Biologia 1ºAno. Toda a matéria

Biologia 1ºAno

1) Organização Celular 2) Respiração Celular 3) Reprodução 4) Evolução 5) Composição Química 6) Ciclo Vital 7) Metabolismo

8) Material Genético \ Hereditariedade 9) Homeostase

10) Nutrição 11) Irritabilidade

1) Organização Celular

Todo ser vivo é formado por células: - Pluricelular: Muitas células

- Unicelular: 1 célula

- Eucariota: Tipo de célula com núcleo contido - Procariota: Tipo de célula com núcleo espalhado

2) Respiração Celular

Corresponde ao processo de quebra de matéria orgânica, principalmente glicose, para liberar energia para cada célula:

- Anaeróbica: Sem participação do Oxigênio - Aeróbica: Com participação do Oxigênio

3) Reprodução

Reprodução é a capacidade de produzir outro semelhante ao genitor, de dois modos: Assexuada e Sexuada. Têm o objetivo de perpetuar a espécie.

Assexuada (Seres geneticamente iguais): - Divisão Binária

- Esporulação - Laceração - Brotamento

Sexuada (Seres geneticamente semelhantes): Aumenta a variabilidade genética, favorecendo a evolução da espécie.

4) Evolução

Capacidade do ser vivo de sofrer mutações ao longo de várias gerações para se adaptarem ao ambiente. A Evolução depende de 2 processos: Mutações e a

5) Composição Química

6) Ciclo Vital

7) Metabolismo

Divide-se em dois: Anabolismo e Catabolismo. O Anabolismo é a construção e o Catabolismo é a destruição de substâncias.

8) Hereditariedade (DNA)

Todo ser vivo possui características quais estão armazenadas no material genético, transmitidas para seus descendentes.

9) Homeostase

10) Nutrição

Capacidade dos seres vivos de incorporar matéria orgânica e inorgânica: - Autotrófica: O ser vivo é capaz de produzir o próprio alimento.

- Heterotrófica: Não é capaz de produzir o próprio alimento, obtendo-o do ambiente.

11) Irritabilidade

Capacidade do ser vivo de responder e reagir à um estímulo do ambiente. Movimento é diferente de locomoção.

A matéria bruta é constituída somente de substâncias inorgânicas (água e sais

minerais). Já a matéria viva é constituída por substâncias inorgânicas e por elementos químicos em grande quantidade (C, H, O, N) e com elementos presentes em menor escala (P e S - CHONPS) que formam as substâncias orgânicas: Proteínas,

Água (H20)

Formada por 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, formando um ângulo de 104,5º. É uma molécula polar, pois tem um polo negativo e um positivo. As moléculas de água se encontram unidas umas às outras por uma atração muito forte chamada Ligação de Hidrogênio. A quantidade de água nos seres vivos varia conforme: Espécie, Idade (+jovem + água) e Metabolismo (+atividade metabólica + água).

Propriedades da Água

A) Coesão

- Propriedade da água de se manter unida à outras águas, pelas ligações de hidrogênio. A Coesão causa a Tensão Superficial: camada superficial de um líquido que se comporta como uma membrana elástica

B) Adesão

- Propriedade da água de ser atraída por outras moléculas polares. Devido à isto, a água molha.

- Fenômeno da Capilaridade: É a capacidade da água de subir por vasos muito finos, como os capilares. Isso só ocorre graças às propriedades de Coesão e Adesão.

Propriedades da Água

C) Alto Calor Específico

- A Água tem a capacidade de ganhar e perder grande quantidade de calor sem variar muito a temperatura.

D) Solvente Universal

- Por ser uma molécula polar, a água tem a capacidade de dissolver todas as substâncias polares. Isso facilita o transporte de substâncias e a ocorrência de reações químicas. A dissolução leva à formação de uma solução

homogênea, formada por soluto e solvente.

- Substâncias Hidrófilas: Se dissolvem em água (polares)

Propriedades da Água

E) Alto Calor de Vaporização:

- A água precisa absorver grande quantidade de calor para mudar de estado (líquido para gasoso). Assim, ao absorver grande quantidade de calor da superfície que ela está em contato, ela tende a resfriar a superfície.

Importância da Água para os Seres Vivos

A) Transporte de substâncias: Excreção, sangue, seiva.

B) Participação nas Reações Químicas: A água facilita a ocorrência das reações químicas pois dissolve a maioria das substâncias polares aumentando o

“Choque” dessas substâncias. A água pode funcionar como reagente ou produto:

- Reações de Hidrólise: Reações onde a água é utilizada como reagente. - Reações de Condensação ou Síntese por Desidratação: Reações onde a

água aparece como produto.

C) Participa do Controle da Temperatura: Graças ao Alto Calor Específico e ao Calor de Vaporização.

Sais Minerais

Os Sais Minerais são substâncias inorgânicas formadas por íons, muitos dos quais fundamentais para o bom funcionamento dos seres vivos. A falta de certos sais pode afetar diretamente seu metabolismo e causar até a morte.

- Macronutrientes: necessários em grande quantidade (100mg por dia). Ex: cálcio, fósforo, etc.

- Micronutrientes: necessários em pequenas quantidades (10mg por dia). Ex: Ferro e Zinco, Cobre, etc.

- Tóxicos: são os que não são necessários e que fazem mal ao organismo, caso armazenados. Ex: Chumbo, Cádmio, Mercúrio, etc.

Carboidratos e Glicídios

Principal Função: “Principal fonte de energia para o organismo”. São formados por: C, H e O.

Classificação:

A) Monossacarídeos:

- São os glicídios mais simples

- São formados por 3 a 7 átomos de carbono

- Seguem a fórmula C n(H2O)n. Ex: C6H12O6, C3H6O3, C7H14O7.

