A célula: biomoléculas

Question 1

Organização molecular das células

Answer 1

Monómeros (moléculas orgânicas mais simples) –> Organitos –> Célula organizada

Question 2

Quais os principais constituintes da célula

Answer 2

–> Água - é a substância mais abundantes nos organismos (lembrar: molécula polarizada; oxigénio tem mais afinidade para os eletrões do que o hidrogénio)

–> Macromoléculas - proteínas, carbohidratos, lípidos, DNA, RNA

Question 3

Características dos Hidratos de carbono (Polissacarídeos)

Answer 3

*São a maior fonte de energia da nossa dieta
*São constituídos por C, H, e O.
*São frequentemente designados sacáridos
*São produzidos pelas plantas através da fotossíntese
*São utilizados pelas células (respiração) para produzir
energia, CO2 e H2O

Question 4

Monossacáridos

Answer 4

➢ Normalmente têm a formula geral (CH2O)_n, onde n pode ser 3-8.

➢ Possuem 3 a 6 átomos de C, um grupo carbonilo e dois ou mais grupos hidroxilos (OH)

➢ Quando dissolvidos em água, os monossacarídeos com 5 ou 6 C existem sob a forma de estrutura cíclica

➢ A conformação α ou β do carbono deve-se à orientação do grupo hidroxilo: se este estiver para cima é α e se estiver para baixo é β

Question 5

Polissacáridos

Answer 5

➢ Quando possuem até 10 monómeros designam-se oligossacarídeos (quando ligados a
lípidos ou a proteínas têm funções no reconhecimento celular) e quando possuem mais
de 10 designam-se polissacáridos

➢ A ligação glicosídica entre 2 monómeros (entre 2 grupos hidroxilo - dos carbono 1 e 4) é
identificada pela conformação do carbono e pela numeração dos carbonos e quando se
forma dá-se a libertação de uma molécula de água

➢ Os mais importantes desempenham funções de reserva, estruturais e funcionais

➢ Exemplos de polissacáridos:
- glicogénio: (células animais e fungos; polissacárido ramificado, α(1 → 6))
- amido: (organismos vegetais; cadeia linear, α(1 → 4))
- celulose:
- Polímero de unidades de glicose
- Polímero linear como a amilose, mas com ligações β(1→4)
- Mais importante polissacárido estrutural
- Existe nas paredes celulares das células vegetais (confere a estrutura)
- Não é facilmente digerido, logo constitui a componente fibrosa da dieta

NOTA: Polissacáridos com monómeros iguais podem ter propriedades químicas e físicas muito distintas.

Question 6

Lípidos - Ácidos gordos (saturados e insaturados)

Answer 6

• Ácidos carboxílicos de cadeia longa
• Possuem, em geral, 12-18 átomos de carbono
• São insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos
• Têm um grupo carboxilo
• Podem ser saturados ou insaturados:

Ácidos gordos saturados
* Possuem ligações simples C–C
* As cadeias carbonadas possuem grande atratividade
* Associam-se de forma compacta
* Têm ponto de fusão elevado
* São sólidos à temperatura ambiente

Ácidos gordos insaturados
* Possuem uma ou mais ligações C=C
* Possuem fraca atratividade entre as cadeias carbonadas
* Possuem fraca compactação
* Têm baixo ponto de fusão
* São líquidos à temperatura ambiente

Question 7

Outros tipos de lípidos

Answer 7

Para além dos ácidos gordos, fosfolípidos, fosfoglicéridos, ácido fosfático, glicolípidos, esteroides…

Fosfolípidos
* São os lípidos mais abundantes nas membranas biológicas
* Possuem glicerol, 2 resíduos de ácidos gordos (ligados aos
carbonos 1 e 2 do glicerol)(saturados ou insaturados –
normalmente um saturado e um insaturado) (ligados aos carbonos 1 e 2 do glicerol) e um
grupo fosfato (liga o glicerol ao álcool)
* Cauda hidrófoba e cabeça hidrofílica (na membrana (agregado lipídico) ficam as cabeças para fora porque cauda “tem fobia da água”)
* É na cabeça hidrofílica que o glicerol se liga ao álcool
* A bicamada fosfolipídica da membrana é permeável pelo que só passam pequenas moléculas não carregadas

Fosfoglicéridos - fosfolípidos anfipáticos

Ácido fosfatídico – mais simples, precursor

Glicolípidos - como os fosfolípidos, estes compostos são compostos por uma região hidrofóbica, contendo 2 longas caudas de hidrocarbonetos e uma região polar, que contém um ou mais açúcares e, ao contrário dos fosfolípidos, nenhum fosfato.

