Classificação e Composição da Estrutura Celular: Fundamentos da Vida na Terra

DESCRIÇÃO Classificação e composição da estrutura celular como elementos fundamentais para a existência da vida na Terra PROPÓSITO Compreender a classificação celular e as substâncias orgânicas e inorgânicas presentes nas células é fundamental no estudo das Ciências Biológicas para compreensão dos processos fisiológicos em nível celular e de organismo OBJETIVOS MÓDULO 1 Relacionar a importância do estudo do Universo ao estudo dos seres vivos MÓDULO 2 Descrever a classificação das células MÓDULO 3 Identificar as substâncias inorgânicas que compõem a célula MÓDULO 4 Identificar as substâncias orgânicas que compõem a célula INTRODUÇÃO A célula é a unidade básica de qualquer ser vivo que sempre vai se originar de outra preexistente seja de uma planta um animal um cogumelo ou uma bactéria As características da sua estrutura e função combinadas e atuando de forma complementar possibilitam a diversidade de organismos que conhecemos e que eles vivam sob as mais distintas condições Descobriremos que tanto a estrutura quanto a função estão relacionadas às características químicas que fazem com que todo o organismo funcione Veremos como as células surgiram na Terra em um ambiente primitivo e inóspito dando origem aos primeiros organismos vivos A partir daí conheceremos os níveis de complexidade da matéria viva Veremos ainda que as diferenças entre os tipos de células quanto à estrutura ou à função geraram uma classificação que facilita a identificação e reconhecimento entre os seres vivos MÓDULO 1 Relacionar a importância do estudo do Universo ao estudo dos seres vivos ELEMENTOS BÁSICOS A humanidade há muito busca entender a origem de tudo plantas animais rochas o Universo e do lugar onde vivemos A teoria mais aceita na atualidade para a origem do Universo ainda é a do Big Bang que leva em consideração que o Universo não é estático e está em expansão constante Estimase que o Big Bang ocorreu há cerca de 137 bilhões de anos a partir de uma enorme explosão A formação das galáxias aconteceu após o resfriamento e escurecimento do Universo e com a formação e acúmulo de átomos de hidrogênio De dentro das galáxias começaram a se formar as estrelas Imagem Shutterstockcom Durante bilhões de anos explosões sucessivas ocorridas nas estrelas foram espalhando elementos químicos pesados compondo nebulosas responsáveis pela formação dos sistemas planetários assim como o Sistema Solar onde vivemos O Sistema Solar e com ele a Terra formouse há 46 bilhões de anos Imagem Shutterstockcom Representação do Sistema Solar A Terra era como uma bola de fogo com superfície extremamente quente de consistência liquefeita com alta atividade vulcânica e emissão de gases para a atmosfera principalmente CO2 Essas condições não propiciaram a existência de qualquer forma de vida até 36 bilhões de anos conforme indicam os registros fósseis Imagem Shutterstockcom Representação da Terra recémformada Mas como esses organismos surgiram já que não havia oxigênio na atmosfera as temperaturas eram elevadas e não havia água Vamos compreender isso Todas as coisas no Universo inclusive você tudo o que consegue observar neste momento e até o ar que o envolve são formadas por elementos químicos em diferentes combinações e concentrações possibilitando formas texturas aromas cores rigidez força que caracterizam cada uma delas Vamos começar pelos átomos ÁTOMOS Os átomos recebem esse nome por serem considerados na época em que foram descritos a menor partícula existente e que não poderia ser dividida O termo vem do grego atomos em que a significa não e tomo divisão Embora inicialmente tenha sido considerado indivisível atualmente sabemos que é possível dividilo em partículas ainda menores como prótons elétrons e nêutrons e que estes também podem ser divididos Conhecemos atualmente 118 diferentes elementos químicos formados por átomos que estão representados na tabela periódica de acordo com as suas propriedades Imagem Rottoni Wikimediacommons Licença CCBYSA40 Tabela periódica dos elementos Os átomos são responsáveis por toda matéria existente no Universo e são formados por um núcleo onde estão os prótons e nêutrons Esse núcleo é rodeado por uma nuvem de elétrons segundo o modelo atômico de Schrödinger SCHRÖDINGER Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger foi um físico teórico austríaco que nasceu em Viena Erdberg em 12 de agosto de 1887 e faleceu em 4 de janeiro de 1961 Imagem Shutterstockcom Representação de um átomo Os átomos combinamse entre si formando estruturas mais complexas as moléculas MOLÉCULAS As moléculas são estruturas de complexidade variável formadas pela união de dois ou mais átomos iguais ou não por ligações covalentes Apresentam duas características básicas a estabilidade e a neutralidade elétrica As moléculas podem ser representadas por uma fórmula molecular por meio da representação de seus elementos ou de forma estrutural LIGAÇÕES COVALENTES Também chamadas de ligações moleculares são ligações químicas em que os átomos compartilham um ou mais pares de elétrons com objetivo de garantir a estabilidade das moléculas Imagem Shutterstockcom Molécula Oxigênio Fórmula molecular O2 Imagem Shutterstockcom Molécula Ozônio Fórmula molecular O3 Imagem Shutterstockcom Molécula Água Fórmula molecular H2O Imagem Shutterstockcom Molécula Dióxido de carbono Fórmula molecular CO2 As moléculas de oxigênio formam o gás que respiramos quando são constituídas por 2 átomos enquanto o ozônio que forma a camada que protege a Terra contra o excesso de raios UV é formado por 3 átomos de oxigênio O dióxido de carbono é fundamental para que os organismos fotossintetizantes realizem a fotossíntese e transformem a energia luminosa em energia química Por fim a água que é formada pela união de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio é tão importante que chega a ser responsável por mais da metade de toda a matéria viva A combinação desses elementos forma moléculas cada vez mais complexas que são responsáveis pela construção do que conhecemos inclusive a própria vida Temos ainda um grupo particular as moléculas orgânicas Sem elas não há vida da forma como conhecemos ORIGEM DA VIDA Os elementos existentes no Universo podem se combinar de muitas formas Dentre elas são possíveis organizações compatíveis com a vida Ao longo da história cientistas buscam essa origem e muitas teorias foram propostas para explicar como e por que a vida surgiu na Terra Vamos aqui abordar algumas delas TEORIA DA ABIOGÊNESE Também chamada de Teoria da geração espontânea afirmava que os seres vivos surgiam espontaneamente da matéria bruta pelo fato de existir nela uma força vital capaz de gerar a vida Experimentos foram realizados para a comprovação dessa teoria EXEMPLO Temos neste caso um exemplo bem conhecido quando deixaram em um ambiente vazio roupas sujas e grãos