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Bases macromoleculares da constituição celular 1. Introdução: A linhagem evolutiva celular selecionaram os compostos de carbono, compostos orgânicos, cujas propriedade são adequadas à vida. 2. Macromoléculas: Polímeros constituídos pela repetição de subunidades menores chamadas de monômeros  Biopolímeros: Proteínas (59%), polissacarídeos (15%), ácidos nucleicos (15%) e lipídios (10%) 3. Molécula de água:  Molécula mais abundante das células  Molécula morfológica e eletricamente assimétrica (os dois átomos de hidrogênio ligam-se ao átomo de oxigênio formando um ângulo de 105°)  Molécula dipolo (o núcleo de oxigênio atria os átomos de hidrogênio, adquirindo, respectivamente, cargas parciais negativa e positiva)  Funções:  Solvente  Transporte de substâncias  Manutenção da temperatura corporal  Dispersante de coloides  Manutenção do equilíbrio iônico 4. Grau de afinidade pela água:  Moléculas hidrofílicas: moléculas com predominância de grupos polares, solúveis em água  Moléculas hidrofóbicas: : moléculas com predominância de grupos apolares, insolúveis em água  Moléculas anfipáticas ou anfifílicas: moléculas com parte hidrofóbica e hidrofílica 5. Força de coesão dos monômeros:  Ligações covalentes: compartilhamento de elétrons pela superposição de órbitas externas; uniões fortes e estáveis.  Pontes de Hidrogênio: força intermolecular fraca entre 1H eletropositivo e 1 par de elétrons não ligado da carga negativa do Oxigênio de outra molécula de água  Ligações eletrostáticas: grupo ácido(-) com grupo básico(+)  Interações hidrofóbicas: entre moléculas apolares que são comprimidas pela repulsão que sofrem, em geral, pela água.

6. Proteínas 

Macromoléculas de aminoácidos(a.a.) unidos por ligações peptídicas entre o grupo carboxila (COOH) de um a.a. e o grupo amino (NH2) de outro a.a. A estrutura da molécula proteica é mantida por ligações peptídicas, pontes de

hidrogênio (entre o hidrogênio da hidroxila de um a.a. e o oxigênio da carboxila de outro a.a.), interações hidrofóbicas (entre cadeias apolares de aminoácidos), ligações dissulfeto ( entre residuos de cisteina) 

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Os a.a. possuem um grupo amino(NH2) um grupo carboxila(COOH) um radical(R) ligados ao carbono alfa da molécula.* Alguns a.a possuem o grupo imino no lugar no grupo amino Categorias:  Simples: moléculas formadas unicamente por a.a  Conjugadas: moléculas com parte proteica (grupo prostético) *Os grupamentos amino e carboxila são ionizáveis, o que confere carga elétrica às proteínas e condicionam sua migração em um campo elétrico Configuração:  Estrutura primária: cadeia linear de a.a mantidas pro ligações peptídicas  Estrutura secundária: alfa-hélice( estrutura mantida por pontes de hidrogênio que forma um cilindro em espiral); beta-pregueada (estrutura mantida por pontes de hidrogênio que forma segmentos polipeptídicos lado a lado)  Estrutura terciária: estruturas secundárias globosas enroladas em formas complexas, apresenta configuração mais estável  Estrutura Quaternária: contém cadeias proteicas terciárias compactadas por pontes de hidrogênio.  *Chaperonas: proteína responsável por unir cadeias polipeptídicas nascentes, desfazer agregações defeituosas e as eliminarem por hidrólise nos proteossomos, além de encaminhar moléculas proteicas sob a forma distendida às mitocôndrias. Enzimas:  Moléculas proteicas que aceleram reações químicas intensamente tanto em síntese (anabólicas) quanto em degradação (catabólicas). Além da rapidez, forma-se apenas produtos desejados ou úteis à célula. São efetoras da informação genética: atuam como ferramenta no comando das atividades metabólicas pelo DNA. A ação das enzimas diferenciam-se em consequência da proporção dos monômeros  Ação enzimática: Substrato ↔ Centro ativo  Substrato: composto que sofre ação enzimática  Centro ativo: região da enzima cuja conformação tridimensional é complementar à molécula de substrato. Essa estereocompatibilidade é essencial para o encaixe preciso.  Cofatores: íons metálicos ou moléculas que tornam ativam uma enzima (enzima + cofator = haloenzima; enzima – cofator = apoenzima)  Aumento da eficiência enzimática:  Cadeia enzimática: enzimas funcionam em sequência: o produto de uma é substrato de outra.  Regulação da atividade enzimática:

