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O estudo da composição química da célula representa o que se chama Citoquímica ou Bioquímica Celular. O exame de inúmeras células das mais diversas procedências dá uma idéia dos principais elementos e das substâncias mais comuns na matéria viva, com os seus percentuais médios.
As percentagens das substâncias são bastante variáveis de acordo com a natureza dos organismos. Nos animais, por exemplo, observa-se nítida predominância das gorduras sobre os carboidratos. Já nas plantas, em função dos grandes acúmulos de amido e de celulose em suas células, verifica-se notável predominância dos carboidratos sobre as gorduras. No corpo humano, o percentual de carboidratos fica próximo a 1% apenas e o de gorduras em torno de 15%. Na composição química da célula, encontram-se substâncias inorgânicas e substâncias orgânicas.
Os Sais Minerais
Os sais minerais compreendem os cloretos, carbonatos, nitratos, fosfatos, potássio, cálcio, magnésio, ferro, etc. Eles desempenham importantes funções, tais como:
* Participação nos mecanismo osmóticos, estimulando a entrada, ou a saída de água na célula.
* Atuação, quando ionizados, como catalisadores. O Ca++ é um íon que tem importância no processo de coagulação sangüínea e na contração muscular. O Mg++ catalisa as reações de fosforização e também tem importância na ligação das subunidades dos ribossomos.
* O Fé (ferro) integra a hemoglobina, que se localiza nas hemácias, que tem como função fixar o oxigênio que entrou com o ar nos pulmões.
* O Mg (magnésio) que compõe a clorofila, que tem como função reter a energia luminosa do sol.
* O P (fósforo), que compõe os ácidos nucléicos, que são as moléculas que formam os cromossomos.
Os sais minerais são normalmente obtidos pela ingestão de água e alimentos.
Substâncias orgânicas da célula
As substâncias orgânicas compreendem, principalmente, os glicídios, lipídios, proteínas, enzimas, ácidos nucléicos e vitaminas.
Os Glicídios (do grego glykys = doce)
São genericamente chamados de açúcares. No entanto, o termo açúcar designa apenas os glicídios de estrutura cristalina e sabor doce, como a glicose e a sacarose. A celulose, por exemplo, não tem tais características. Ela é um glicídio, mas não é um açúcar.
Os glicídios são importantes estruturalmente, aparecendo como componentes dos reforços celulares (celulose) e como fonte de energia (glicose).
Classificam-se em:
* Monossacarídeos (Hidratos de Carbono): São os glicídios que não podem ser quebrados em glicídios menores.
Ex.: ribose, glicose, frutose e galactose.
* Oligossacarídeos (do grego oligos = pouco): São moléculas constituídas pela reunião de dois a dez monossacarídeos. Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos (sacarose ou açúcar comum, a lactose ou açúcar do leite e a maltose, o açúcar do malte).
* Polissacarídeos: São moléculas enormes, constituídas por numerosos monossacarídeos. Exemplos de polissacarídeos são:
** O Amido: É o formado por muitas moléculas de glicose. Encontrado em raízes, caules e folhas. O excesso de glicose produzido na fotossíntese é armazenado sob forma de amido. È também conhecido como reserva de energia dos vegetais.
** A Celulose: Também é formada por muitas moléculas de glicose. Forma a parede celular de células vegetais, funcionando como reforço.
** O Glicogênio: Também formado por muitas moléculas de glicose. É encontrado no fígado e nos músculos. É a reserva energética dos animais.
Os Lipídios (do grego lipos = gordura)
São insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos como a benzina, o éter e o álcool. São substâncias muito abundantes em animais e vegetais. Compreendem os óleos, as gorduras, as ceras, os lipídios compostos e finalmente os esteróides.
* Lipídios Simples:
Exemplos:
** Óleos e Gorduras: Servem como reserva energética de animais e vegetais. Nas aves e nos mamíferos, as gorduras funcionam como isolante térmico, impedindo a perda de calor pela pele.
** Ceras: Têm como função a impermeabilização de superfícies sujeitas à desidratação.
Ex.: superfície de folhas e frutos.
