípidos de reserva
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Componentes fundamentais – 1 molécula de glicerol + 1, 2 ou
3 moléculas de ácidos gordos.
Ácidos gordos
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São formados por uma longa cadeia linear de
átomos de carbono, com um grupo terminal carboxilo
(COOH), que lhe confere características ácidas.
Ácidos gordos
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SATURADOS – quando na sua cadeia hidrocarbonada todos os
átomos de carbono estão ligados entre si apenas por ligações
simples. Sólidos à temperatura ambiente; geralmente origem
animal.
Ácidos gordos
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INSATURADOS – possuem átomos de carbono ligados entre si por
ligações duplas ou triplas. Líquidos à temperatura ambiente;
geralmente origem vegetal.
Glicerol
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É um álcool que contém 3 grupos hidroxilo (-OH), cada um
ligado a um carbono.
Os grupos -OH estabelecem ligações com os grupos carboxilo (-
COOH) dos ácidos gordos.
As ligações estabelecidas chamam-se ligações éster.
Classificação
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Triglicerídeo – 1 molécula de glicerol + 3 moléculas de ácidos gordos
Diglicerídeo – 1 molécula de glicerol + 2 moléculas de ácidos gordos
Monoglicerídeo – 1 molécula de glicerol + 1 molécula de ácido gordo
Ligação éster
Lípidos estruturais - fosfolípidos
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Constituídos por C, H, O, P e N.
São moléculas polares.
Principal componente das membranas
celulares
Fosfolípidos
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Moléculas/grupos constituintes dos fosfolípidos: 1 molécula de glicerol
1 molécula de ácido fosfórico
2 moléculas de ácidos gordos
1 composto com azoto
FOSFOLÍPIDOS
Fosfolípidos
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Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, isto é, possuem
uma parte polar (hidrofílica – solúvel na água) e uma
parte apolar (hidrofóbica – insolúvel na água).
Parte hidrofílica – glicerol, ácido fosfórico e composto
azotado;
Parte hidrofóbica – cadeias hidrocarbonadas dos ácidos
gordos
Lípidos reguladores - ceras
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Resultam da união de ácidos gordos com um álcool diferente
do glicerol;
Altamente insolúveis;
Exemplos – ceras que revestem folhas e frutos das plantas,
assim como pele, pêlos e penas de muitos animais.
As ceras ajudam a
planta a reduzir a
evaporação
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As ceras que revestem as penas, tornam essas superfícies impermeáveis à água.
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O urso-polar possui uma camada de gordura subcutânea que funciona como
isolante térmico, permitindo manter a temperatura do seu corpo.
Função dos lípidos
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Reserva energética / produção de calor;
Função estrutural – membranas celulares com colesterol
e fosfolípidos;
Função protectora – ex. ceras;
Função vitamínica – constituição das vitaminas E e K
Função hormonal – hormonas sexuais são esteróides;
Função de transporte – de vitaminas A, D, E e K.
Ácidos nucleicos
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São as principais moléculas envolvidas em
processos de controlo celular.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos:
ADN – Ácido Desoxirribonucleico;
RNA – Ácido Ribonucleico.
Ambos são polímeros de nucleótidos, isto é,
são polinucleótidos.
Nucleótidos
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Os nucleótidos, unidades estruturais, dos ácidos
nucleicos são constituídos por:
Base azotada;
Pentose;
Grupo fosfato.
Constituição do nucleótido
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OCH2
H
H
HH H
O
H
Pentose ( açucar )
OPO
O
Fosfato
O-
Base
azotada
NH2
N
H N
H
N
N
H
Pentoses
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OHOH2C
H
H
HH H
OH
OH
Desoxirribose ( só no DNA )
1´
5´
4´
3´ 2´
Ribose ( só no RNA )
OHOH2C
H
OH
HH H
OH
OH
1´
5´
4´
3´ 2´
DNA RNA
Bases azotadas
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Existem cinco tipos de bases azotadas:
Adenina (A);
Guanina (G);
Citosina (C);
Timina (T);
Uracilo (U).
Bases azotadas
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Citosina
H
H
N
H
O
N
N
HH
HN
H
O
O
N
H3C H
Timina (só no DNA)
Guanina
O
N
N N
H
N
NH
H
H
H
Purinas ou
anel duplo
Pirimidinas
AdeninaN
H
N
HN
H
N
N
H
H
HN
H
O
O
N
H H
Uracilo (só no RNA)
Ácidos nucleicos
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A Timina é exclusiva do DNA, sendo substituída, no
RNA, por Uracilo.
No DNA, as bases ligam-se entre si por
complementaridade da seguinte forma:
A-T
C-G
Esta ligação permite que duas cadeias
complementares se liguem, formando uma dupla
cadeia que se enrola em hélice.
Comparação entre DNA e RNA
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TIPO DE CADEIA PENTOSE BASES AZOTADAS
DNA Dupla Dexosiribose
Adenina (A)
Timina (T)
Guanina (G)
Citosina (C)
RNA Simples,
por vezes dobradaRibose
Citosina (C)
Guanina (G)
Adenina (A)
Uracilo (U)