Carboidratos e Glicídios

B) Dissacarídeos:

- São formados por 2 monossacarídeos unidos por Ligações Glicosídicas - A reação de formação de um dissacarídeo a partir de 2 monossacarídeos é

uma reação de síntese por desidratação, pois há liberação de água. A reação de quebra de um dissacarídeo é uma reação de hidrólise.

- Sacarose: Glicose+Frutose - Maltose: Glicose+Glicose - Lactose: Glicose+Galactose

Carboidratos e Glicídios

C) Polissacarídeo

- Ele é formado pela união de centenas de monossacarídeos menores formando um Polímero (Molécula formada por várias unidades menores chamadas de Monômeros)

EX:

- Amido: Reserva de energia dos vegetais

- Glicogênio: (armazenado no fígado e nos músculos) Reserva de energia dos animais.

- Celulose: Constitui a parede celular das células vegetais

- Quitina: Constitui a parede celular das células dos fungos e o exoesqueleto dos artrópodes

Lipídios (Formados por Ácidos Graxos)

São substâncias orgânicas, apolares, que não dissolvem em água, mas se dissolvem em solvente orgânico (álcool e éter). EX: óleos, gorduras, ceras, fosfolipídios, esteróides, e carotenóides.

A) Glicerídeos: Óleos e Gorduras

- Funções: Principal reserva de energia -» gordura no tecido adiposo dos mamíferos.

- Isolante Térmico - Impermeabilizante

Lipídios

OBS: A gordura saturada pode causar arteriosclerose, que é a deposição de lipídios nas paredes das artérias, causando perda de elasticidade e podendo provocar infarto ou AVC.

B) Ceras:

- São muito insolúveis.

- Função: São utilizadas como impermeabilizante nas folhas vegetais e nos animais (orelhas).

Lipídios

C) Fosfolipídios:

- Formado por glicerídeo + fosfato

- São os principais constituintes da membrana plasmática. D) Carotenóides:

- São pigmentos vermelhos, amarelos e laranjas. Nas plantas, são utilizados na fotossíntese

Lipídios

E) Esteróides:

- Formados por cadeias fechadas de carbono.

- Colesterol: Importante constituinte da membrana plasmática nos animais e formador dos hormônios testosterona, progesterona, aldosterona.

- O Colesterol pode ser obtido a partir de alimentos de origem animal e\ou produzido pelo fígado.

- O Colesterol é transportado pelo sangue por proteínas especiais, formando um complexo lipoprotéico chamado de: Lipoproteína: HDL (boa) e LDL (ruim)

Relação entre o HDL e o LDL

O colesterol produzido no fígado e absorvido no intestino é carregado para as células na forma de LDL, que ao chegar nas células é totalmente absorvido e englobado pelas mesmas. Quando há um excesso de colesterol nas células, elas deixam de englobar o LDL, que acaba se depositando na parede das artérias, podendo causar a arteriosclerose. O HDL captura o excesso de colesterol, levando-o para o fígado para ser eliminado com a bile. Sendo assim, o HDL colabora para diminuir a quantidade de LDL no sangue.

- LDL: Proteína + apenas colesterol

Vitaminas

São substâncias orgânicas que normalmente não são produzidas por um organismo. São substâncias REGULADORAS DO METABOLISMO, necessárias em uma pequena quantidade para o bom funcionamento do corpo.

CLASSIFICAÇÃO:

- Hidrossolúveis: São polares, se dissolvem em água. São armazenadas em

pequenas quantidades no organismo. Precisam ser ingeridas diariamente. EX: B e C

- Lipossolúveis: São apolares, não se dissolvem em água, e sim em lipídios. Podem ser armazenados no organismo no tecido adiposo. Não precisam ser ingeridas diariamente. EX: A, D, E e K

Vitaminas

A) Vitamina A (retinol): responsável pelo bom funcionamento dos olhos e participa da formação dos ossos, dentes, cabelos e unhas. Sua carência causa a Xeroftalmia (cegueira noturna).

B) Vitamina D (calciferol): atua no metabolismo do cálcio, fixando-o nas células ósseas, promovendo, assim, o crescimento normal. Sua carência causa o Raquitismo e a Osteoporose. Pró-Vitamina D -» u.v -» Vitamina D.

C) Vitamina E (tocoferol): promove a fertilidade e atua nos sistemas nervoso e

muscular. Sua carência causa esterilidade nos homens e aborto espontâneo nas mulheres.

D) Vitamina K (filoquinona): atua na coagulação sanguínea. Sua carência causa hemorragias.

E) Vitamina C (Ácido Ascórbico): encontrada nas frutas cítricas, ela mantém a

integridade dos vasos sanguíneos, previne infecções, fortalece o sistema imuno. e participa dos processos de cicatrização. Sua carência causa o Escorbuto.

Vitaminas

F) Vitamina B1 (tiamina): participa da quebra dos carboidratos (resp. celular), mantém o tônus muscular (força) e o bom funcionamento do sistema nervoso. Sua carência causa o Beri Beri.

G) Vitamina B9 (Ácido Fólico): participa na construção do DNA e das proteínas. Sua carência causa anemia e problemas gastro-intestinais.

Proteínas

Substâncias orgânicas encontradas em maior quantidade nos seres vivos.

Funções: Estrutural, Enzimática (Metabolismo), Hormonal, Defesa (Anticorpos) e Hereditariedade (Nucleoproteínas)

As proteínas são polímeros formados por unidades menores chamadas de Aminoácidos (Monômeros) que se unem por Ligações Peptídicas, formando os Peptídeos. Todos os aminoácidos possuem um: Carbono Alpha, um Hidrogênio, um Grupo Amina, uma

Carboxila e um Radical (que varia de um aminoácido para outro). Os seres autótrofos produzem os 20 aminoácidos existentes, já os seres heterótrofos não.