Dois outros tipos comuns de lípidos são os esteroides e polisoprenóides, onde ambos são
feitos de unidades de isopreno.

Esteróides (estrutura comum de anel múltiplo)
* 3 anéis de ciclohexano e 1 anel de ciclopentano
* O colesterol é o esteróide mais abundante no Homem

Question 8

Funções Biológicas dos Lípidos

Answer 8

• Reserva energética (triacilgliceróis)
• Componentes estruturais das
  membranas biológicas
• Vitaminas e hormonas

Question 9

Colestrol

Answer 9

*É obtido através da carne, leite e derivados e ovos
*É sintetizado no fígado
*É fundamental para o normal funcionamento das
membranas biológicas (celular e dos organitos), do
cérebro e do tecido nervoso e para a biossíntese das
hormonas esteróidicase da vitamina D.
*Quando em concentração elevada forma placas que
obturam os vasos sanguíneos

Question 10

Proteínas

Answer 10

-São as biomoléculas mais abundantes
- São constituídas por resíduos de aminoácidos (monómeros): existem 20
- Os elementos básicos são: carbono(C), hidrogénio(H),
oxigénio(O), e azoto(N) (há aminoácidos que possuem também enxofre(S))

Question 11

Estrutura dos Aminoácidos Proteicos

Answer 11

Carbono α liga-se a:
*Hidrogénio
*Grupo amina (—NH2)
*Grupo carboxílico (—COOH)
*Cadeia lateral variável (grupo R) (A cadeia lateral (R) determina
as propriedades dos
aminoácidos)

Estrutura e estereoquímica de um aminoácido
- Carbono central é assimétrico
- 2 formas isoméricas, enantiómeros: L e D (exceptoglicina)
- Proteínas: apenas formas L-aa

Question 12

Ligação peptídica

Answer 12

Dá-se entre o grupo amina de um
aminoácido e o grupo carboxílico de outro aminoácido (e há libertação de uma molécula de água)

Question 13

Níveis Estruturais das Proteínas

Answer 13

Estrutura primária
Sequência de aminoácidos ligados por ligações peptídicas formando um polipeptídeo.
Estrutura secundária
▪ Hélice α: ligações de hidrogénio entre aminoácidos da mesma cadeia
▪ Folha β pregueada: ligações de hidrogénio entre aminoácidos de diferentes cadeias
Estrutura terciária
Resulta do supra enrolamento da
cadeias polipeptídicas, estabilizada por ligações de H, iónicas, hidrófobas e dissulfito
- as regiões de estrutura secundária associam-se umas às outras de maneira específica,
descrevendo a dobra final do polipeptídeo.
Estrutura quaternária
Conjugação de subunidades: ligações de H, iónicas, hidrófobas, dissulfito.
para proteínas multiméricas, esta estrutura descreve a associação de 2 ou mais polipeptídeos à medida que interagem para formar a proteína final e funcional.

Question 14

Ligações e interações envolvidas no folding e estabilidade das proteínas

Answer 14

• Covalentes - pontes disulfido
• Não covalentes - pontes de H, iónicas, interações Van der Waals e hidrofóbicas

Question 15

O que são proteínas conjugadas?

Answer 15

As proteínas conjugadas são compostas por outras substâncias além de aminoácidos.

Question 16

Proteínas transmembranares

Answer 16

Proteínas transmembranares são moléculas anfipáticas: regiões hidrofílicas expostas

Algumas proteínas transmembranares atravessam
a bicamada fosfolipídica como β-sheets (estruturas planares) dobradas numa conformação de barril outras como hélices α.

Question 17

Função das proteínas nas células

Answer 17

• Suporte: proteínas
  estruturais
• Motilidade: proteínas
  contrácteis
• Transporte: proteínas de
  transporte
• Regulação metabólica:
  enzimas
• Coordenação e controlo:
  hormonas, FT (fatores de transcrição)
• Defesa: anticorpos

Question 18

Proteínas como Enzimas

Answer 18

• As enzimas são catalisadores biológicos
• As enzimas atuam diminuindo a energia de activação das reações químicas
• As enzimas podem necessitar de cofatores (iões metálicos, Mg) ou coenzimas (compostos orgânicos, vitaminas)
  (Nota: A terminação –ase é comum à maioria das enzimas)

Modificações de proteínas levam à modificação da sua atividade

Question 19

Ácidos nucleicos

Answer 19

São biopolímeros geralmente longos e complexos
Cada polímero pode conter milhares de nucleótidos
Podem existir sob a forma de dupla hélice (DNA) ou cadeia simples (RNA)
Cada nucleótido é constituído por 1 grupo fosfato, 1 pentose e uma base azotada

Question 20

Bases azotadas

Answer 20

• Purinas: Guanina, Adenina.
• Pirimídicas: Citosina, Timina (DNA), Uracilo (RNA).

