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Aspectos químicos da célula

Os aspetos químicos da célula dependem em boa parte dessa composição química e podem ser classificadas em dois grupos: os componentes inorgânicos e os componentes orgânicos.

Componentes inorgânicos

Água e sais minerais são os componentes inorgânicos da célula.

Água

A água é a substância mais abundante em uma célula; representa, em média, 70% do volume celular, e geralmente é encontrada em maior quantidade nos vegetais.

Veja um game sobre a água

Uma aula fundamental para entender melhor esse assunto é A composição química da célula.

Além de ser um solvente universal, a água é uma substância que dissolve o maior número de outras substâncias, transporta materiais na célula e participa de inúmeras reações bioquímicas. Basta lembrar que as reações enzimáticas dependem da participação da água.

A quantidade de água varia com a espécie, com a idade, com o tipo de tecido e também com o metabolismo.

O átomo de oxigênio possui uma carga elétrica negativa parcial e cada hidrogênio, uma carga positiva também parcial. A atração eletrostática resultante entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o átomo de hidrogênio de outra molécula constitui uma ponte de hidrogênio.

Aspectos químicos da célula

Na fase líquida, a água é formada por várias moléculas ligadas por pontes de hidrogênio entre si. A ponte de hidrogênio é uma ligação fraca, mas quando uma ligação é quebrada forma-se outra, de modo que, no conjunto, as pontes de hidrogênio mantêm coesas as moléculas de água. Essa coesão entre as moléculas faz com que exista uma grande tensão superficial na água.

Na fase sólida, cada molécula de água está fixa em um ponto do espaço e estabelece pontes de hidrogênio com outras quatro moléculas semelhantes, formando uma rede cristalina regular. Para quebrar um grande número de pontes de hidrogênio em tal rede é necessária uma grande quantidade de energia térmica e isso é responsável pelo ponto de fusão relativamente alto da água.

Uma propriedade importante da água, decorrente da polaridade de suas moléculas, é o poder de dissolução. As moléculas polares de outra substância, ao entrarem em contato com a água, são envolvidas por suas moléculas e separam-se. A água também é um ótimo solvente para sais; as moléculas de água envolvem cada íon, separando-os.

O alto calor específico da água é útil para as células e organismos porque possibilita que a água atue como “tampão” ou    regulador de calor, permitindo que a temperatura de um organismo per- A maneira relativamente constante, mesmo quando a temperatura do ar varia.

O alto grau de coesão interna da água liquida, devido às pontes de hidrogênio, é explorado pelas plantas como um meio de transporte de nutrientes das raízes até as folhas durante o processo de transpiração.

coesão interna da água líquida

Sais minerais

Outras substâncias inorgânicas encontradas nas células são os sais minerais. A entrada de água na célula, assim como outras propriedades, dependem significativamente da concentração dessas substâncias.

Na dissociação dos sais pela água formam-se íons: cátions e ânions de grande importância para a atividade celular.

Cátions
Sódio / Na+ Extracelular, age na condução do impulso nervoso.
Potássio / K+ Intracelular, age na condução do impulso nervoso.
Cálcio / Ca2+ Age na coagulação do sangue e na contração muscular.
Magnésio / Mg2+ Compõe a clorofila, os ossos e certas enzimas.
Ferro / Fe2+ Compõe a hemoglobina e os

: (enzimas respiratórias).

Ânions
Cloro / Extracelular, diminui 0 pH do estômago.
lodo/ Compõe os hormônios da glândula tireoide.
Fósforo / Age na transferência de energia, compõe os ossos e os ácidos nucleicos

Os sais minerais e os íons significam muito para a célula, pois é através deles que se mantêm a pressão osmótica e o equilíbrio ácido-básico dentro dela.

Componentes orgânicos – Aspectos químicos da célula

Os componentes orgânicos da célula são representados por carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos.

Carboidratos ou glicídios

Os carboidratos, formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, são as biomoléculas mais comuns encontradas na face da Terra. Por ano, os seres clorofilados convertem através da fotossíntese mais de 100 bilhões de toneladas de C02  (gás carbônico) e H20 (água), em celulose e outros produtos vegetais. Alguns tipos de carboidratos como açúcar comum e o amido são a base da alimentação humana e de outros animais. Esses animais utilizam os carboidratos, através de sua oxidação, como material o para retirar energia para fazer os as mais diversas atividades. Existem três classes principais de carboidratos: os monossacarídeos considerados açúcares simples; os dissacarídeos, açúcares cujas moléculas são formadas por duas unidades de monossacarídeos; e os polissacarídeos, açúcares com centenas ou milhares de unidades de monossacarídeos.

A fórmula geral dos monossacarídeos é (CH20)n, em que a letra “n” indica o número de átomos de carbono presentes na fórmula. Esses açúcares recebem nomes de acordo com o número de átomos de carbono:

  •    triose – 3 átomos de carbono – C3H603;
  •    pentose – 5 átomos de carbono – C5H10O5;
  •    hexose – 6 átomos de carbono – C6H1206.

Os principais monossacarídeos são as pentoses e as hexoses. Pentoses particularmente importantes são a ribose e a desoxirribose, que participam da constituição dos ácidos nucleicos. Hexoses mais abundantes na natureza são a glicose, a fruto-se e a galactose.