Tipos de Aminoácidos: Naturais (O indivíduo é capaz de sintetizar) e Essenciais (Não são produzidos pelo organismo, precisando ser obtidos na alimentação. Uma proteína se diferencia da outra pelo: nº de aminoácidos, tipos dos mesmos e ordem dos mesmos

As Ligações Peptídicas ocorrem entre a Carboxila de um aminoácido e o Grupo Amina de outro,

havendo liberação de uma molécula de água (H2O). Toda molécula resultante da união entre aminoácidos é chamada de Peptídeo.

Ex: Dipeptídeo, Tripeptídeo, Polipeptídeo (Proteína).

Arquitetura das Proteínas

Estrutura Primária: Corresponde à sequência linear de aminoácidos. Essa

estrutura é a mais simples, porém é a mais importante, pois dela derivam todas as outras.

Estrutura Secundária: Corresponde ao 1º grande enrolamento das proteínas, que ocorre pela atração entre os aminoácidos.

Estrutura Terciária: Corresponde ao 2º grau de enrolamento das proteínas, também pela atração entre os aminoácidos.

Classificação das Proteínas

A) Quanto à sua configuração espacial: Globulares (formadas por cadeias enroladas) e Fibrosas (formadas por fibras retorcidas)

B) Quanto à sua constituição: Simples (Formada por aminoácidos) e Conjugada (Formada por uma parte proteica e uma parte não proteica, como glicídios. lipídios, vitaminas ou metais.

Desnaturação Proteica

Ocorre por: Aumento da Temperatura, Modificação do pH, Diferença na concentração de sais e Modificações na polaridade.

A desnaturação não altera a nutritividade das proteínas, já que em nenhum caso (cozido, cru, frito) os aminoácidos que são o que absorvemos, desaparecem. A estrutura espacial de uma proteína é fundamental para que ela exerça sua

função. A desnaturação corresponde à perda de sua forma e, consequentemente, de sua função. Ela pode ocorrer por qualquer um dos métodos listados acima.

Enzimas

São proteínas especiais que participam das reações químicas aumentando a velocidade das mesmas. São consideradas Catalisadores Biológicos, pois diminuem a energia de ativação necessária para dar início a uma reação.

As enzimas são polipeptídeos globulares que apresentam uma forma específica, que se encaixam perfeitamente nos substratos correspondentes. Cada enzima é específica: só atua em um tipo de substrato: Modelo Chave-Fechadura. As

enzimas não são gastas durante uma reação, mas sim são reutilizadas. Podem atuar: quebrando, construindo e transformando substâncias. Se o centro ativo (local onde o substrato se encaixa na enzima) de uma enzima perde sua forma, ela deixa de atuar, pois não se encaixa mais no substrato.

Classificação e Nomenclatura das Enzimas

Simples: Formada só de aminoácidos. Conjugada: Possui parte proteica (Apoenzima) e não proteica (cofator). Holoenzima = apoenzima + cofator.

Cada enzima tem um nome específico, que varia conforme o substrato. Prefixo do substrato + ase. EX: Amido -» Amilase; Lactose -» Lactase….

Inibição Enzimática

A Atividade Enzimática por pode ser inibida por certas substâncias e em certas situações, sendo elas:

- Reversíveis: A inibição ocorre certo tempo. Competitiva (O Inibidor Competitivo concorre com o substrato pelo sítio ativo da enzima) e

Não-Competitivo (O inibidor modifica a forma da enzima, modificando seu centro ativo).

Fatores que afetam a velocidade da reação

- Temperatura: A velocidade enzimática aumenta proporcionalmente com o aumento da temperatura, até um ponto (temperatura ativa), onde a atividade enzimática é máxima. Se a partir desse ponto a temperatura continuar

aumentando, a atividade enzimática começa a cair, pois a enzima será desnaturada.

- pH: Cada enzima atua em um pH específico, onde ele é ótimo para a atuação dessa enzima.

- Concentração do Substrato: A velocidade de uma reação aumenta proporcionalmente a quantidade de substrato até um ponto onde a

velocidade se manterá constante mesmo que haja aumento do substrato, pois as enzimas estão saturadas.

Ácidos Nucleicos (DNA e RNA)

São substâncias orgânicas que possuem caráter ácido e que estão localizadas no núcleo das células eucariotas, sendo responsáveis pela hereditariedade.

GENE: Corresponde a um fragmento da molécula de DNA responsável pela hereditariedade. Cada gene é responsável por especificar a produção de um polipeptídeo. Os ácidos nucleicos são polímeros formados por monômeros chamados de nucleotídeos

DNA

- Ácido Desoxirribonucleico - Formado por 2 filamentos - A Pentose: Desoxirribose

- Bases Nitrogenadas: A, T, C, G. - A com T; C com G

RNA

- Ácido Ribonucleico - Formado por 1 filamento - A Pentose: Ribose

- Base Nitrogenadas: A, U, C, G. - A com U; C com G

DNA

A com T : 2 pontes de hidrog C com G: 3 pontes de hidrog

RNA

filamento se ligam aos nucleotídeos de outro por pontes de hidrogênio existentes entre as

bases nitrogenadas correspondentes. Os 2 filamentos que formam a molécula de DNA estão encaixados de forma invertida: Antiparalelismo.

Ligação de Fosfodiéster

Os nucleotídeos de um mesmo

filamento se ligam através da Ligação de Fosfodiéster, que ocorre entre o carbono 3 de uma pentose de um nucleotídeo com o fosfato de outro.

