Estrutura Química e o Metabolismo Celular

A Citologia estuda a célula, sua estrutura e funções. No entanto para podermos entender bem uma célula precisamos primeiro conhecer do que ela é feita.

Componentes químicos da célula

CONSTITUINTES

CÉLULAS
ANIMAIS
%

CÉLULAS
VEGETAIS
%

Água 60 75
Substâncias minerais 4,3 2,45
Substâncias
orgânicas
Glicídios 6,2 18,0
Lipídios 11,7 0,5
Proteínas 17,8 4,0

Água 

Um dos componentes básicos da célula é a água. A água é solvente universal; para que as substâncias possam se encontrar e reagir, é preciso existir água.

A água também ajuda a evitar variações bruscas de temperatura, pois apresenta valores elevados de calor específico, calor de vaporização e calor de fusão.

Organismos pecilotérmicos não podem viver em lugares com temperaturas abaixo de zero, pois como não são capazes de controlar a temperatura do corpo a sua água congelaria e os levaria à morte.

Nos processos de transporte de substâncias, intra e extracelulares, a água tem importante participação, assim como na eliminação de excretas celulares.

A água também tem função lubrificante, estando presente em regiões onde há atrito, como por exemplo, nas articulações.

Variação da taxa de água nos seres vivos.

A quantidade de água varia de acordo com alguns fatores:

1º - Metabolismo: é o conjunto de reações químicas de um organismo, podendo ser classificado como metabolismo energético e plástico. Quanto maior a atividade química (metabolismo) de um órgão, maior o teor hídrico.

Quantidade de água em porcentagens do
 peso total em alguns órgãos humanos
Encéfalo de embrião 92,0
Músculos 83,4
Cérebro 77,8
Pulmões 70,9
Coração 70,9
Osso 48,2
Dentina 12,0

2º - Idade: o encéfalo do embrião tem 92% de água e o do adulto 78%. A taxa de água em geral decresce com a idade.

3º - Espécie: na espécie humana há 64% de água e nas medusas (água-viva) 98%. Esporos e sementes vegetais são as estruturas com menor proporção de água (15%). 

Sais Minerais

Aparecem na composição da célula sob duas formas básicas: imobilizada e dissociada. Se apresentam sob a forma imobilizada como componentes de estruturas esqueléticas (cascas de ovos, ossos, etc.). Sob forma dissociada ou ionizada aparecem como na tabela abaixo:

Cálcio
(Ca2+)

Componente dos ossos e dentes. Ativador de certas enzimas. Por exemplo: enzimas da coagulação .

Magnésio
(  Mg2+)

Faz parte da molécula de clorofila; é necessário, portanto , à fotossíntese.  

Ferro
(Fe2+)

Presente na hemoglobina do sangue, pigmento fundamental para o transporte  de oxigênio. Componente de substâncias importantes na respiração e na fotossíntese (citocromos e ferrodoxina).  

Sódio
(Na+)

Tem concentração intracelular sempre mais baixa que nos líquidos externos. A membrana plasmática, por transporte ativo, constantemente bombeia o sódio, que tende a penetrar por difusão. Importante componente da concentração osmótica do sangue juntamente com o K.      

Potássio
(K+)

é mais abundante dentro das células que fora delas. Por transporte ativo, a membrana plasmática absorve o potássio do meio externo. Os íons sódio e potássio  estão envolvidos nos fenômenos elétricos que ocorrem na membrana plasmática, na concentração muscular e na condução nervosa.      

Fosfato
(PO4-3)

Componente dos ossos e dentes. Está no ATP,  molécula energética das atividades celulares. é parte integrante do DNA e RNA, no código genético.    

Cloro
(Cl-)

Componente dos neurônios (transmissão de impulsos nervosos ). 

Iodo
(I-)

Entra na formação de hormônios tireoidianos.

 

Glicídios

Os glicídios são também conhecidos como açúcares, sacarídeos, carboidratos ou hidratos de carbono. São moléculas compostas principalmente de: carbono, hidrogênio, oxigênio. Os açúcares mais simples são os monossacarídeos, que apresentam fórmula geral . O valor de n pode variar de 3 a 7 conforme o tipo de monossacarídeo. O nome do açúcar é dado de acordo com o número de átomos de carbono da molécula, seguido da terminação OSE. Por exemplo, triose, pentose, hexose. São monossacarídeos importantes: glicose, frutose, galactose, ribose e desoxirribose.

 n

 Fórmula

 Nome

 3

 Triose

 4

 Tetrose

 5

 Pentose

 6

 Hexose

 7

 Heptose

A junção de dois monossacarídeos dá origem a um dissacarídeo. Ex. sacarose.

Quando temos muitos monossacarídeos ligados, ocorre a formação de um polissacarídeo, tal como o amido, o glicogênio, a celulose, a quitina, etc.

Os glicídios são a fonte primária de energia para as atividades celulares, podendo também apresentar funções estruturais, isto é, formar estruturas celulares. Enquanto as plantas produzem seus próprios carboidratos, os animais incorporam-nos através do processo de nutrição.

IDENTIFICAÇÃO PRÁTICA DE ALGUNS CARBOIDRATOS

Reagente Lugol (cor castanho clara)

  • identificação de amido (polissacarídeo).
  • muda sua cor para azul violeta (roxa).

Reagente Benedict (cor azul)

  • aquecido na presença de glicose forma um precipitado amarelo-escuro (alaranjado).
  • aquecido na presença de sacarose forma um precipitado amarelo-claro.

Metabolismo (conjunto das transformações químicas)

Anabolismo - reações químicas de síntese, que "juntando" moléculas simples produzem moléculas maiores

Catabolismo - reações químicas de análise (decomposição) que "quebrando" moléculas grandes separam suas unidades menores

Tabela - Monossacarídeos

 
Carboidrato
Papel biológico
Pentoses
Ribose Uma das matérias-primas necessárias à produção de ácido ribonucleico.
Desoxirribose Matéria-prima necessária à produção de ácido desoxirribonucleico (DNA).
Hexoses
Glicose É a molécula mais usada pelas células para obtenção de energia. É fabricada pelas partes verdes dos vegetais, na fotossíntese. Abundante em vegetais, no sangue, no mel.
Frutose Outra hexose, também com papel fundamentalmente energético.
Galactose Um dos monossacarídeos constituinte da lactose do leite. Papel energético.

 

 
Carboidrato
Monossacarídeos
constituintes
Onde é encontrado e papel biológico
DISSACARÍDEOS
Sacarose
glicose + frutose
Em muitos vegetais. Abundante na cana-de-açúcar e na beterraba. Papel energético.
Lactose
glicose + galactose
Encontrado no leite. Papel energético.
Maltose
glicose + glicose
Encontrado em alguns vegetais. Provém da digestão do amido no tubo digestivo de animais. Papel energético.
POLISSACARÍDEOS
Amido
muitas moléculas de glicose
Encontrados em raízes, caules e folhas. O excesso de glicose produzido na fotossíntese é armazenado sob forma de amido.
Celulose
muitas moléculas de glicose
Componente esquelético da parede de células vegetais, funcionando como reforço. É o carboidrato mais abundante na natureza.
Glicogênio
muitas moléculas de glicose
Encontrado no fígado e nos músculos. Constitui a reserva energética dos animais.

Sumário

- Componentes químicos da célula
i. Água
ii. Sais Minerais
iii. Glicídios
iv. Carboidratos
v. Lipídios
vi. Proteínas
v. Vitaminas
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