como os de trigo e após alguns dias foram encontrados ratos no local Atualmente essa teoria parece absurda mas foi aceita por muitos anos TEORIA DA BIOGÊNESE Postulava que um ser vivo viria de outro ser vivo preexistente Muitos experimentos foram realizados na tentativa de refutar a Teoria da Abiogênese O biólogo italiano Francesco Redi 16261697 no século XVII foi um dos primeiros a questionála e realizou um experimento utilizando diferentes frascos de vidro com pedaços de carne Alguns foram fechados com gaze outros tampados e alguns ficaram abertos Ao final do experimento nos frascos abertos onde as moscas tinham livre acesso para pousar surgiram larvas enquanto naqueles que estavam fechados não houve o surgimento de nenhuma O pesquisador concluiu que as larvas eram uma forma inicial das moscas e que estas não surgiam dos pedaços de carne Imagem Shutterstockcom Experimento de Francesco Redi Pesquisas continuaram sendo feitas com a aplicação da Teoria da Biogênese com o intuito de explicar o surgimento de microrganismos A resposta para essa questão apareceu muitos anos depois no século XIX quando o cientista francês Louis Pasteur 18221895 realizou seus experimentos que consistiam em colocar um material nutritivo em frascos com os gargalos curvados onde esse material manteria o contato com o ar mas ficaria longe de poeira e outras partículas presentes nele O material era fervido de modo a garantir que nenhum microrganismo estivesse vivo dentro dos frascos Imagem Shutterstockcom Experimento de Louis Pasteur Como resultado em nenhum dos frascos apareceram microrganismos já que estes ficavam retidos nos gargalos curvos Para a comprovação alguns frascos tiveram os gargalos quebrados e após alguns dias apresentaram microrganismos enquanto os outros não Com esse experimento Pasteur provou que a Teoria da Abiogênese estava errada CRIACIONISMO Na tentativa de explicar a origem da vida os religiosos afirmam que Deus é o responsável pela criação do Universo e por todos os seres que nele vivem como é descrito na Bíblia em Gênesis Essa teoria é chamada de Criacionismo e é ligada à crença religiosa não sendo aceita pela comunidade científica porque ela afirma que os seres vivos foram criados exatamente como são hoje imutáveis e evidências científicas mostram que os organismos mudam com o passar do tempo TEORIA DA PANSPERMIA Essa teoria afirma que a origem da vida não teria ocorrido na Terra e sim em algum outro lugar no Espaço sendo transportada por meteoros que aqui colidiram trazendo esporos que encontraram um ambiente favorável dando origem a formas de vida primitivas Essa teoria ganhou um pouco mais de força quando foram encontrados compostos orgânicos em amostras de meteorito mas perdeu espaço por não explicar como a vida teria surgido em outro lugar do Universo Imagem Shutterstockcom TEORIA DE OPARIN E HALDANE Atualmente temos como teoria mais aceita a de Oparin e Haldane que explica como compostos inorgânicos se organizaram de modo a dar origem aos seres vivos OPARIN E HALDANE Aleksandr Ivanovich Oparin foi um biólogo e bioquímico nascido na Rússia em 2 de março de 1894 Ele faleceu em 21 de abril de 1980 John Burdon Sanderson Haldane foi um biólogo e geneticista britânico nascido em 5 de novembro de 1982 e falecido em 1º de dezembro de 1964 Nessa hipótese a Terra em seus primórdios estaria repleta de amônia hidrogênio metano e vapor de água que eram liberados constantemente pela intensa atividade vulcânica à época O vapor de água condensava e a água voltava ao solo na forma líquida como chuva e ao tocar a superfície quente do planeta voltava a evaporar iniciandose o ciclo de chuvas Toda essa movimentação de elementos acabou por contribuir com a alteração climática da atmosfera fazendo com que a temperatura da Terra diminuísse gradativamente Pela combinação do resfriamento da crosta terrestre com as descargas elétricas e as radiações solares os elementos presentes na atmosfera começaram a se combinar com outros um pouco mais complexos formando assim os primeiros compostos orgânicos os aminoácidos Esses compostos eram levados por meio das chuvas para os oceanos que começaram a se formar a partir do momento que a temperatura do planeta foi diminuindo permitindo o acúmulo de água Esses aminoácidos foram se acumulando nos oceanos primitivos e começaram a se combinar em compostos chamados de proteinoides semelhantes às proteínas que conhecemos atualmente Novas reações foram acontecendo ao longo do tempo e esses compostos se organizaram de forma a parecerem vesículas denominadas de coacervados Com o tempo os coacervados ficaram mais estáveis e complexos sendo capazes de controlar suas próprias reações químicas e realizar trocas com o meio externo Conforme a complexidade dos coacervados foi aumentando eles provavelmente foram se aperfeiçoando ao ponto de formar lipídios proteínas e ácidos nucleicos sendo assim considerados os primeiros seres vivos Imagem Shutterstockcom Coacervados No século XX foi realizado um experimento a fim de comprovar a Teoria de Oparin e Haldane em que foi simulada a atmosfera primitiva da Terra rica em metano amônia hidrogênio e vapor de água Foi possível criar diversas moléculas de aminoácido alanina e glicina assim como ureia e ácido fórmico Isso comprovou que compostos orgânicos poderiam ter surgido por reações químicas a partir dos elementos presentes na atmosfera COMO OS PRIMEIROS ORGANISMOS SE ALIMENTAVAM Outras questões ainda foram levantadas a respeito da origem dos seres vivos como a discussão de qual maneira os primeiros organismos se alimentavam Isso gerou duas hipóteses A primeira diz que esses organismos seriam heterotróficos e se alimentariam de matéria orgânica simples dispersa no ambiente realizando o processo de fermentação Logo eram fermentadores por serem muito simples para conseguir sustentar reações complexas como a fotossíntese por exemplo No lado oposto temos a hipótese de que os organismos primitivos seriam autotróficos capazes de produzir moléculas nutritivas a partir da energia de reações de compostos inorgânicos presentes nas rochas sendo assim quimiolitoautotróficos Nessa hipótese levam em consideração que não haveria matéria orgânica suficiente para a manutenção de organismos heterotróficos CONDIÇÕES PARA O SURGIMENTO E MANUTENÇÃO DA VIDA NA TERRA Atualmente são consideradas as seguintes condições para o surgimento e manutenção da vida na Terra Imagem Shutterstockcom A distância que a Terra está do Sol parece a ideal para a vida visto que não vemos outras formas de vida nos demais planetas no Sistema Solar A Terra não está muito perto do Sol garantindo que a temperatura permita que a água não evapore por completo nem longe demais para que ela congele Assim é possível a forma líquida um dos elementos mais importantes para a vida como conhecemos já que todos os processos biológicos ocorrem em meio aquoso como reveremos mais adiante