Ácido Ribonucleico (RNA)

O RNA é formado a partir de um modelo de DNA.

3 tipos de RNA são responsáveis pela síntese de proteínas:

- RNA mensageiro: Contém a informação para a síntese de proteínas. Ele leva a mensagem do núcleo até o ribossomo onde ocorrerá a síntese proteica. - RNA transportador: Transporta aminoácidos soltos na célula até os

ribossomos, para que ocorra a síntese.

Replicação do DNA (Autoduplicação)

Uma molécula de DNA tem a capacidade de produzir outra molécula idêntica à original.

A replicação do DNA é chamada de semiconservativa, pois cada molécula

Como ocorre a Replicação?

1. A molécula de DNA é desenrolada pela Girase.

2. As pontes de hidrogênio são quebradas pela Helicase e as cadeias se separam.

3. O primer é produzido pela Primase.

4. DNA-polimerase pega nucleotídeos soltos no citoplasma e encaixa-os nas bases nitrogenadas livres, formando um filamento complementar.

5. A Ligase promove a ligação entre os nucleotídeos.

Primers: Segmentos de ácidos nucleicos, necessários para a iniciação da replicação do DNA, produzidos por ação da primase

Transcrição

Correspondente a produção de uma molécula de RNA a partir de uma molécula de DNA que serve como molde.

Somente um dos filamentos do DNA servirá como molde.

Nesse processo há a participação da RNA-polimerase, que: Separa 2 filamentos de DNA; Encaixa ribonucleotídeos nas bases nitrogenadas livres do filamento de DNA; Promove a união dos ribonucleotídeos.

A transcrição tem início quando a RNA-polimerase acha um grupo de nucleotídeos chamada de Região Promotora

Transcrição

É a produção de um RNAm a partir de um filamento de DNA. Participação de enzima, a RNA polimerase. A timina é substituída pela uracila. A enzima coloca ribonucleotídeos.

O RNAm, ao ser produzido a partir do DNA, sai do núcleo e vai para um ribossomo.

Somente uma pequena região do DNA é transcrita, e esta corresponde ao GENE. O RNAm é uma cópia dos genes codificadores de proteínas. Ele contém

O Limite de um Gene

O início de um gene é marcado pela região promotora e o fim é pela sequência de término de transcrição.

Tradução

- A tradução é a transformação da informação que está na forma de bases nitrogenadas do RNAm para a formação de uma sequência de aminoácidos de um polipeptídeo.

- Cada trio de bases nitrogenadas é chamado de Códon. Cada códon decodifica um aminoácido.

RNA transportador (RNAt)

O RNAt tem duas extremidades. Em um há um código de 3 letras, o anticódon, contrário ao códon do RNAm. É por esse motivo que o RNAt e o RNAm se

Como ocorre a Tradução

- RNAm sai do núcleo levando a informação do gene até o ribossomo. - Ribossomo começa a percorrer o RNAm

- RNAt, que carrega o aminoácido metionina, encaixa-se ao ribossomo onde se aloja o 1o códon AUG do RNAm: Códon de Iniciação.

- Todas as fitas de RNAm começam com o códon AUG, que corresponde ao aminoácido metionina.

- O 2o RNAt carregando seu aminoácido se encaixa no Ribossomo.

- O ribossomo percorre o RNAm, e a cada deslocamento de 3 bases, um novo RNAt se encaixa, trazendo seu aminoácido, formando assim o polipeptídeo - Quando o Ribossomo encontra um dos códons de parada (UAA, UAG e

UGA), significa que a proteína está completa. A proteína denominada de Fator de Liberação ocupa o ribossomo e todos os participantes do processo se separam

Polirribossomos ou Polissomos

Código Genético

O Código Genético corresponde a linguagem codificada da molécula de DNA. Cada trinca da molécula de DNA corresponde a um aminoácido do polipeptídeo O Código Genético é universal, isto é, é o mesmo em todos os seres vivos.

Dos 64 códons, 61 correspondem aos 20 tipos de aminoácidos. Os 3 códons

restantes não correspondem a nenhum aminoácido e funcionam como pontuação, indicando o final da informação genética da molécula do RNAm.

O Código Genético é considerado degenerado, pois para quase todos os aminoácidos há mais de uma trinca que os codifica.

Maturação do RNA

Nas células procariotas a transcrição produz uma molécula de RNAm funcional (que pode ser lido).

Nas células eucariotas, o RNA recém-transcrito (RNA primário), não pode ser imediatamente utilizado, pois os pedaços, que contêm a informação necessária à síntese proteica, os éxons, estão intercalados por outras sequências de

Splicing Alternativo

Um gene pode ser responsável por produzir mais de um tipo de proteína, pois o pré RNAm pode sofrer vários tipos de splicings diferentes, conforme o tipo de célula.

Mutações Gênicas

As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e

consequentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo. Alteram uma ou mais bases do DNA, o que afetará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição. Podem ser transmitidas, hereditariamente quando

ocorrem nas células germinais. Quando ocorrem em células somáticas podem provocar a criação de tumores. Substituição: ocorre a troca de um ou mais pares de bases. Adição: Acontece quando 1+ bases são adicionadas ao DNA,

modificando a ordem de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição. Deleção: Acontece quando uma ou mais bases nitrogenadas são retiradas do

Mutações Gênicas

OBS: Dos 3 tipos de mutação gênica, a substituição é a menos drástica, pois nela pode haver ou não a troca de apenas 1 aminoácido na cadeia. Nas demais,

ocorre a mudança de toda a sequência a partir do ponto da mudança. Efeitos das Mutações:

- Benéficos - Neutros - Prejudiciais

Causas das Mutações

- Naturais

- Agentes Ambientais: Benzopireno e Alcatrão (fumo), raios x, luz uv, gás mostarda, ácido nitroso, agrotóxicos, alguns corantes de alimentos.