* Lipídios Compostos: São abundantes no tecido nervoso e nas membranas plasmáticas.
Ex.: fosfolipídios.
* Esteróides: São exemplos o Colesterol (componente estrutural das membranas celulares, e precursor dos outros esteróides). A Testosterona, a Progesterona e o Estradiol (hormônios relacionados com a atividade sexual, caracteres sexuais secundários e a gravidez).
AS PROTEÍNAS
Definição: São compostos orgânicos formados pela combinação de grande número de aminoácidos ( a.a. ). Juntamente com os polissacarídeos e os ácidos nucléicos, formam o grupo das macromoléculas.
Na constituição das proteínas comuns que dão estrutura às células entram cerca de 20 aminoácidos diferentes. Nos organismos animais, alguns aminoácidos não são sintetizados (=fabricados) e, por essa razão, devem ser obtidos a partir da alimentação. Esses a.a. são denominados “essenciais”. Os aminoácidos sintetizados pelo organismo animal são chamados “naturais”. As ligações entre os aminoácidos numa proteína se fazem entre o grupo CO.OH de um e o grupo NH2 do outro. Tais ligações são chamadas Peptídicas.
Alguns aminoácidos com suas fórmulas moleculares:
Ligação Peptídica:
Os aminoácidos (a.a.) se combinam uns com os outros para formar as cadeias polipeptídicas. A ligação entre os a.a. se faz pela carboxila de um com o grupo amina do outro. Sai uma molécula de água e surge uma ligação peptídica.
As proteínas dividem-se em:
* Globulares: Nesse caso as moléculas se mostram enoveladas, como pequeníssimos glóbulos. Estas proteínas são
solúveis.
Ex.: hemoglobina.
* Fibrosas: As proteínas fibrosas têm moléculas longas e desenroladas, como delgadíssimos filamentos. Estas são insolúveis.
Ex.: fibrina.
As proteínas podem ser:
* Simples: Quando são formadas exclusivamente de a.a. São chamadas holoproteínas.
* Derivadas: São proteínas menores decorrentes da hidrólise de proteínas integrais.
* Complexas: Aquelas em cuja formação, além dos aminoácidos, entra um radical prostético, estranho à natureza protéica (um glicídio, um pigmento ou um ácido nucléico). Distinguem-se, assim, as glicoproteínas, as cromoproteínas e as nucleoproteínas. As proteínas complexas são também conhecidas como heteroproteínas.
AS ENZIMAS
Definição: São substâncias de natureza protéica que funcionam como biocatalizadores, induzindo reações químicas que dificilmente ocorreriam sem a sua participação.
Propriedades (= características) das Enzimas:
* Exclusividade de substrato: As enzimas agem sempre sobre os mesmos substratos** e exclusivamente sobre eles. ** São substâncias que reagem sob o estímulo enzimático.
** As enzimas funcionam pelo encaixe dos substratos à sua superfície molecular. Isso aproxima as moléculas dos substratos e facilita a reação entre elas.
* Ação proporcional à temperatura: A cada 10o C que se eleva a temperatura do meio, a enzima dobra a sua velocidade de ação. Chega-se a um ponto em que ao há mais aumento na intensidade de ação da enzima. Esse é o ponto ótimo da atividade enzimática. A partir daí, se a temperatura continuar aumentando, a velocidade de ação da enzima decai. E chega até a anular-se. Isto se dá quando a enzima já se desnaturou pelo calor.
* pH específico: Algumas enzimas só funcionam em meio ácido. Outras atuam em pH alcalino (básico). Cada enzima exige um pH específico para funcionar. A pepsina, por exemplo, integrante do suco gástrico, só atua no pH ácido do estômago (entre 1,8 e 2,2). Já a tripsina, do intestino, exerce seu papel em meio alcalino, com pH de 8 a 9. Fora do seu pH específico, a enzima fica inativa.
* Ação proporcional à concentração do substrato: Até determinado limite, a velocidade da ação enzimática aumenta com a elevação da concentração de substrato no meio. Dali em diante, mesmo que se aumente a quantidade de substrato, a velocidade de ação da enzima não mais se modificará.