Imagem Shutterstockcom O impacto que ocorreu logo que a Terra se formou originando a Lua que exerce força de gravidade mantendo a inclinação do eixo da Terra e a estabilidade do clima Além disso a Lua promove a subida e a queda periódica do mar por meio das marés causando a migração de organismos entre diferentes regiões Imagem Shutterstockcom O campo magnético gerado pelo núcleo metálico da Terra atua como um escudo contra radiações cósmicas Imagem Shutterstockcom As atividades tectônicas e o vulcanismo como resultado dos movimentos do manto fluido Devemos lembrar que as atividades de vulcões contribuíram com emissões de CO2 e HS gases utilizados pelos primeiros organismos unicelulares para se nutrirem Além disso as emissões volumosas e constantes de CO2 permitiram o efeito estufa que mantém o clima estável e a temperatura em condições favoráveis à manutenção da vida A VIDA NO SISTEMA SOLAR A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre as características dos planetas do Sistema Solar que impedem a existência de vida VERIFICANDO O APRENDIZADO 1 A ORIGEM DA VIDA EM NOSSO PLANETA SEMPRE DESPERTOU A CURIOSIDADE DE CIENTISTAS DESDE MUITO TEMPO VÁRIAS FORAM AS TEORIAS QUE SURGIRAM ENVOLVENDO DIFERENTES LINHAS DE PENSAMENTO UMA DESSAS TEORIAS DIZ QUE A VIDA SURGIU FORA DA TERRA E CHEGOU AQUI TRAZIDA POR METEOROS QUE SE CHOCARAM COM NOSSO PLANETA ESTA TEORIA É CONHECIDA COMO A Criacionismo B Geração espontânea C Abiogênese D Panspermia E Biogênese 2 MUITAS FORAM AS TEORIAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA NA TERRA INCLUSIVE A DE QUE A VIDA TERIA VINDO DO ESPAÇO ATUALMENTE A HIPÓTESE MAIS ACEITA É A DE QUE AS PRIMEIRAS FORMAS DE VIDA SE FORMARAM PELA COMBINAÇÃO DE COMPONENTES QUÍMICOS DA ATMOSFERA PRIMITIVA ENTRETANTO AINDA HÁ DISCUSSÕES SOBRE COMO OS PRIMEIROS ORGANISMOS SE ALIMENTAVAM SOBRE ISSO LEIA AS ASSERÇÕES A SEGUIR ANALISEAS E MARQUE A OPÇÃO CORRETA ASSERÇÃO I UMA DAS HIPÓTESES SOBRE COMO OS PRIMEIROS ORGANISMOS SE ALIMENTAVAM É DE QUE SERIAM FORMAS DE VIDA AUTOTRÓFICAS PORQUE ASSERÇÃO II OS PRIMEIROS ORGANISMOS JÁ TERIAM COMPLEXIDADE PARA REALIZAR FOTOSSÍNTESE A As asserções I e II são verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I B As asserções I e II são verdadeiras e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I C A asserção I é verdadeira e a asserção II é falsa D A asserção I é falsa e a asserção II é verdadeira E As asserções I e II são falsas GABARITO 1 A origem da vida em nosso planeta sempre despertou a curiosidade de cientistas desde muito tempo Várias foram as teorias que surgiram envolvendo diferentes linhas de pensamento Uma dessas teorias diz que a vida surgiu fora da Terra e chegou aqui trazida por meteoros que se chocaram com nosso planeta Esta teoria é conhecida como A alternativa D está correta Panspermia é uma teoria que se baseia na ideia de que as partículas fundamentais ao surgimento da vida chegaram aqui a partir do Espaço 2 Muitas foram as teorias sobre a origem da vida na Terra inclusive a de que a vida teria vindo do Espaço Atualmente a hipótese mais aceita é a de que as primeiras formas de vida se formaram pela combinação de componentes químicos da atmosfera primitiva Entretanto ainda há discussões sobre como os primeiros organismos se alimentavam Sobre isso leia as asserções a seguir analiseas e marque a opção correta Asserção I Uma das hipóteses sobre como os primeiros organismos se alimentavam é de que seriam formas de vida autotróficas PORQUE Asserção II Os primeiros organismos já teriam complexidade para realizar fotossíntese A alternativa C está correta Uma das hipóteses sobre a forma de alimentação dos primeiros organismos formados na Terra primitiva é de que seriam autotróficos mas que não eram capazes de realizar fotossíntese por não possuírem a estrutura complexa para tal Eles produziriam o seu alimento a partir de energia de reações de compostos inorgânicos presentes nas rochas sendo quimiolitoautotróficos MÓDULO 2 Descrever a classificação das células HISTÓRICO DA DESCOBERTA E ESTUDOS DAS CÉLULAS 1663 O cientista inglês Robert Hook 16351703 encontrou pela primeira vez cavidades em lâminas de cortiça observadas ao microscópio que ele inventou Ele denominou as cavidades da cortiça como células derivado do latim cella que significa pequeno compartimento em seu livro Micrografia de 1665 1665 Outros cientistas descreveram também células observadas principalmente em diferentes tecidos de vegetais Essas observações se estenderam ao longo dos anos 1670 O microscopista Leeuwenhoeck 16321723 observou pela primeira vez células animais as hemácias Por serem muito menores do que as células vegetais não foram chamadas inicialmente de células mas de glóbulos 1700 Leeuwenhoeck observa o núcleo pela primeira vez mas não imaginava que fizesse parte das células SÉCULO XVIII Após mais de um século de estudos microscópicos de tecidos principalmente de vegetais havia um consenso de que todos os vegetais seriam formados por células 1774 Cientistas começaram a perceber a presença de substância viscosa no interior de diferentes células animais que chamaram de glóbulos 1780 O núcleo passou a ser considerado parte da célula e foi descrito pela primeira vez o nucléolo 1788 Cientistas descreveram substância viscosa em células vegetais similar à encontrada nas células animais reforçando a ideia de que animais e vegetais deveriam possuir células similares 1836 É reconhecida a presença de núcleo em todas as células humanas exceto nas hemácias 1839 O médico alemão Theodor Schwann 18101882 afirmou que todos os tecidos animais e vegetais são formados por células estabelecendo a base da Teoria Celular Ele afirmou ainda que as células teriam uma atividade plástica e outra metabólica 1860 A substância viscosa recebeu o nome de protoplasma levantando a ideia de que estaria presente em todos os organismos Como acabamos de estudar os avanços nas observações das células ocorreram ao longo de mais de 300 anos mas ao mesmo tempo eram observados aprimoramentos dos equipamentos de observação os microscópios Logo não seria possível chegar ao que conhecemos atualmente sobre as células sem os avanços tecnológicos TEORIA CELULAR A Teoria Celular de Theodor Schwann afirma que todos os tecidos animais e vegetais são formados por células e que elas possuem funções plásticas e metabólicas Conforme essa ideia foi sendo aceita outras pesquisas foram sendo feitas para entender como as células surgiam Foi verificado depois de muitas observações que uma célula apenas pode surgir de outra célula preexistente Imagem Shutterstockcom Célula animal A teoria celular está ancorada em três pressupostos Todos os seres vivos são constituídos por células As células são o centro dos processos fundamentais à vida entendendose aqui a expressão e transmissão de características hereditárias e as reações químicas metabólicas Todas as células são formadas