BIOLOGIA - AULA 04: NOÇÕES DE QUÍMICA CELULAR; MEMBRANA
PLASMÁTICA E TRANSPORTES.
I. NOÇÕES DE QUÍMICA CELULAR
1. A composição química da célula
Certas substâncias são essenciais para a manutenção da vida da célula e
consequentemente do organismo. Estas substâncias são classificadas como:
a) Orgânicas: São moléculas complexas que possuem cadeias de carbono.
Ex.: proteínas, carboidratos e lipídeos.
b) Inorgânicas: são moléculas pequenas e simples, encontradas facilmente
fora dos seres vivos. Ex.: água, sais minerais, gás carbônico.
A – SUBSTÃNCIAS ORGÂNICAS
Proteínas
São macromoléculas constituídas basicamente por carbono, oxigênio,
hidrogênio e nitrogênio. Suas unidades básicas são denominadas
aminoácidos. Todos os aminoácidos possuem a seguinte fórmula:
Em um mesmo átomo de carbono liga-se um grupo carboxila (-COOH), um
grupo amina (-NH2), um átomo de hidrogênio e um radical R, que irá
diferenciar um aminoácido de outro.
Existem vinte tipo de aminoácidos diferentes. Os organismos vegetais
sintetizam todos eles. Já os animais necessitam ingerir através da alimentação
alguns aminoácidos que não sintetizam. Baseado neste critério classificamos
os aminoácidos em duas categorias:
Aminoácidos naturais: aqueles que são sintetizados pelas células
animais;
Aminoácidos essenciais: os que não são sintetizados pelas células
animais.
Os aminoácidos se unem um ao outro através de ligações peptídicas,
formando polipeptídeos. Aqueles que possuem um número elevado de
aminoácidos são chamados proteínas.
As proteínas desenvolvem diversas funções no organismo, dentre elas:
Fornecer estrutura para a célula: Ex.: colágeno, queratina, actina e
miosina;
Participar do metabolismo: Ex.: enzimas, insulina (hormônio protéico)
e hemoglobina;
Participar da defesa do organismo: Ex.: anticorpos
Carboidratos
São os açúcares, sendo classificados em três grupos:
Monossacarídeos: são moléculas formadas por carbono,
hidrogênio e oxigênio de acordo com a seguinte fórmula (CH2O)n.
Ex.: Glicose, frutose, ribose, desoxirribose;
Dissacarídeos: são açúcares formados por duas moléculas de
monossacarídeos. Ex.: sacarose (frutose + glicose);
Polissacarídeos: são macromoléculas formadas pela união de
vários monossacarídeos. Ex.: celulose, quitina, amido, glicogênio.
Lipídeos
Os lipídeos são substâncias insolúveis na água e solúveis em solventes
orgânicos (éter, clorofórmio, etc.) São divididos em simples, compostos
e esteróides.
Simples: São os glicerídeos (óleos e gorduras) e os cerídeos
(ceras). São moléculas que possuem em sua composição apenas
C, O e H em sua fórmula molecular.
Compostos: São aqueles que possuem outros elementos além
do C, O e H. Ex.: fosfolipídeos e esfingomielina;
Esteróides: São os ácidos graxos e o colesterol.
Vitaminas
São substâncias importantes no metabolismo celular, ativando enzimas
que participam das principais reações químicas do organismo. São
necessárias em pequenas quantidades e são obtidas através da
alimentação. A deficiência de alguma vitamina causa avitaminoses.
Dividimos as vitaminas em lipossolúvel (A, D, E e K) e hidrossolúvel
(C e o complexo B). Observe a tabela abaixo:
Vitamina
Fonte
Avitaminose
A
Cenoura, milho e manteiga
Cegueira noturna e xeroftalmia
B1
Cereais, ovos e fígado
Beribéri
B12
Fígado, levedo de cervejá, peixe e feijão
Anemia
C
Frutas cítricas
Escorbuto
D
Raquitismo
E
Óleo de fígado de bacalhau, leite e
derivados
Leguminosas
Esterilidade
K
Vegetais verdes, tomate e castanhas
hemorragias
B – SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS
Água
É a substância em maior quantidade na célula viva. Ela exerce uma
série de funções no organismo. Dentre elas podemos citar:
Solvente universal: é na água que são dissolvidos os íons
minerais e outras substâncias importantes;
Controle do metabolismo: na ausência da água, as enzimas
ficam inativadas;
Manutenção da temperatura corpórea: devido as suas
características físicas, evita a troca de calor entre o organismo e o
ambiente.