Duas moléculas de monossacarídeos podem juntar-se e formar um dissacarídeo. Típico exemplo é a sacarose, ou açúcar de cana, a qual consiste de dois açúcares: a glicose e a frutose, unidas covalentemente entre si com perda de uma molécula de água (síntese por desidratação).

C6H12O6 + C6H12O6 ► H20 + C5H20O11;

A maltose e a lactose são outros exemplos de I dissacarídeos.

Composição dos dissacarídeos
Monossacarídeos Dissacarídeos
glicose + glicose maltose
glicose + galactose lactose
glicose + frutose sacarose

Polissacarídeo é uma molécula formada por várias moléculas de monossacarídeos. Quando ocorre a união de dois monossacarídeos, há perda de uma molécula de água. Os principais polissacarídeos são a celulose, encontrada nas plantas, participa da construção da parede celular; o amido, principal reserva energética das plantas e de muitas algas; o glicogênio, reserva energética de animais e dos fungos; e a quitina, que participa da formação do exoesqueleto dos artrópodes e da parede celular dos fungos.

Além da sua função estrutural, o principal papel dos carboidratos na célula é fornecer energia. A glicose e seus derivados são considerados verdadeiros reservatórios de energia, que será liberada, por meio de reações de oxidação, na respiração.

Lipídios

Os lipídios são compostos formados também por carbono, hidrogênio e oxigênio, assim como os carboidratos, que apresentam, em sua molécula, dois átomos de hidrogênio para cada átomo de oxigênio; enquanto os lipídios apresentam mais de dois átomos de hidrogênio para cada átomo de oxigênio.

Os lipídios são insolúveis em água e solúveis em éter, acetona e clorofórmio. Têm participação na estrutura celular e podem fornecer energia através de oxidação. Os mais simples compreendem os glicerídeos e os cerídeos. Os glicerídeos resultam da união de moléculas de ácido graxo com um álcool chamado glicerol; são representados por óleos e gorduras. Os cerídeos são representados pelas ceras e também possuem ácido graxo.

Os glicerídeos resultantes da reunião de três moléculas de ácido graxo com glicerol são denominados triglicerídeos ou triglicérides.

Os ácidos graxos são classificados em saturados ou insaturados, dependendo de como estão ligados entre si os átomos de carbono.

Os óleos, líquidos à temperatura ambiente, são extraídos principalmente de sementes, como as de algodão, soja, amendoim, milho, canola, girassol etc. Elas são ricas em ácidos graxos insaturados. As gorduras são mais encontradas nos animais, servindo como isolante térmico e reserva energética; nelas predominam ácidos graxos saturados. Por sua vez, as ceras são encontradas principalmente em plantas, na superfície das folhas, dos frutos e das pétalas. As abelhas são exemplos de animais que produzem cera, com a qual constroem suas colmeias.

A cera nas plantas colabora na redução da transpiração e, portanto, na economia de água.

Dietas ricas em ácidos graxos saturados podem contribuir para a ocorrência de doenças cardiovasculares, como arteriosclerose ou ateroma (formação de depósitos de gordura nas paredes das artérias).

Um grupo de lipídios mais complexos é o dos esteroides, como, por exemplo, o colesterol, que participa da estrutura da membrana celular das células animais e é usado na síntese de hormônios sexuais. Outro exemplo é o ergosterol, obtido dos vegetais que nos servem de alimento e que se transforma em vitamina D sob a ação da radiação ultravioleta.

Alguns lipídios se associam a outras moléculas, caso dos fosfolipídios, que fazem parte da membrana celular de todas as células, e dos glicolipídios do glicocálix ou glicocálice, revestimento externo da membrana de células animais.

Proteínas

As proteínas são compostos orgânicos complexos, formados por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Suas unidades básicas são os aminoácidos, que se ligam em cadeias, os polipeptídeos. Os aminoácidos caracterizam-se quimicamente pela presença de um átomo de carbono (denominado carbono a), ao qual se ligam um grupo carboxílico (COOH), um grupo amina (NH2), um radical e um átomo de hidrogênio.

grupo carboxilico amina

Vejas um game sobre as proteínas

Fórmula estrutural das moléculas de aminoácidos.

Há 20 tipos diferentes de aminoácidos, que diferem entre si pelo radical R. Somente as células as vegetais conseguem sintetizar todos eles. É por isso que os animais precisam ingerir determinados aminoácidos por meio da alimentação.

Para um animal, denomina-se aminoácido natural o que pode ser sintetizado por suas células e aminoácido essencial o que não pode ser sintetizado.

Relação dos 20 tipos de aminoácidos
Alanina Glutamato Prolina
Arginina Glutamina Serina
Asparagina Histidina Tirosina
Aspartato Isoleucina Treoniria
Cisteína Leucina Triptofano
Fenilalanina Lisina Valina
Glicina Metionina
Os aminoácidos destacados são essenciais para o ser humano.

A ligação entre dois aminoácidos, na cadeia polipeptídica, é denominada ligação peptídica. Em cada ligação há liberação de uma molécula de água.

ligação peptidica

Se você quer se aprofundar mais nesse tema da uma olhada em um artigo que fala estudo do comportamento de RSU em uma célula experimental e suas correlações comaspectos microbiológicos, físicos e químicos. Clique Aqui para ver o artigo.

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