a partir de outra preexistente Dentro de sua estrutura as células carregam as informações genéticas o DNA que determinará como ela deverá ser individualmente e como componente de uma espécie Essas informações são passadas entre as gerações pelos processos de divisão celular que todos os seres vivos realizam VÍRUS Os vírus não são capazes de se multiplicar sozinhos só executam esse processo enquanto parasitam uma célula Eles usam a estrutura celular para produzir as moléculas que formarão novos vírus Não possuem todas as estruturas e enzimas necessárias para a formação de novos vírus Portanto são considerados parasitas intracelulares obrigatórios Induzem a célula parasitada a sintetizar as moléculas virais no lugar das moléculas da própria célula Apresentam uma relação bastante específica com o tipo celular que atacarão EXEMPLO Vírus de vegetais não atacam células animais e viceversa Porém alguns vírus de vegetais conseguem invadir células de insetos permitindo a disseminação do vírus para outras plantas Temos ainda os vírus que infectam bactérias conhecidos como bacteriófagos Com isso no que tange à Teoria Celular os vírus não são considerados seres vivos sendo classificados como pertencentes ao grupo dos vírus TODAS AS CÉLULAS TÊM A MESMA ESTRUTURA Já sabemos que as células são diferentes entre si mas considerando o que está estabelecido na Teoria celular surgem duas indagações Todas as células possuem a mesma estrutura Qual a estrutura mínima necessária para que a célula corresponda à Teoria Celular As células não apresentam a mesma estrutura mas têm todas as características e aparatos necessários para corresponderem ao que está estabelecido na Teoria Celular Existem células extremamente simples e outras muito complexas Isso não quer dizer que uma seja mais importante do que a outra EXEMPLO As bactérias são um tipo de célula bem simples mas que é autossuficiente e ainda capaz de causar enormes estragos em muitos organismos vivos Vamos entender então como é a estrutura das células a partir de agora CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES Entre todos os organismos vivos encontramos células de estruturas formas e tamanhos muito diversos A estrutura e a forma estão relacionadas às moléculas que compõem as células e podem variar bastante Entretanto as diferentes formas encontradas nas células dos organismos pluricelulares tendem a ser estáveis ou fixas em condições normais podendo variar conforme sejam atingidas por fatores adversos EXEMPLO Os eritrócitos humanos variam de forma em indivíduos portadores de anemia falciforme O tamanho das células pode variar de poucos micrômetros de diâmetro ou de comprimento como ocorre na maioria dos organismos mas podem atingir alguns centímetros como na alga Acetabularia ou chegar a um metro de comprimento como em algumas fibras nervosas humanas Apesar de toda essa diversidade em todos os organismos vivos que conhecemos encontramos dois tipos básicos de células as células procariontes e as células eucariontes Essa classificação tem relação com a estrutura celular com maior complexidade nas células eucariontes em relação às procariontes CÉLULAS PROCARIONTES O termo procarionte vem dos termos gregos pro primeiro e karyon núcleo Os seres vivos com células procariontes recebem a denominação de procariotos ou procariontes são unicelulares e pertencem aos domínios Bacteria e Archaea Ou Arquea Vamos estudar as características da célula procariótica ENVOLTÓRIO Podemos encontrar em algumas células uma camada mais externa denominada cápsula formada de polissacarídeos Polímeros de açúcar que protege a célula contra a dessecação e permite aos procariontes se ligarem uns aos outros e a se aderirem em superfícies Em procariontes patogênicos a cápsula protege o patógeno do sistema de defesa do organismo infectado A parede celular é um envoltório presente em todos os procariontes Ela é bastante rígida responsável pela forma das células e proteção mecânica impedindo que a célula se rompa caso absorva muita água Nas bactérias é constituída de peptidoglicana enquanto nas arqueas é composta principalmente por pseudopeptidoglicana ou proteínas Abaixo da parede celular de todos os procariontes existe uma membrana plasmática constituída por uma bicamada fosfolipídica A membrana plasmática é uma barreira permeável e tem função no transporte de moléculas para dentro e para fora da célula Ela pode apresentar invaginações no citoplasma denominadas mesossoma ou ainda algumas membranas paralelas associadas à clorofila ou outros pigmentos responsáveis por captação de luz nas células que realizam fotossíntese FOSFOLIPÍDICA O fosfolipídio é formado por uma molécula de glicerol ligado a uma cabeça de fosfato e a duas caudas de ácidos graxos Imagem Shutterstockcom Estrutura do envoltório de Escherichi colli uma bactéria Nas arqueas encontramos uma característica na membrana plasmática que as difere das bactérias e dos eucariontes em espécies que colonizam fontes de águas ferventes as caudas de fosfolipídios opostos na bicamada se unem formando uma só camada Essa estrutura em monocamada fosfolipídica proporciona estabilidade à membrana em altas temperaturas Imagem Franciscosp2 wikicienciascasadascienciasorg Bicamada fosfolipídica presente em bactérias e eucariontes Imagem Franciscosp2 wikicienciascasadascienciasorg Monocamada fosfolipíica das arqueas As células procarióticas podem apresentar ainda apêndices no seu envoltório que têm função de aderir as células às superfícies permitem movimentos da célula ou transferência de DNA entre as células Imagem Shutterstockcom Apêndices bacterianos São dos seguintes tipos FÍMBRIAS Permitem a adesão das células às superfícies PILI Mais longos do que as fímbrias e podem ter função na transferência de DNA entre células durante a conjugação ou auxiliar na locomoção das bactérias no ambiente CONJUGAÇÃO Processo pelo qual bactérias se unem e formam um tubo através do pili por onde ocorre a transferência de DNA entre elas FLAGELOS Apêndices encontrados em menor quantidade com função de movimentos rotatórios em ambiente aquoso O material genético é constituído por um só cromossomo circular localizado em uma região chamada de nucleoide Muitos procariontes além do cromossomo circular têm pequenos anéis de DNA chamados de plasmídeos Eles podem ser copiados dentro da própria célula de forma independente do cromossomo circular e ser transferidos para outras células procariontes Imagem Shutterstockcom Material genético em célula procarionte CITOPLASMA As células procarióticas possuem o material genético imerso no conteúdo celular que chamamos de citoplasma Essa é a principal característica que as distingue das células eucarióticas Imagem Shutterstockcom Estrutura bacteriana Outra característica das células procariontes é a carência de compartimentos membranosos individualizados no citoplasma onde são encontrados ribossomos dispersos