Sais minerais
São elementos químicos essenciais para o funcionamento dos
organismos. As quantidades irão variar de acordo com a espécie. Os
sais minerais mais comuns na célula são: sódio, potássio, cálcio, ferro
e magnésio.
II. MEMBRANA PLASMÁTICA E TRANSPORTES
MEMBRANA PLASMÁTICA
A membrana plasmática é constituída de uma camada dupla de
lipídeos. Nesta camada, existem moléculas de proteínas encaixadas.
Essas moléculas de proteínas podem apresentar algum movimento, pois
as camadas de lipídeos são fluidas, e as proteínas encaixadas
aleatoriamente, como um mosaico. Por isso, dizemos que a membrana
plasmática é um mosaico fluido.
A principal função da membrana plasmática é controlar as trocas de
substâncias entre o meio intracelular e o meio extracelular. Por isso,
costumamos dizer que a membrana plasmática tem permeabilidade
seletiva.
Esquema de membrana plasmática conforme o modelo de mosaico fluido.
Existem diversos tipos de transporte que podem ocorrer através da membrana
plasmática. Vejamos abaixo:
A) Transporte passivo
O transporte passivo é um processo físico, que ocorre sem gasto de energia
celular.
Difusão
É o movimento de partículas (soluto) em uma solução, onde as moléculas
tendem a se deslocar de uma região de maior concentração para a de menor
concentração, até igualarem as concentrações. Em outras palavras, podemos
dizer que o soluto passou de um meio hipertônico para um meio hipotônico,
até se tornarem isotônicos. Um exemplo desse tipo de transporte é a difusão
de gás carbônico e gás oxigênio através da membrana plasmática.
Em alguns casos, ocorre a participação de proteínas específicas de membrana
(permeases) que facilitam e aceleram a entrada de solutos importantes para a
célula. É a difusão facilitada.
Osmose
É um caso especial de difusão. Devemos, neste caso, considerar que as
moléculas de soluta não consigam atravessar a membrana. Dizemos que a
membrana é semipermeável. O movimento será apenas das moléculas de
água. Dizemos que a osmose é a passagem de solvente de um meio
hipotônico (que possui menor concentração de soluto) para um meio
hipertônico (que possui maior concentração de soluto)
Esquema representativo de Osmose. Observe que
ocorre a passagem de solvente (água) do meio
hipertônico ao hipotônico, até que ambos atinjam o
equilíbrio, tornando um meio isotônico.
B) Transporte ativo
É o transporte através da membrana que consome energia. Essa energia é
fornecida pela respiração celular. Neste tipo de transporte, ocorre a
movimentação de solutos contra um gradiente de concentração. O melhor
exemplo para esse caso é a bomba de sódio e potássio.
+
O íon sódio (Na ) tende a entrar
na célula por difusão simples; no
entanto, a membrana o expulsa
continuamente por transporte ativo
(com gasto de energia).
+
O íon potássio (K ) tende a sair da
célula por difusão simples; no
entanto, a membrana o recaptura
por transporte ativo (com gasto de
energia).
C) Endocitose
Partículas maiores que não conseguem atravessar a membrana podem ser
englobadas pela célula através de dois processos: fagocitose e pinocitose.
Fagocitose
É a ingestão de partículas grandes e sólidas por meio da emissão de
pseudópodes encontrada principalmente em células isoladas, como em
alguns protozoários (amebas) e em glóbulos brancos. No caso das amebas,
trata-se de um processo nutritivo. Já nos glóbulos brancos, é um processo de
defesa.
Esquema representativo de
fagocitose.(obs.: Chamamos de
exocitose ou clasmocitose a
expulsão de materiais para fora da
célula.
Pinocitose
É o processo de ingestão de macromoléculas dissolvidas em água. Ocorre
através da invaginação da membrana plasmática, formando um canal por onde
penetram as partículas líquidas.
Diferenças entre fagocitose
(acima) e pinocitose
(abaixo).
EXERCÍCIOS
1. (Unesp 2007) As proteínas são moléculas complexas formadas por
unidades denominadas ..................., que se unem umas às outras por meio de
................... Cada unidade é formada por um átomo de carbono, ao qual se
ligam um grupo ..................., um grupo ..................., que apresenta um átomo
de nitrogênio, e um radical de estrutura variável.