Os Ácidos Nucléicos
Definição: São moléculas longas (= macromoléculas), formadas pela associação de grande número de nucleotídeos.
Os ácidos nucléicos constituem substâncias da maior significação para a célula viva. Eles exercem o papel de “responsáveis” pela síntese de todas as enzimas que, em última análise, controlam integralmente a atividade celular. Qualquer reação química que se passa na intimidade da célula é comandada por pelo menos uma enzima. Pois essa enzima é produzida de conformidade com a “programação” de algum ácido nucléico. Logo, sem ácidos nucléicos, não haveria enzimas, e, sem essas, não ocorreriam as reações que condicionam a vida da célula.
Normalmente, os ácidos nucléicos se mostram associados a proteínas, das quais constituem radicais prostéticos. Tais proteínas são chamadas nucleoproteínas.
Os ácidos nucléicos são moléculas longas, formadas pela combinação de grande número de unidades menores denominadas nucleotídeos.
Esquema Geral de um Nucleotídeo: * Radical Fosfato (P), * Ose (=açúcar): Desoxirribose ( D ) ou Ribose ( R ) e * Base Nitrogenada : A, C, G, T e U.
Distinguem-se dois grandes grupos de ácidos nucléicos: os ácidos ribonucléicos, representados pelas siglas RNA ou ARN, e os ácidos desoxirribonucléicos, conhecidos pelas siglas DNA ou ADN.
Os nucleotídeos do RNA e do DNA, embora muito parecidos, encerram certas diferenças. Ainda que o radical fosfato ( HPO4 ) seja idêntico nos dois tipos, as oses, no entanto, são diversas. Nos RNA, encontramos a ribose. Nos DNA, encontramos a desoxirribose.
Na formação dos nucleotídeos dos ácidos nucléicos também encontramos outras moléculas chamadas bases nitrogenadas, que são: Adenina (A), Citosina ©, Guanina (G), Timina (T) e Uracila (U).
Distinguem-se dois tipos de nucleotídeos:
a) Nucleotídeos de DNA (com desoxirribose) b) Nucleotídeos de RNA (com ribose)
* Adenina-nucleotídeo (A) * Adenina-nucleotídeo (A)
* Guanina-nucleotídeo (G) * Guanina-nucleotídeo (G)
* Citosina-nucleotídeo (C) * Citosina-nucleotídeo (C)
* Timina-nucleotídeo (T) * Uracila-nucleotídeo (U)
*** A timina não existe no RNA e a Uracila não existe no DNA.
A obtenção dos nucleotídeos pela célula é feita a partir da alimentação. Já no interior da célula, eles sofrem polimerização. Unem-se numerosamente uns aos outros e formam as longas cadeias de DNA e RNA. Cada molécula de DNA tem duas cadeias polinucleotídicas enroladas em trajetória helicoidal. Já a molécula de RNA é formada unicamente por uma cadeia de polinucleotídeos.
A Duplicação (=Replicação) do DNA)
Durante o período de interfase (espaço entre uma divisão celular e outra) todos os DNA nucleares da célula sofrem um processo de duplicação. Cada molécula de DNA desenrola suas duas cadeias, que normalmente se mostram em trajetória helicoidal, e cada uma delas incorpora nucleotídeos, formando uma cadeia nova e complementar. Assim, surgem dois novos DNA completos, cada um nascido de uma cadeia do DNA inicial.
Uma molécula de DNA pode duplicar-se por um processo semiconservativo chamado replicação. As duas cadeias se desenrolam e cada uma delas encaixa nucleotídeos, formando uma cadeia complementar. Surgem, assim, dois novos DNA idênticos a partir da molécula-mãe.
O DNA tem dois filamentos enrolados em hélice, Cada adenina de uma cadeia se liga a uma timina da outra cadeia. Cada citosina de uma cadeia se liga a uma guanina da outra cadeia. Essas ligações se fazem por meio de Pontes de Hidrogênio.
Fontes:
https://pequenosbiologos.files.wordpress.com/2010/09/dna.jpg