ligados a moléculas de RNA mensageiro CÉLULAS EUCARIONTES O nome eucarionte em grego significa verdadeiro eu e núcleo karyon Isso quer dizer que possuem um núcleo verdadeiro onde os cromossomos estão separados do citoplasma por um envoltório nuclear Essa é a principal diferença entre procariontes e eucariontes A membrana plasmática é a parte mais externa das células de muitos organismos exceto fungos e plantas É o envoltório que delimita a célula e separa o citoplasma do meio extracelular servindo para manter constante a sua individualidade Imagem Shutterstockcom Membrana Plasmática Apresenta entre 7nm e 10nm de espessura podendo ser observada em eletromicrografia como duas linhas escuras separadas por uma linha clara Essa estrutura organizacional é comum às demais membranas encontradas na célula Está morfologicamente estruturada como uma bicamada fosfolipídica e proteínas diversas Na face externa da membrana é encontrado o glicocálice formado pelas porções glicídicas dos glicolipídios e das proteínas ATENÇÃO A parede celular está presente nas células vegetais sendo uma das principais características que as diferenciam das células animais Seu principal componente é a celulose Nos fungos as células também possuem parede celular porém o principal componente é a quitina A parede celular é um componente de resistência mecânica do envoltório celular CITOPLASMA E NÚCLEO As células eucarióticas são compartimentalizadas apresentando duas regiões morfológicas distintas o citoplasma e o núcleo que estão separados pelo envoltório nuclear também chamada de carioteca pelo qual há um fluxo constante de moléculas diversas entre as duas regiões nos dois sentidos No citoplasma dos eucariotos encontramos organelas membranosas como retículo endoplasmático mitocôndrias lisossomos peroxissomos aparelho de Golgi além de substâncias diversas como grânulos de glicogênio e gotas lipídicas O espaço entre essas estruturas é preenchido pela matriz citoplasmática que também é conhecida como citosol A matriz citoplasmática é composta por água diferentes íons aminoácidos precursores dos ácidos nucleicos enzimas e outras moléculas importantes para o metabolismo celular Ainda possui microfibrilas e microtúbulos responsáveis pela movimentação citoplasmática Um ponto de destaque no que diz respeito à diferença entre procariontes e eucariontes é a ausência do citoesqueleto nos procariotos Em eucariotos o citoesqueleto tem como função os movimentos e a forma celular que muitas vezes é altamente complexa A morfologia simples apresentada pelos procariotos normalmente esférica ou em bastonete é mantida unicamente pela parede celular que é sintetizada no citoplasma e agregada à face externa da membrana celular A diferença mais marcante entre os dois tipos é a pobreza de membranas observada nos procariotos O citoplasma dos eucariotos é subdividido em compartimentos membranosos e microrregiões no citoplasma com diferentes proteínas que executam funções especializadas Enquanto os procariotos são sempre organismos unicelulares os eucariotos podem ter organização pluricelular formando assim seres ainda mais complexos Na organização pluricelular as células não trabalham mais individualmente e sim em conjunto Cada uma adotando funções específicas para garantir o funcionamento ideal do organismo As células tendem a se especializar de tal forma que passam a depender do funcionamento das demais visto que o papel de cada uma é altamente específico A própria morfologia celular está relacionada ao tipo de função que a célula vai executar Nos organismos unicelulares o formato da célula tende a favorecer uma dinâmica compatível com o seu tipo de deslocamento no meio e forma de nutrição Nos pluricelulares a forma depende da função a ser executada e da pressão exercida por células vizinhas Notamos que não há uma forma padrão de célula tudo depende do modo como ela interage com o meio e com as células vizinhas Imagem Shutterstockcom Células eucariontes Entre os componentes citoplasmáticos merecem destaque os cloroplastos e o vacúolo duas organelas exclusivas das células vegetais Já o centríolo é uma estrutura presente nas células animais e ausente em células vegetais O núcleo dos eucariotos é individualizado por uma membrana chamada envoltório nuclear Este envoltório tem papel importante na compartimentalização dos cromossomos e na separação dos processos de transcrição e tradução durante a síntese de proteínas O núcleo portanto abriga o material genético das células representado por um número de cromossomos que varia de acordo com a espécie Diferentemente dos procariontes os cromossomos dos eucariontes têm formato de bastão e ocorrem aos pares na maioria das células Dentro do núcleo também encontramos o nucléolo com função de produzir ribossomos Está presente no núcleo ainda uma matriz nuclear com composição primordialmente proteica associada principalmente ao DNA Como acabamos de ver podemos classificar as células de uma forma bem ampla envolvendo todos os seres vivos em células procariontes e células eucariontes cuja principal diferença está na presença ou ausência de membrana delimitando um núcleo Entre as células eucarióticas é possível diferenciar células animais de células vegetais e fúngicas pela presença ou não de uma parede celular e pela constituição dessa parede Os componentes citoplasmáticos e nucleares estão envolvidos em processos metabólicos e de expressão gênica Todos serão vistos em detalhes mais adiante EVOLUÇÃO DOS MICROSCÓPIOS A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre a evolução dos microscópios ao longo do tempo e o impacto no estudo das células VERIFICANDO O APRENDIZADO 1 CONSIDERANDO O QUE ESTÁ DETERMINADO NA TEORIA CELULAR IDENTIFIQUE ENTRE OS ORGANISMOS A SEGUIR OS QUE NÃO SÃO CONSIDERADOS SERES VIVOS A Vírus B Bactérias C Fungos D Algas E Protozoários 2 A PAREDE CELULAR É UMA ESTRUTURA QUE ENCONTRAMOS EM TODAS AS CÉLULAS PROCARIONTES EM TODOS OS VEGETAIS E NOS FUNGOS QUE SÃO EUCARIONTES EMBORA A ESTRUTURA DA PAREDE SEJA RÍGIDA EM TODOS OS ORGANISMOS DANDO PROTEÇÃO MECÂNICA E MANTENDO A FORMA DAS CÉLULAS ESPECIALMENTE QUANDO HÁ ENTRADA DE ÁGUA A SUA CONSTITUIÇÃO TEM CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DIFERENTES MARQUE A OPÇÃO QUE DESCREVE CORRETAMENTE A DIFERENÇA ENTRE A PAREDE CELULAR DE BACTÉRIA E DE FUNGOS A As bactérias possuem parede celular constituída de peptidoglicana e os fungos de celulose B A parede celular das bactérias é constituída de celulose e a de fungos de peptidoglicana C As bactérias possuem parede celular constituída de peptidoglicana e os fungos de quitina D A parede celular das bactérias é constituída de celulose e a de fungos de quitina E As bactérias possuem parede celular constituída de quitina e os fungos de celulose GABARITO 1 Considerando o que está determinado na Teoria Celular identifique entre os organismos a seguir os que não são