Núcleo

celulares e “arquivo” das informações

hereditárias, que a célula transmite as suas filhas ao se reproduzir.

Poros: permitem a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.

Nucléolo: Ribossomos em formação Cromatina: DNA+proteína

Histona: Proteína

Heterocromatina: Genes Inativos Eucromatina: Genes ativos

O que diferencia as células do corpo?

As células do corpo se diferenciam pelos genes ativos e inativos de cada uma. Quando o núcleo entra em divisão, os filamentos de cromatina se enrolam diversas vezes formando um bastão compacto: O Cromossomo.

Cromossomos homólogos: Cromossomos que possuem o mesmo tamanho, formato e conjunto de genes.

Células Diplóides (2N) e Haplóides (N)

Possui os cromossomos em pares. 1 vem da mãe e outro do pai. Nos animais, todas as células do corpo são diplóides, exceto as sexuais.

Possui somente 1 cromossomo de cada tipo. Nos animais, são os gametas Cromossomos Autossômicos: Todos os cromossomos, exceto os sexuais. Determinação do Sexo: o que determina o sexo é a ausência ou presença do cromossomo y.

Cromatina Sexual

- Condensação do cromossomo sexual inativo (x) - Só ocorre no sexo feminino

- É utilizada para a identificação do sexo

Síndromes Genéticas

Processos Energéticos da Célula

Metabolismo: Nas reações químicas, moléculas de reagentes interagem entre si e se transformam em outras moléculas, denominadas produtos. Existem dois tipos de reações: Endotérmicas ou Endergônicas e Exotérmicas ou Exergônicas. As endotérmicas necessitam receber energia para ocorrerem, enquanto as

Nutrição (Nutrientes)

- Autotrófica: Mat. Inorg. com Energia = Mat. Org. Essa energia vem da quimiossíntese e/ou da fotossíntese.

Produção de Energia

Quebra da matéria orgânica:

- Fermentação: sem O2, liberando pouca energia

Principais tipos de reações nos seres vivos

Endergônica: Fotossíntese e Quimiossíntese (Anabolismo) Exergônica: Fermentação e Respiração (Catabolismo)

ATP (moeda energética)

- Energia liberada em uma reação

exergônica pode ser utilizada em uma reação endergônica. Isto se chama Acoplamento de Reações.

- A energia liberada fica armazenada em uma molécula, o ATP.

- As ligações de fosfato armazenam energia, que é liberada pela hidrólise para promover reações endergônicas. - Moeda energética que pode ser gasta

em qualquer momento que a célula necessitar.

Reação de Oxidação

Reação de Oxirredução: Transferência de elétrons entre 2 átomos: o que se oxida (perde elétrons) e o que se reduz (ganha elétrons).

Durante os processos metabólicos, ocorrem muitas reações químicas com

liberação de elétrons e átomos de hidrogênio, que são captados por substâncias transportadoras de hidrogênio e elétrons cujas formas oxidadas são: NAD, FAD e NADP positivo.

Fotossíntese

Processo de produção de matéria orgânica (glicose) a partir de gás carbônico (CO2), água (H2O) e energia luminosa. Vegetais, algas, fitoplâncton e certas bactérias (cianobactérias e proclorófitas)

Fotossíntese

Os tilacóides, abrigados nos cloroplastos das célula, abrigam, por sua vez, a

clorofila, que é o pigmento fotossintetizante, isto é, responsável pela fotossíntese, porém não é o único pigmento importante, e também não há só um tipo da

Etapas da Fotossíntese

Tilacóides: Etapa fotoquímica ou Fase Clara: Absorção da Luz:

Fotofosforilação,Transporte de elétrons e Prod. de ATP, além da fotólise da água. Estroma: Etapa Química ou Fase Escura: Fixação de Carbono, Conversão do CO2 em glicídio

Etapas da Fotossíntese

O ATP e o H2 produzidos na etapa fotoquímica ou Clara vão para a etapa química ou Escura. Na fase escura, produz-se a glicose, através da absorção do CO2,

Resumindo...

Absorção de Luz: Reação de Hill ou Fotólise da Água:

- A energia luminosa é absorvida pela clorofila, excitando-a e fazendo com que a mesma perca elétrons para uma substância aceptora de elétrons.

- A clorofila recupera seus elétrons a partir da quebra da molécula de H2O (fotólise da água), originando o gás oxigênio

Fatores que interferem na velocidade da Fotossíntese

1) CO2: A partir de certo ponto, o CO2 se torna tóxico, diminuindo a velocidade. 2) Temperatura: A partir de certa temperatura, as enzimas que atuam na

fotossíntese começam a diminuir a velocidade da reação até pararem (desnaturação).

3) Luz: Com a ausência da luz, não há ocorrência da fotossíntese e nem produção de O2, ele sendo consumido na respiração. Com o aumento da quantidade luminosa, atinge-se o ponto de compensação, onde a quantidade de O2 produzida é igual à consumida. Se a intensidade de luz aumenta, a velocidade aumenta até o ponto de saturação, a partir do qual ficará

Quimiossíntese

- Utiliza energia proveniente de reação químicas. EX: Bactérias Nitrificantes - 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

Reação Exotérmica

Não Biológica: A energia é liberada de uma só vez, sob a forma de calor.

Biológica: A energia é liberada de modo gradativo e utilizada na síntese de ATP. Há liberação de calor em pequena quantidade.

Resume-se em: Combustão.