Question 21

Polimerização de nucleótidos ligações fosfodiéster

Answer 21

Os nucleótidos são unidos por uma ligação fosfodiéster, entre átomos de carbono 5’ e 3’, para
formar ácidos nucleicos.
A sequência linear de nucleótidos numa cadeia de ácidos nucleicos é abreviada por um código
de uma letra, como A-G-C-T-T-A-C-A, com o terminal 5’ na extremidade esquerda.
A ligação fosfodiéster dá-se entre o O do grupo fosfato e o O da pentose.

NOTA: O repositório de informação nas células é o DNA.

Question 22

Funções dos nucleótidos

Answer 22

• Eles carregam energia química nas suas ligações de fosfonidreto facilmente hidrolisadas.
• Combinam-se com outros grupos para formar coenzimas.
• São usados como moléculas de sinalização específicas na célula.

Question 23

Características do DNA (desoxirribose)

Answer 23

• A ligação das bases azotadas forma uma dupla hélice
• É o repositório de informação nas células
• Dá-se replicação semiconservativa: no sentido 5’ –> 3’
• Quando transcrito em RNA é um código químico

Question 24

Características do RNA (ribose)

Answer 24

*É constituído por um número variável de nucleótidos
(monómeros)

*Cada nucleótido do RNA é constituído por resíduos de:
* Açúcar (Molécula de ribose)
* Base azotada
*Grupo fosfato

*É responsável pela transferência da informação
genética contida no DNA (mRNA codifica as proteínas)

*Desempenha funções estruturais (é o maior componente estrutural (%) dos ribossomas )

*Possui propriedades catalíticas (ribozimas)

*É responsável pela formação da ligação peptídica durante
a síntese proteica

*A RNA polimerase sintetiza no sentido 5’–>3’

–> É o intermediário no fluxo de informação genética (pois está envolvido nos passos subsequenes de tradução)

Question 25

Tipos de RNA

Answer 25

mRNA (mensageiro) - Forma: Cadeia simples - Função: Transporta a informação do núcleo para o exterior (é lido na direção 5'->3') - Localização: Hialoplasma ou citossol tRNA (transferência) - Forma: Cadeia simples formando ansas - Função: Liga-se aos aminoácidos e transporta-os para a síntese proteica (anticodão emparelha com codão do mRNA) - Localização: Hialoplasma ou citossol rRNA (ribossómico) - Forma: Incorporado nos ribossomas - Função: Participa na síntese das proteínas, catalisando a formação da ligação peptídica - Localização: Ribossomas

Question 26

Colinearidade de genes e proteínas

Answer 26

A informação codificada no DNA é convertida numa sequência de aa por um processo sequencial - Ligação de fatores de transcrição às regiões regulatórias dos genes - Transcrição pela RNA polimerase - Remoção de sequências não codificantes (5′ capping, splicing, and 3′-end processing) - Transporte do RNA maturo para o citoplasma, ligação ao ribossoma e início da tradução Como funciona: 1. Transcrição: O gene é transcrito num RNA primário (pré-mRNA), que contém tanto exões (regiões codificantes) como intrões (regiões não codificantes). 2. Splicing: Durante a maturação do RNA, os intrões são removidos, e os exões são ligados entre si. 3. Splicing Alternativo: Em vez de juntar todos os exões na sequência linear do gene, o splicing alternativo pode combinar diferentes conjuntos de exões. Isto resulta em várias versões de mRNAs. Ou seja, é um processo pelo qual um único gene pode gerar múltiplas proteínas diferentes (ocorre durante a maturação do RNA mensageiro (mRNA) no núcleo celular).

Question 27

Estrutura do Ribossoma

Answer 27

- É constituído por rRNA e proteínas - A sua subunidade maior funciona como ribozima: rRNA cataliza a formação da ligação peptídica, as proteínas têm um papel mais estrutural