considerados seres vivos A alternativa A está correta Os vírus não podem ser considerados seres vivos pois não possuem células A Teoria Celular admite que todos os seres vivos são formados por elas Alguns pesquisadores consideram os vírus como seres vivos mesmo na ausência de células por eles serem capazes de reproduziremse e por apresentarem variabilidade genética 2 A parede celular é uma estrutura que encontramos em todas as células procariontes em todos os vegetais e nos fungos que são eucariontes Embora a estrutura da parede seja rígida em todos os organismos dando proteção mecânica e mantendo a forma das células especialmente quando há entrada de água a sua constituição tem características químicas diferentes Marque a opção que descreve corretamente a diferença entre a parede celular de bactéria e de fungos A alternativa C está correta A parede celular é um envoltório presente nas bactérias Arqueas e eucariontes Nas bactérias ela é constituída de peptidoglicana e nos fungos que são eucariontes ela é constituída de quitina MÓDULO 3 Identificar as substâncias inorgânicas que compõem a célula COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA A estrutura celular é formada basicamente por 4 elementos carbono hidrogênio oxigênio nitrogênio que se combinam para formar uma série de moléculas organizadas de forma muito específica Conhecer essas moléculas é indispensável para entendermos a biologia das células uma vez que as moléculas são os elementos primordiais para formação delas assim como as células são para os tecidos e organismos Imagem Américo Jr Dentre os elementos químicos que compõem a célula cerca de 75 a 85 corresponde à água 2 a 3 são os sais inorgânicos e o restante são os elementos orgânicos ÁGUA A água é o elemento mais abundante da célula com algumas exceções como células altamente especializadas de dentes ossos caules e sementes No entanto a quantidade de água no organismo é variável em relação ao nível de atividade metabólica celular e à própria idade do indivíduo Ela tem o papel de solvente natural para os íons e serve como meio para dispersão da maioria das macromoléculas É indispensável para o funcionamento metabólico já que todos os processos fisiológicos ocorrem exclusivamente em meio aquoso A estrutura molecular da água a torna fundamental para a vida Ela é morfológica e eletricamente assimétrica O ângulo formado pelos dois átomos de hidrogênio em relação ao de oxigênio é estimado a 1049 fazendo com que a estrutura molecular representada pela fórmula HOH não seja linear Essa conformação estrutural da molécula da água faz com que as cargas positivas e negativas fiquem organizadas de maneira irregular com uma extremidade concentrando as cargas positivas e a outra as negativas A molécula de água é um dipolo e é essa conformação que lhe confere todas as propriedades exclusivas Imagem Shutterstockcom Esquema da molécula de água Imagem Américo Jr Ligações de hidrogênio na água As moléculas de água funcionam como ímãs entre si e seu polo negativo é atraído pelo polo positivo de outras moléculas Dessa forma entre as moléculas de água são estabelecidas ligações de hidrogênio suficientes para manter a coesão das moléculas entre si Isso a mantém fluida e estável em condições ambientais normais PROPRIEDADES DA ÁGUA A natureza bipolar da água é o que faz dela um dos melhores solventes conhecidos Ela é capaz de dissolver muitas substâncias cristalinas em outros íons por sua tendência a se combinar a íons positivos ou negativos A capacidade de dissolver substâncias é tão importante que a água é considerada solvente universal As substâncias que possuem características polares parecidas com as da água são dissolvidas com facilidade como por exemplo o sal e o açúcar Outra propriedade importante é seu alto calor específico isto é para que sua temperatura se eleve é necessária uma quantidade muito alta de energia na forma de calor Para os seres vivos isso é extremamente importante pois mantém a estabilidade térmica EXEMPLO Pense num dia de calor muito forte na praia Enquanto a areia está escaldante a água do mar está fria refrescante porque a energia emanada do sol foi suficiente para subir rapidamente a temperatura da areia mas insuficiente para elevar a temperatura da água Seu alto calor específico de vaporização é outra propriedade fundamental para os seres vivos Essa propriedade está relacionada à energia necessária para promover a mudança de estado líquido em estado de vapor EXEMPLO Quando suamos as moléculas da água do suor se desprendem da superfície do nosso corpo na forma de vapor causando o resfriamento da superfície do nosso corpo Vamos conhecer as propriedades clicando nas palavras a seguir COESÃO A coesão é uma propriedade ligada à atração que uma molécula de água exerce sobre as outras em consequência das ligações de hidrogênio mantendo a água fluida e estável DIFUSÃO A difusão uma propriedade que observamos em meio aquoso é o movimento aleatório e espontâneo de uma substância de uma região de alta concentração para outra região de baixa concentração até que as concentrações das duas regiões fiquem iguais sem que haja gasto de energia Esse é o tipo de transporte dominante em nível celular É importante perceber que quanto mais curta a distância mais rápida será a difusão Encontramos nos sistemas vivos dois tipos de difusão Simples quando as moléculas da substância fluem livremente através da membrana Facilitada quando para as moléculas fluírem através da membrana é necessário que haja proteínas transmembranas que façam a passagem Imagem Shutterstockcom Transporte através de membrana por difusão Imagem Shutterstockcom Representação do fenômeno da osmose A osmose é o fluxo da água através de uma barreira seletiva como uma membrana por exemplo Nesse processo a água é quem se desloca da região de menor concentração para uma de maior concentração de soluto EXEMPLO Quando salgamos os peixes e carnes crus estamos impedindo que microrganismos deteriorem o alimento pois ao chegarem à superfície perderão água para o meio altamente salino e morrerão Como acabamos de ver a configuração da sua estrutura está relacionada a algumas funções para os seres vivos que vão desde o transporte meio para reações químicas até o controle de temperatura As reações químicas na célula possuem velocidade aumentada pela ação das enzimas e estas só funcionam na presença da água Nas reações de hidrólise a água participa como um reagente Além disso vimos que os processos de difusão e de osmose estão ligados ao equilíbrio das concentrações em áreas separadas por membranas Portanto esse é o processo natural CICLO DA ÁGUA A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre o ciclo da água MINERAIS Os minerais participam como constituintes de estruturas esqueléticas do corpo dos seres vivos Podem estar dissolvidos em água caso se dissociem em íons Os íons são espécies químicas átomos