Classificação dos Organismos quanto ao tipo de

Metabolismo Energético

Aeróbios Obrigatórios: Só vivem com O2 Anaeróbios:

- Facultativos: Podem ou não utilizar O2, mas preferem utilizá-lo - Obrigatórios: Só vivem sem O2

Processos Catabólicos Exergônicos

Aeróbio:

- Ocorre obrigatoriamente com O2 - Quebra total da glicose

- Grande liberação de energia - EX: Respiração Celular Aeróbia Anaeróbio:

- Ocorre sem O2

- Pouca liberação de energia

- Respiração Anaeróbica: Quebra total da glicose - Fermentação: Quebra parcial da glicose

Fermentação

- Principal processo anaeróbio

- Utilizado por muitos fungos e bactérias que vivem em ambientes pobres em O2

- Corresponde à quebra incompleta da glicose

- Como não tem participação de O2, não há produção de H2O - Produto é o CO2 + Ácido Lático ou Etílico ou Acético.

Tipos de Fermentação

Após a quebra da glicose (glicólise) em duas moléculas de Ácido Pirúvico, a fermentação pode ser realizada em 3 tipos:

- Alcoólica: Produção de vinhos e cerveja, além do fermento de padaria - Acética: Transforma vinho em vinagre

- Lática: Produção de Iogurte e ocorre também nas atividades das células musculares, provocando a fadiga.

Respiração Aeróbia

A Respiração Celular é um processo de extração de energia química acumulada nas substâncias tais como carboidratos e lipídios. Durante a Respiração Celular, a energia vai sendo liberada aos poucos, em uma sequência de reações químicas, e imediatamente armazenada de ATP.

Equação Geral da Respiração Celular Aeróbia: C6H12O6 + 6O2 -» 6CO2 + 6H2O

Etapas da Respiração Aeróbia

A degradação da glicose na respiração celular ocorre em 3 etapas metabólicas: - Glicólise

- Ciclo de Krebs

Glicólise

Quebra da glicose

- Ocorre no Citoplasma - Não tem utilização de O2

(anaeróbia) - Molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico, liberando hidrogênio + energia (2ATP)

Ciclo de Krebs

- Ácido Pirúvico ( C3H4O3) penetra na matriz mitocondrial e logo perde CO2 (descarboxilação), elétrons e H (desidrogenação), sendo transformado em Acetil, ou Ácido Acético.

- O Acetil combina-se com a Coenzima A, formando o Acetil Coenzima A (2c), que entra no Ciclo de Krebs e se combina com o Ácido Oxalacético (4c). formando o Ácido Cítrico (6c)

- De cada Ácido Cítrico são liberados 2 CO2, 2 ATP, 2(NADH2) e FADH2, produzindo novamente o Ácido Oxalacético.

Ácido Pirúvico

CO2 H2

Acetil Coenzima A

Acetil Coenzima A Ácido Oxalacético

Ácido Cítrico

2ATP

2CO2

FAD + H2 2(NADH2)

Cadeia Respiratória

Ocorre nas cristas mitocondriais:

O NADH2 e o FADH2 produzidos nas etapas anteriores carregam H2 e elétrons ricos em energia, e que será usada na cadeia respiratória para produzir muitos ATPs (26 em média)

Nesta etapa os elétrons por proteínas (citocromos) em direção ao O2 que os atrai, tornando-se negativo e atraindo então os H+, formando assim água (H2O) ao fim do processo.

Observações Importantes

- O oxigênio serve como aceptor final do H2, formando a H2O.

- Apesar de ser aceptor final do H2, e só participar diretamente na última etapa da cadeia respiratória, ele é fundamental para que a respiração aeróbia

ocorra, pois todas as etapas dentro da mitocôndria cessam na sua ausência - Sem o oxigênio, o processo para na primeira fase da respiração aeróbia

Tipos de células

Célula Procariótica Célula Eucariótica

Sem membrana nuclear Núcleo com membrana nuclear e nucléolo normalmente existe apenas um único

cromossomo circular (plasmídeo) e pequenos segmentos de DNA

Ausência de organelas membranosas Grande variedade de organelas membranosas

A fotossíntese e a respiração celular ocorre na membrana plasmática especializada (mesossomos)

A fotossíntese ocorre nos cloroplastos. A respiração celular ocorre nas

mitocôndrias

VEGETAL ANIMAL

Parede Celular Lisossomo 2º

Cloroplastos Centríolos

Processo de evolução da célula

As eucariotas surgiram das procariotas, por 2 processos:

- Invaginações da membrana plasmática: originando as diversas organelas membranosas e a carioteca (aumento da superfície de absorção): Dobras na membrana.

- Endossimbiose: mitocôndrias e cloroplastos eram células independentes que foram englobadas pela célula eucariota primitiva em processo de evolução.

EVIDÊNCIAS:

- Tanto as organelas citoplasmáticas quanto a carioteca possuem a mesma constituição química da Membrana plasmática (lipoproteica).

- Tanto os cloroplasto quanto as mitocôndrias possuem: ribossomos, DNA próprio (circular, igual das bactérias), tem a capacidade de se autoduplicar e possuem grande semelhança bioquímica com os procariontes.

Envoltórios Celulares

- Parede Celular

Parede Celular

- Envoltório externo à membrana plasmática - Ajuda a proteger e dar forma à célula

- Nas células procariotas: feita de peptidoglicano

- Nas células eucariotas: feita de celulose (nos vegetais) e quitina (nos fungos) - Plasmodesmos: continuações citoplasmáticas que permitem a troca de

Membrana Plasmática

A membrana plasmática corresponde a uma película muito fina que envolve todo o tipo de célula.

