A química da célula
Paula Costallat Cantão
A química da célula
Avanços da Química = séculos XIX e XX.
Biólogos e Químicos
Mundo submicroscópico
(funcionamento da célula – átomos e moléculas)
Bioquímica: ramo das ciências naturais que
estuda a química da vida
Componentes da matéria viva
1. Elementos químicos predominantes
2. Tipos de ligações químicas
3. Substâncias Orgânicas: - Proteínas
- Lipídios
- Glicídios
- Ácidos Nucléicos
4. Sais Minerais
5. Água
Elementos químicos predominantes
Matéria Orgânica: matéria que forma os seres vivos.
Presença constante de certos elementos químicos:
98% da massa corporal da maioria dos seres vivos:
CHONPS
Carbono
Hidrogênio
Oxigênio
Enxofre
Fósforo
Nitrogênio
2% restantes: elementos químicos diversos (Ca, Fe, Zn, Na, ...)
Tipos de Ligações Químicas
Natureza = átomos dos elementos químicos = unidos (raramente isolados)
Unidos = Ligações Químicas = Formando substâncias que constituem os
seres vivos = Substâncias Orgânicas
Substâncias Orgânicas: Proteínas, Lipídios, Glicídios e Ácidos Nucleicos.
Ligações Químicas: Covalentes e Iônicas.
Tipos de Ligações Químicas
Ligação Covalente
Átomos unem-se através do compartilhamento de pares de elétrons,
formando moléculas.
As moléculas de todas as substâncias orgânicas apresentam esse
tipo de ligação.
Tipos de Ligações Químicas
Ligação Iônicas
Atração de íons de cargas elétricas opostas.
Transferência de um ou mais elétrons de um átomo para o outro.
Átomo que cede: carga elétrica
positiva (Cátion)
Átomo que recebe: carga
elétrica negativa (Ânion)
Cátions e ânions: Íons
Substâncias Orgânicas
Formadas por átomos de carbono unidos em sequência.
Cadeias carbônicas:
• Constituem o “esqueleto” básico da molécula orgânica;
• Ligam dezenas e até milhares de átomos;
• Ligam átomos de outros elementos químicos (principalmente
H, O, e N);
• Versatilidade do carbono: torna possível a vida em nosso
planeta (grande variedade de moléculas orgânicas).
Cadeias Carbônicas
Cadeias Carbônicas
Ligações Químicas
Composição da matéria viva
Substâncias Orgânicas: 15 a 25% da massa de qualquer ser vivo
Proteínas: 10 a 15%
Lipídios: 2 a 3%
Glicídios: 1%
Ácidos Nucléicos: 1%
Água: 75 a 85%
Sais Minerais: 1%
Ex: pessoa de 60 Kg = desidratada = 12 Kg de substância orgânicas
0,500 g sais minerais
Sais Minerais
Substâncias inorgânicas formadas por íons.
 Enquanto as vitaminas são perecíveis, os minerais ficam até mesmo depois
da morte: voltam à terra, onde penetram nas plantas que comemos,
reiniciando seu ciclo em nossas vidas.
 Os elementos minerais são aqueles componentes dos tecidos animais e
vegetais que constituem as cinzas ou seja, o resíduo que fica depois de
haver queimado a parte orgânica da matéria viva.
 Os elementos minerais assim como a água e as vitaminas não aportam
energia ao organismo, mas se encontram no organismo desempenhando
uma ou várias funções.
 Como componentes dos alimentos, os minerais, além de sua importância
fisiológica, participam no sabor, ativam ou inibem a catálise enzimática e
outras reações que influem na textura dos alimentos.
Classificação dos Sais Minerais
Segundo a participação dos elementos na constituição das
cinzas, podemos classificar os minerais em:
MACROELEMENTOS:
São os elementos principais: C, H, O, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, ...
MICROELEMENTOS:
São os elementos menores, também chamados oligoelementos:
Fe, Zn, Cu, Co, F, Cr, Mn, Mo, Se, ...
OBS.:
A quantidade em que um elemento mineral está presente no
organismo não é um índice de sua importância funcional, assim o Cobre, o
Zinco e o Iodo, que se encontram em pequena quantidade, desempenham
funções vitais essenciais ao nosso organismo.
Alguns Sais Minerais
Pirâmide Alimentar
Pirâmide Alimentar
Sais Minerais como reguladores
Para regular o equilíbrio ácido-base, a excitabilidade neuromuscular e
para manter e regular propriedades físicas da matéria orgânica (viscosidade,
pressão osmótica), os sais minerais são de suma importância.
pH (potencial hidrogeniônico):
- Concentração relativa de íons H+
- Corresponde ao nível de acidez de um meio;
- Extremamente importante para o funcionamento dos seres vivos;
- Muitas reações químicas essenciais à vida só ocorrem se esse potencial estiver
favorável;
- pH fisiológico = 7
Ex: certos íons regulam a concentração de íons de H+ no meio celular, ou seja,
neutralizam íons de H+ em excesso.
Escala Logarítmica do pH
ÁGUA E OS SERES VIVOS
Solvente Universal
Dissolve (separa) = Grande variedade de substâncias químicas:
Sais
Gases
Glicídios
Aminoácidos
Proteínas
Ácidos Nucléicos
Possuem cargas elétricas
em suas moléculas
ÁGUA E OS SERES VIVOS
H2O
Polo + e -
Substâncias que interagem
Eletricamente
polarizada
Atua como um
Pequeno imã
Moléculas com
cargas elétricas
Água como solvente
Ponto de vista químico: dissolver consiste em separar, por meio de um solvente,
os agregados ou cristais que formam determinada substância.
Substâncias Hidrofílicas (hidro = água; philos = amigo)
Ex: sal ou açúcar = copo com água = moléculas se misturam = dissolvendo a união
Água como solvente
Água = solvente
Solução Aquosa
Substância dissolvida = soluto
Água como solvente
Soluções aquosas:
Citosol
Solutos: glicídios, proteínas, sais minerais, etc...
Sangue
Água como solvente
Substâncias Hidrofóbicas (hidro = água; phobos = medo)
Substâncias
Apolares
Gorduras
Moléculas sem
cargas elétricas
não dissolvem em H2O
Não interagem
Água como solvente
Para limpar as mãos sujas de graxa, utiliza-se a gasolina, pois ambas são substâncias orgânicas apolares
Água nas reações químicas
Reação química: transformação de uma ou mais moléculas (reagentes),
em moléculas de outra ou outras substâncias (produtos).
Água nas reações químicas
Reagente: reações de hidrólise (hydro = água; lise = quebra), quebra pela água.
Ex: reação de digestão (tubo digestório).
Água nas reações químicas
Produto: reações de condensação ou síntese por desidratação (união de
moléculas).
Ex: aminoácidos de compõem as proteínas.
FIM!