ou grupos de átomos que têm carga elétrica porque apresentam o número de prótons carga positiva diferente do número de elétrons carga negativa Eles são de extrema importância para o metabolismo celular São divididos em dois grupos os microminerais e os macrominerais devido às proporções encontradas dentro do organismo e às suas necessidades Os macrominerais são encontrados em proporções maiores enquanto os microminerais têm participação muito menor Para se ter uma ideia os microminerais representam menos de 1 do total de mineral em um animal Os principais íons para os organismos vivos são cálcio Ca fósforo P sódio Na cloro Cl potássio K magnésio Mg ferro Fe iodo I Cada um desses elementos realiza um papel importante no metabolismo celular Vamos falar um pouco sobre eles CA O cálcio está associado à estrutura de dentes e ossos participa do processo de contração muscular está envolvido no funcionamento de nervos e na coagulação sanguínea Podemos encontrálo em alimentos vegetais brócolis espinafre soja linhaça e outros assim como em derivados do leite e nas sardinhas P Na formação de dentes e ossos temos também a participação do fósforo Ele também é fundamental para a estruturação dos ácidos nucleicos Encontramos fósforo em diversos alimentos carnes bovina aves peixes e outras ovos derivados do leite feijões ervilhas e outros NA O sódio tem participação na regulação da homeostase celular e na transmissão de impulsos nervosos e na estrutura das membranas celulares É adquiro naturalmente nos alimentos que possuem sal como o sal marinho utilizado na preparação de refeições CL O cloro é um ânion do fluido extracelular Tem participação na regulação osmótica da célula junto com o sódio As concentrações de cloro são influenciadas pelas concentrações de sódio e potássio É possível verificar sua presença facilmente no ácido clorídrico do estômago participando do processo de digestão nos animais Encontramos o cloro combinado com o sódio no sal comum K Assim como o sódio e o cloro o potássio participa do equilíbrio osmótico da célula e do funcionamento das membranas É encontrado em frutas verduras feijão leite e cereais MG O magnésio participa de processos químicos com enzimas e vitaminas É fundamental na formação da clorofila pigmento fotossintetizante presente nos cloroplastos dos vegetais Também tem participação na formação de ossos nos animais e no funcionamento dos nervos e músculos É encontrado em alimentos como hortaliças de folhas verdes cereais peixes carnes ovos banana feijão e soja FE O ferro é um mineral essencial para a homeostase celular participa da síntese de DNA e do metabolismo energético Sua capacidade de receber e doar elétrons o torna fundamental para diversos processos metabólicos Nas mitocôndrias ele é importante para as enzimas da cadeia respiratória Também participa da fixação do nitrogênio Em alguns animais é parte da estrutura da hemoglobina que transporta gases nos eritrócitos na mioglobina e no citocromo É facilmente adquirido por meio de carnes ovos legumes e hortaliças de folhas verdes I Já o iodo atua nos processos de oxidação celular e pode interferir no metabolismo da água proteínas lipídeos e outros minerais É um elemento relativamente raro porém é encontrado em todos os tecidos animais em diferentes concentrações chegando a 04mgkg da massa do animal É encontrado em peixes e frutos do mar e por questões legislativas o sal de cozinha é iodado devido à importância deste mineral DOENÇAS CAUSADAS PELA DEFICIÊNCIA DE MINERAIS Como falamos os minerais participam de uma série de processos no metabolismo celular Isso faz com que em organismos mais complexos como o nosso possam apresentar diferentes problemas quando há falta de um ou mais minerais Vamos conhecer algumas doenças Imagem Shutterstockcom A osteoporose é uma doença causada pela redução da densidade óssea aumentando o risco de fraturas Essa doença ocorre em diversas espécies de animais e é mais frequente em indivíduos mais velhos É observada em animais que tem alimentação deficiente em cálcio e fósforo em que há um desgaste ósseo mais rápido do que a formação de osso O cálcio e o fósforo são elementos fundamentais na estrutura da matriz óssea O raquitismo é um transtorno da mineralização dos ossos devido à falta de vitamina D mas que também tem como causa a deficiência de cálcio fósforo ou falta de exposição ao sol As baixas taxas de cálcio e fósforo na matriz ósseo causam raquitismo em indivíduos jovens A diminuição da taxa de sódio na célula afeta diretamente a homeostase celular Em humanos a redução da quantidade de sódio tem consequências graves podendo levar a convulsões edema cerebral e até mesmo coma A doença causada pela diminuição do sódio no sangue é chamada de hiponatremia É mais frequente em indivíduos hospitalizados e tem como tratamento a reposição de sódio por meio de soro A deficiência de ferro é relativamente bem conhecida pela população já que temos os quadros de anemia A mais comum é por falta de ferro o que causa cansaço falta de ar palpitações dores de cabeça e outros sintomas É possível ter como origem hemorragias fluxo menstrual excessivo ou ainda ocorrer durante o período gestacional A falta desse mineral compromete a formação da hemoglobina proteína responsável pelo transporte de gases e consequentemente a produção de células sanguíneas Isso afeta a capacidade do organismo de atender às demandas dos tecidos por gases Imagem Shutterstockcom A falta de iodo pode causar o aumento da glândula tireoide que tem sua atividade aumentada e fica inchada chamada de bócio É facilmente observado pois há um inchaço na região do pescoço Suas causas são ausência de iodo ou mal funcionamento da tireoide como nos casos de hipertireoidismo ou hipotireoidismo VERIFICANDO O APRENDIZADO 1 A ÁGUA É O COMPONENTE MAIS ABUNDANTE ENCONTRADO NAS CÉLULAS DE ANIMAIS E VEGETAIS ALÉM DISSO QUANTO MAIS O ORGANISMO ENVELHECE MENOR O TEOR DE ÁGUA MAS HÁ ALGUNS ÓRGÃOS E ESTRUTURAS QUE TÊM CÉLULAS COM MENOR TEOR DE ÁGUA AINDA QUE O ORGANISMO SEJA JOVEM ENTRE OS VEGETAIS ENCONTRAMOS CÉLULAS COM BAIXO TEOR DE ÁGUA EM A Folhas e flores B Flores e sementes C Folhas e raízes D Caules e sementes E Folhas e caules 2 SOBRE AS FUNÇÕES DA ÁGUA COMO COMPONENTE CELULAR ANALISE AS ASSERTIVAS A SEGUIR I CAPAZ DE DISSOLVER VARIADAS SUBSTÂNCIAS II RESPONSÁVEL PELO TRANSPORTE DE DIVERSAS SUBSTÂNCIAS III IMPEDE A OCORRÊNCIA DE REAÇÕES QUÍMICAS IV IMPORTANTE FATOR DE REGULAÇÃO TÉRMICA DOS ORGANISMOS ESTÃO CORRETAS A I B I e II C III e IV D I II e IV E I III e IV GABARITO 1 A água é o componente mais abundante encontrado nas células de animais e vegetais Além disso quanto mais o organismo envelhece menor o teor de água Mas há alguns órgãos e estruturas que têm células com menor teor de água ainda que o organismo seja jovem Entre os vegetais encontramos células com baixo teor de água em A alternativa D está correta No caule encontramos