Funções:

- Proteção

- Dar formato característico da célula

- Permeabilidade seletiva: capacidade de selecionar as substâncias que entram e saem da célula, como uma espécie de “porteiro”.

Constituição Química: Lipoproteica: dupla camada de fosfolipídios e com proteínas. O lipídio mais comum da membrana é o fosfolipídio. Ele possui:

- Uma região polar: com afinidade pela água (hidrófila)

- Uma região apolar: com afinidade pelas cadeias de carbono dos lipídios (hidrófoba ou lipofílica).

Colesterol na membrana garante fluidez (impede que fiquem duras)

Modelo do Mosaico Fluido

A dupla camada de fosfolipídios é fluida, oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico.

Componentes da Membrana

- Fosfolipídios: aparece em maior quantidade

- Proteínas: Periféricas (embaixo/em cima) e Integrais (de lado a lado/inteiriças).

- Transporte de substâncias: Canal de proteínas carreadoras. - Atuam como enzimas: catalisam reações químicas.

- Atuam no reconhecimento: Glicoproteínas - União entre células vizinhas

- Serve como ancoragem para o citoesqueleto - Como moléculas receptoras dos hormônios.

- Colesterol: Diminui a interação entre as moléculas de fosfolipídios, mantendo a fluidez da membrana, mesmo em baixas temperatura.

- Glicídios: Formam o glicocálix (glicoproteínas e glicolipídios)

- Reconhecimento celular: identifica células do mesmo tecido e promove adesão. - Identifica células estranhas, para ataque

- Proteção mecânica e contra agressões químicas e físicas: Por exemplo, o glicocálix das células da mucosa intestinal faz a proteção contra os efeitos das enzimas digestivas.

Especialidades da Membrana

- Glicocálice: Revestimento externo à membrana plasmática formada por moléculas de glicose:

- Protege a superfície da célula de possíveis lesões;

- Confere viscosidade às células em movimentos, possibilitando “deslizamentos”. - Participa de sistemas imunitários, pois dá à célula uma identidade.

Especialidades da Membrana

- Interdigitações: É o conjunto de invaginações e evaginações das membranas que garantem aderência. Promoção de aderência entre células vizinhas.

- Desmossomos: Aumenta a adesão entre as células. Quando as interdigitações não são suficientes, há a interconexão de proteínas chamada de desmossomo.

Especialidades da Membrana

- Junções Gap ou Comunicantes: São partículas cilíndricas formadas de

proteínas (conexina) que fazem com que as células entrem em contato umas com as outras, para que funcionem de modo coordenado e harmônico. Esses canais permitem o movimento de moléculas e íons, diretamente do citosol de uma célula para outra. Aumentam a velocidade de troca de substâncias entre células vizinhas, para as que necessitam de fazê-la de modo muito rápido, não podendo esperar a seleção feita pela membrana.

Permeabilidade

Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto (partícula dissolvida). As membranas se classificam em:

1) Permeável: permite passagem do solvente e do soluto.

2) Impermeável: não permite a passagem do solvente e do soluto

3) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto

4) Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. OBS: A membrana plasmática se enquadra nessa definição.

Transporte (Semipermeável)

Pela parte fosfolipídica: Apolares (gás carbônico, oxigênio, ureia, glicerol e hormônios). Moléculas pequenas.

Pelas proteínas: Polares (água, glicose, aminoácidos, nucleotídeos e sais minerais). Moléculas grandes.

O transporte passivo: onde não há gasto de energia e ocorre a favor de um gradiente de concentração.

O transporte ativo: quando há gasto de energia por parte da célula e ocorre contra um gradiente de concentração.

Transporte pela membrana Passivo Ativo Micromoléculas Macromoléculas Osmose Difusão Pinocitose Fagocitose Facilitada Simples Exocitose

Transporte Passivo

Ocorre sem gasto de energia:

- Difusão: transporte do soluto da região de maior concentração (hipertônico) para a região de menor concentração (hipotônico), tornando o meio isotônico.

- Difusão simples: ocorre através da camada fosfolipídica.

- Difusão facilitada: ocorre através das proteínas transportadoras.

- OBS: A difusão só ocorrerá se a membrana for permeável a tais substâncias e se de fato houver diferença de concentração de substância dentro e fora da célula.

- Osmose: Transporte do solvente da região de menor concentração (hipotônico) para a região de maior concentração (hipertônico), a fim de igualar as

concentrações.

- Osmose em meio hipertônico: Crenação (animal) e Plasmólise (vegetal) - Osmose em meio hipotônico: Plasmoptise (animal) e Turgência (vegetal)

Transporte Ativo - Macromoléculas

- Endocitose: processo de englobamento de partículas pela célula.

- Fagocitose: Englobamento de partículas sólidas com a formação de falsos pés, chamados pseudópodes. Utilizada para alimentação, defesa contra micro-organismos e eliminação de células desgastadas.

- Pinocitose: Englobamento de partículas imersas em líquido, pela formação de um canal.

- Exocitose: É o processo de eliminação de resíduos (tóxicos ou em excesso). É fundamental para a célula se livrar de resíduos da digestão intracelular, que se tornariam tóxicos para a mesma se não fossem excretados.

Transporte Ativo - Micromoléculas

- Bombo de Sódio e Potássio: Concentração de potássio (K) é maior no interior da célula, enquanto a de sódio (Na) é maior no meio extracelular. É um exemplo de transporte ativo, onde a manutenção das concentrações é feita pelas proteínas transportadoras que capturam íons sódio no citoplasma e bombeia-os para fora da célula. No meio extracelular, capturam os íons potássio e os bombeiam para o meio interno. Se não houvesse transporte ativo eficiente, as concentrações iriam se igualar. Para manter essa

Citoesqueleto

Rede de sustentação da célula, formado por microtúbulos e microfilamentos de proteínas. É responsável por:

- Manter a forma celular

- Permitir a realização de movimento

- Participar da organização dos centríolos, cílios e flagelos

- Participar da orientação e do deslocamento dos cromossomos durante a divisão celular.