Os termos que completam corretamente os espaços em branco são, pela
ordem,
a) monopeptídeos ... ligação glicosídica... carboxila... amina
b) monopeptídeos... ligação peptídica... amina... carboxila
c) aminoácidos... ligação peptídica... carboxila... amina
d) aminoácidos... ligação glicosídica... amina... carboxila
e) nucleotídeos... reação de desidratação... carboxila... amina
2. (PUC) O polissacarídeo formado por unidades de glicose e que representa a
principal forma de armazenamento intracelular de glicídeos nos animais é
denominado:
a) amido
b) colesterol
c) celulose
d) gordura
e) glicogênio
3. (FUVEST) O escorbuto, o raquitismo, a xeroftalmia e o beribéri são,
respectivamente, alterações provocadas pela carência das seguintes vitaminas:
a) C, D, A, B1
b) C, A, E, B1
c) K, C, B, A
d) C, D, E, A
e) C, A, E, B12
4. (UFES) As enzimas são:
a) carboidratos que têm a função de regular o nível de açúcar no sangue dos
animais superiores.
b) proteínas que têm a função de catalisar reações químicas nos seres vivos.
c) proteínas com função estrutural que entram na constituição da parede
celular dos vegetais.
d) lipídeos que têm a função de fornecer energia para as reações químicas.
e) mucopolissacarídeos que têm a função estrutural nos exoesqueletos de
artrópodes.
5. (Fuvest 2013) A figura abaixo representa uma célula de uma planta jovem.
Considere duas situações:
1) a célula mergulhada numa solução hipertônica;
2) a célula mergulhada numa solução hipotônica.
Dentre as figuras numeradas de I a III, quais representam o aspecto da célula,
respectivamente, nas situações 1 e 2?
a) I e II.
b) I e III.
c) II e I.
d) III e I.
e) III e II.
6. (FUVEST) Para a ocorrência da osmose, é necessário que:
a) as concentrações de soluto e fora da célula sejam iguais.
b) as concentrações de soluto dentro e fora da célula sejam diferentes.
c) haja ATP disponível na célula para fornecer energia necessária ao transporte
de água.
d) haja um vacúolo no interior da célula no qual o excesso de água é
acumulado.
e) haja uma parede celulósica envolvendo a célula, o que evita sua ruptura.
7. (PUC) Batatas, antes de serem fritas, são imersas em água com sal durante
alguns minutos e depois escorridas em papel absorvente. Além de realçar o
sabor, qual o efeito biológico acarretado por essa providência?
a) as batatas amolecem tornando-se mais fáceis de mastigar.
b) a água com sal hidrata o alimento tornando-o mais volumoso.
c) a água lava o alimento e elimina as bactérias alojadas nas células.
d) as batatas perdem água, fritam melhor e tornam-se crocantes.
e) a água acelera os processos mitóticos, aumentando a massa das batatas.
8. (UFGO) A incorporação de gotículas no citoplasma, por invaginação da
membrana plasmática, formando vesículas, é denominada:
a) fagocitose
b) clasmocitose
c) endocitose
d) pinocitose
e) plasmólise
9. (UFES) As moléculas de glicose atravessam a membrana plasmática das
células intestinais, combinadas com moléculas de proteínas denominadas
permeases. Este processo é denominado:
a) transporte de massa
b) difusão facilitada
c) endocitose
d) transporte ativo
e) osmose
10. (UEL) Considere as seguintes situações:
I- Uma célula da raiz de um vegetal absorvendo água do solo.
II- Uma célula da folha de uma alface, temperada com sal e vinagre.
III- Uma hemácia em um capilar do pulmão.
Assinale a alternativa que apresenta o tipo de transporte que cada célula
realiza, em cada caso.
Situação I
Situação II
Situação III
A
Transporte ativo
Difusão
Difusão
B
Osmose
Difusão
Osmose
C
Osmose
Difusão
Transporte ativo
D
Osmose
Osmose
Difusão
E
Transporte ativo
Osmose
Osmose
GABARITO
1 – C; 2 – E; 3 – A; 4 – B; 5 – D; 6 – B; 7 – D; 8 – D; 9 – B; 10 - D