Regulação alostérica: o produto gerado por uma determinada enzima atua como substância inibidora da cadeia enzimática. Por meio desse processo, a célula diminiu ou suprime a necessidade de um composto. A substância inibidora é conhecida como efetor ou modulador. Para ocorrer a regulação alostérica, o efetor liga-se à enzima em um local diferente do centro ativo: o centro alostérico. 7. Ácidos Nucleicos:  Constituição: polimerização de nucleotídeos ou nucleosídeos  Nucleotídeos: grupo fosfato, pentose e uma base púrica ou pirimídica *Os nucleotídeos estão unidos por ums ligação fosfodiéster entre os carbonos 3’ e 5’  Nucleosídeos: não possui grupo fosfato  Bases Púricas: Adenina e Guanina  Bases Pirimídicas: Timina, Citosina e Uracila *Ligação entre as bases (dimensão molecular): A=T (duas ponte de hidrogênio);G ≡ C (três pontes de didrogênio) 

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Função: moléculas informacionais que controlam processos metabólicos celulares (síntese de macromoléculas, diferenciação celular e transmissão do patrimônio genético de uma célula para suas descendentes) Base DNA ( Ácido desoxirribonucleico):  Função: armazenamento e transmissão da informação genética  Localização: cromossomos nucleares e nos cromossomos das mitocôndrias e dos cloroplastos  Estrutura: Duas cadeias de nucleotídeos dispostas em hélice em torno de um eixo. As cadeias são antiparalelas: uma das cadeias termina em 3’ e outra, 5’. Em cada “degrau”, as bases nitrogenadas ligam-se por meio de pontes de hidrogênio. As bases (hidrofóbicas) ficam dentro e os resíduos de desoxirribose e de ácido fosfórico (hidrofílicos) ficam na periferia. RNA( Ácido Ribonucleico):  Estrutura: É uma macromolécula de fita linear curta e simples de nucleotídeo (Adenina-Uracila-Guanina-Citosina) tRNA:  

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Função: transferir a.a. para posições corretas no complexo de ribossomos e mRNa Estrutura: Apresenta segmento em dupla hélice em formato de trevo. Contém bases não comuns (alças) que determinam o formato da molécula: nessas regiões não se forma pontes de hidrogênio Formação: sintetizado a partir do DNA.

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mRNA: 

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Formação: sintetizado a partir do DNA pelo processo de transcrição. Nesse processo, ocorre o splicing: evento que transforma os precursores nucleares hnRNA (heterogeneous RNA) em mRNA citoplasmáticos, através da remoção de íntrons e fusão de éxons, parte codificante. Estrutura: Extremidade prologanda (tail) de poli-A que é adicionada no inteiror do núcleo celular assim que essa molécula é transcrita. Extremidade com pequeno capuz (cap) de nucleotídeo. Função: codifica a sequência de aminoácidos de uma proteína à partir de sua seqüência de nucleotídeos, servindo de molde para a síntese de proteína

rRNA: 

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Estrutura: existe combinada com proteínas formando partículas denominadas ribossomos. Quando combinados com o mRNA, forma os poliribossomos, onde ocorre a síntese proteica. Tipos (Coeficiente de sedimentação na ultra centrífuga): 70S (procariontes) e 80S (eucariontes). Divisão: A subunidade maior contém três tipos de rRNA(28S, 5,8S e 5S) nos eucariontes e dois tipos (23S e 5S) nos procariontes. A subunidade menor tem um tipo (18S) nos eucariontes e um tipo (16S) nos procariontes. *Os ribossomos das mitocôndrias e dos cloroplastos são do mesmo tipo dos procariontes, reforçando a hipótese endossibiótica.