Ribossomos

Estão em todas as células. São formados a partir do RNA ribossômico, realizam a síntese de proteínas. Encontramos ribossomos ligados às paredes do Retículo Endoplasmático Rugoso e ribossomos livres. Nesses, ocorre a produção das proteínas que atuam no citosol

Centríolos

Presentes nas células animais. São formados por pequeno cilindro oco construído por 9 conjuntos de 5 microtúbulos unidos por proteínas adesivas. Atuam no

processo de divisão celular e também estão ligados à organização do

citoesqueleto e à formação e movimentos de flagelos e cílios. Sempre aparecem em pares.

Cílios e Flagelos

Organela presente nas células animais. Possuem a mesma estrutura interna e originam-se dos centríolos que migram para a periferia da célula e crescem. CÍLIOS: São curtos e se apresentam em grande quantidade.

FLAGELOS: São longos e se apresentam em pequena quantidade. Função: Locomoção e Alimentação

Retículo Endoplasmático

Estão presentes em todas as células eucariotas. É composto por uma série de estruturas membranosas dobradas sobre si mesmas, que se comunicam por uma rede de canais.

Função: Transporte de Substâncias. Divide-se em 2 tipos:

- Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) - Retículo Endoplasmático Liso (REL)

REL

Dentre suas várias funções, destaca-se a síntese de lipídeos, como fosfolipídeos, óleos e esteroides (incluindo hormônios sexuais). Enzimas nele presentes

auxiliam no processo de desintoxicação, tornando algumas drogas mais solúveis, facilitando assim sua eliminação. Atua, também, no armazenamento do íon cálcio nas células musculares.

RER

Também chamado de granulado, possui ribossomos ligados à sua membrana externa, é responsável pela síntese proteica, mas a maioria da proteínas será secretada, ou seja, são proteínas para exportação. Dentro do RER, na maioria dos casos, ocorre a ligação do carboidrato com as proteínas produzidas pelo ribossomo, formando glicoproteínas.

Complexo de Golgi

Também chamado de Complexo Golgiense, está presente em todas as células eucariotas. Localiza-se próximo ao núcleo e é formado por sáculos achatados e vesículas.

FUNÇÕES:

- Armazenamento de substâncias

- Secreção celular: eliminação de substâncias da célula - Síntese de alguns polissacarídeos

- Síntese do lisossomo primário - Síntese do acrossomo

Lisossomos

Originários do aparelho golgiense, os lisossomos são bolsas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas

FUNÇÕES: Digestão Intracelular - Alimentação

- Renovação celular: eliminação de células velhas - Rejuvenescimento celular: destrói organelas velhas

OBS: Materiais englobados por fagocitose ou pinocitose ficam nos fagossomos e nos pinossomos. Essas bolsas fundem-se a lisossomos primários e originam o lisossomo secundário ou vacúolos digestivos, ou ainda vacúolos heterofágicos.

Processos Autodigestivos dos Lisossomos

- Autofagia: Capacidade das células de digerir partes de si mesmas pela ação dos lisossomos. Isso ocorre por um grande período de fome da célula ou para substituir partes da célula.

- Autólise: É a autodestruição da célula. Ocorre na substituição de células velhas, e na regressão da cauda do girino.

Peroxissomos

Organelas membranosas presentes em eucariotas. Nelas ocorre a oxidação de várias substâncias orgânicas pela ação das oxidases (enzima oxidativas), tendo como formação a água oxigenada, que posteriormente é transformada em água e oxigênio pela ação da catalase.

FUNÇÕES:

- Oxidação de ácidos graxos - Síntese de colesterol

- Oxidar substâncias tóxicas como o álcool (células do fígado) - Produção de ácidos biliares (fígado)

Vacúolo

Os vacúolos podem estar presentes quer nas células animais quer nas células vegetais, mas é nestas últimas que são particularmente grandes e abundantes. Um vacúolo vegetal pode:

- armazenar nutrientes, água ou dejetos - degradar substâncias

Mitocôndrias

Encontradas em quase todas as células eucariotas, incluindo animais, plantas, fungos, e a maioria dos protistas. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas

lipoproteicas: a mais externa é lisa e a mais interna apresenta dobras, as cristas

mitocondriais, preenchida por um líquido - a matriz mitocondrial, que contém diversas enzimas , DNA circular, RNA e ribossomos (semelhantes aos ribossomos bacterianos) Função: Respiração celular e consequente liberação de energia (ATP) para a célula.

Plastos

Os plastos ou plastídios estão presentes em todas as células vegetais. Existem, basicamente, três tipos:

- Leucoplastos: plastos sem pigmento. Estão presentes em certas raízes e caules tuberosos. Armazenam amido.

- Cromoplastos: constituído por substâncias coloridas que lhe conferem uma cor vermelha, amarela ou alaranjada. Responsáveis pelas cores de certos frutos, flores, folhas ou raízes.

Plastos - Cloroplastos

Apresentam forma de uma lentilha

alongada, composta de duas membranas lipoproteicas e um complexo membranoso interno formado por pequenas bolsas

achatadas e empilhadas.

- Estroma: líquido que preenche o espaço interno. Nele há enzimas, DNA, RNA, ribossomos semelhantes ao da célula bacteriana.

- Tilacóides: membrana internas onde se localiza a clorofila.