8. Lipídios:  Características comuns:  Solubilidade em compostos orgânicos  Insolubilidade em água  Tipos:  Lipídios de reserva nutritiva( triglicerídeos): compostos energéticos e isolantes térmicos formados pela união entre ácido graxo e glicerol por ligações ésteres. As células adiposas são especializadas no armazenamento desses compostos. São divididos em gorduras (ácidos graxos saturados) e óleos ( ácidos graxos insaturados).  Lipídios de atividade fisiológica: vitaminas K, E, D e A  Lipídios estruturais: Molécula longa e anfipática estruturadora das biomembranas. As longas cadeias hidrofóbicas permitem interações hidrofóbicas entre as caudas que coordenam a formação da bicamada lipídica. Os fosfolipídios são lipídios estruturais formados por uma cabeça hidrofílica/polar ( fosfato + radical), duas caudas hidrofóbicas/apolares ( ácido graxo) e uma molécula de glicerol que faz a ligação entre a cabeça e as caudas. Os esfingoliídios são lipídios estruturais formados por uma cabeça hidrofílica/polar ( fosfato + radical), duas caudas hidrofóbicas/apolares de esfingosina ao lado de uma cadeia de ácido graxo que se prende à esfingosina por uma ligação éster. Os glicolipídios são lipídios estruturais formados por uma cabeça hidrofílica/polar ( fosfato + glicídio), duas caudas

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hidrofóbicas/apolares ( ácido graxo) e uma molécula de glicerol que faz a ligação entre a cabeça e as caudas. O glicerol são lipídios estruturais formados por o 4 anéis aromáticos, utilizado na síntese de hormônios esteroides, proporciona graus variados de rigidez às biomembranas: quanto maior a quantidade de colesterol, maior a rigidez das biomembranas. Lipídios informacionais: atividade informacional ministrada por hormônios esteroides.

9. Polissacarídeos:  Estrutura: polímero de monossacarídeos unidos por ligações glicídicas (ligação do carbono de um monômero com o grupo hidroxila de outro monômero)  Classificação:  Monossacarídeos: fórmula geral (CH2O)n; açúcar simples.  Dissacarídeos: combinação de dois monômeros de hexose, com perda de 1H2O  Oligossacarídeos: sequências curtas lineares ou ramificadas de monossacarídeos. Sempre ligados a proteínas (glicoproteínas) e lipídios (glicolipídios). Ligação O-glicídica: oligossacarídeos das glicoproteínas ligados por grupamento OH a uma serina ou treonina de uma cadeia proteica. Ligação N-glicídica: oligossacarídeos das glicoproteínas ligados por grupamento OH a uma asparagina de uma cadeia proteica.

Polissacarídeos: sequências longas lineares ou ramificadas de monossacarídeos. Os glicosaminoglicanos (gag) são uma sucessão de uma mesma unidade dissacarídica, na qual um dos dois monômeros é um ácido glicuronico, um ácido iduronico ou uma galactose, o outro monômero apresenta um grupamento amino Funções:  Reserva energética:  Nas células animais, deve-se ao glicogênio encontrado sob a forma de grânulos no citoplasma de miócitos, hepatócitos, neurônios ou condrócitos associado a proteínas (enzimas), responsáveis por sua síntese e por sua despolimerização. Nas células vegetais, deve-se ao amido encontrado sob a forma de amilose (polímero linear) e aminopectival (polímero ramificado).  Estabilidade mecânica às células, tecidos e órgãos  Participam do reconhecimento e da ligação entre as células na formação de tecidos  Formam receptores celulares na superfície  Ligam-se à água: Impedem o ressecamento de células e tecidos 

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