tecidos constituídos basicamente por células mortas que formam os tecidos vasculares e de revestimento sendo tecidos bastante secos As sementes durante seu desenvolvimento perdem até 90 da água de suas células 2 Sobre as funções da água como componente celular analise as assertivas a seguir I Capaz de dissolver variadas substâncias II Responsável pelo transporte de diversas substâncias III Impede a ocorrência de reações químicas IV Importante fator de regulação térmica dos organismos Estão corretas A alternativa D está correta A água atua como meio ideal para a realização de diversas reações químicas nos organismos MÓDULO 4 Identificar as substâncias orgânicas que compõem a célula COMPONENTES ORGÂNICOS Cerca de 20 da composição de um ser vivo são elementos orgânicos a maior parte da composição é água e a menor elementos inorgânicos como vimos Temos como componentes orgânicos substâncias formadas a partir de cadeias carbônicas que apresentam diferentes funções São as vitaminas carboidratos lipídios proteínas enzimas e ácidos nucleicos VITAMINAS O termo vitamina é a denominação empregada para substâncias orgânicas necessárias em pequenas quantidades para as atividades metabólicas de um organismo Substâncias que o organismo não sintetiza com exceção da vitamina D As vitaminas são divididas em duas classes HIDROSSOLÚVEIS As hidrossolúveis que são as vitaminas solúveis em água LIPOSSOLÚVEIS As lipossolúveis que são as vitaminas solúveis em lipídeos Veja no quadro a seguir as vitaminas suas funções e principais fontes alimentares Vitaminas Onde se Ação no organismo encontra A Retinol Cenoura fígado ovos leite e derivados Evita a cegueira noturna e a xeroftalmia Importante para o crescimento normal das crianças Essencial para uma pele saudável para os cabelos e de uma maneira geral para todos os tecidos epiteliais do corpo B1 Tiamina Levedura de cerveja cereais came magra peixe fígado leite Necessária para as funções específicas do coração e sistema nervoso Evita o beribéri B2 Riboflavina Fígado de cordeiro e de frango ovos leite e derivados pão vegetais verdes Necessária para a saúde da pele Corrige a extrema sensibilidade dos olhos à luz Essencial para o crescimento e proteção dos tecidos do corpo B3 Niacinamida Vaca amendoim leite ovos bacalhau Necessária para converter os alimentos em energia Colabora no sistema nervoso Combate a falta de apetite Evita a pelagra B5 Ácido pantotênico Frutos secos cereais legumes e batatas Essencial para a fisiologia das suprarrenais para a saúde do sistema nervoso e para a produção de anticorpos B6 Carne vísceras legumes bananas cereais Importante para a saúde dos dentes e gengivas vasos sanguíneos glóbulos vermelhos e sistema nervoso B8 Biotina Fígado rins chocolate Necessária para a conservação da pele e das membranas mucosas Importante para o crescimento amendoim dos pelos dos cabelos e das unhas Bg Vegetais verdes Necessario para a produgao de globulos vermelhos Acido fdlico ovos figado para o sistema nervoso e peristaltismo B Carne peixe Importante para a formagao dos globulos vermelhos 12 leite améijoas preservagao da saude do sistema nervoso e ativacao Cobalamina atum do crescimento das criangas Pimentas kiwis Essencial para o funcionamento do sistema C frutos citricos imunoldgico para a absorao do ferro saude dos Acido morangos dentes gengivas e ossos Fortalece as células dos ascorbico legumes frescos tecidos e os vasos sanguineos Peixe ovos Necessaria para fortalecer os dentes e os ossos Evita D manteiga 0 raquitismo Ativa a absorao do calcio e do fésforo Oleos vegetais E Importante para a formagao e funcionamento dos manteiga gema Tocoferdis gldbulos vermelhos musculos e outros tecidos legumes Peixe ovos K manteiga Essencial para a coagulagao normal do sangue hortaligas Atengao Para visualizagaocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal Nao ingerir a quantidade necessaria para 0 organismo pode causar doengas A falta de vitaminas é conhecida como avitaminose e o excesso é hipervitaminose Os carboidratos sao os acgucares também conhecidos como glicidios Sao divididos em trés grupos clique abaixo para conhecer cada um São os açúcares mais simples Possuem como fórmula geral CH2On Os principais monossacarídeos são as pentoses açúcar com 5 carbonos e as hexoses açúcar com 6 carbonos As pentoses mais importantes são as que participam dos ácidos nucleicos a ribose RNA e a desoxirribose DNA A hexose mais conhecida é a glicose DISSACARÍDEOS Formados pela união de dois monossacarídeos Na reação de dois monossacarídeos ocorre a liberação de uma molécula de água e a síntese por desidratação Opostamente na quebra de um dissacarídeo ocorre a entrada de uma molécula de água falandose em quebra por hidrólise Exemplos de dissacarídeos são Sacarose glicose frutose Maltose duas moléculas de glicose Lactose glicose galactose Imagem Américo Jr Dissacarídeo POLISSACARÍDEOS Formados por várias moléculas de monossacarídeos principalmente a glicose São insolúveis em água e podem ser quebrados em açúcares simples por hidrólise Essa insolubilidade é vantajosa para os seres vivos pois permite que participem como componentes estruturais da célula ou que funcionem como armazenadores de energia Veja no quadro a seguir os principais polissacarideos encontrados nos seres vivos seja como reserva energética seja como componente estrutural das células Monossacarideo Polissacarideo Importancia biologica constituinte Armazenado no amiloplasto de raizes tuberosas mandioca batata doce cara caules do tipo Amido Glicose a tubérculo batatinha frutos e sementes Principal reserva energética dos vegetais oo Armazenado no figado e nos musculos Principal Glicogénio Glicose 7 reserva energética de animais e fungos Fungao estrutural na composiao da parede celular Celulose Glicose da célula vegetal Constitui o exoesqueleto dos artropodes e o Quitina Acetilglicosamina componente principal da parede celular dos fungos Atengao Para visualizagao completa da tabela utilize a rolagem horizontal Os lipideos sao as gorduras e abrangem uma classe de compostos variada que exercem fungées bioldgicas diferentes Sao insoluveis em agua e soluveis em solventes organicos como o éter 0 benzeno o alcool e o cloroférmio Sao elementos essenciais para a manutencao da vida celular por serem um componente fundamental da formagao das membranas celulares Proteínas são formadas essencialmente por carbono C oxigênio O nitrogênio N e hidrogênio H Porém podem apresentar enxofre S Formadas pela união de aminoácidos participam da composição de diversas estruturas do corpo dos seres vivos Possuem função plástica e energética Veja algumas proteínas que exercem funções importantes para os seres vivos ENZIMAS Substâncias que aumentam a velocidade das reações químicas ANTICORPOS Substâncias que participam dos mecanismos de defesa do organismo HORMÔNIOS Como insulina e o glucagon que atuam diretamente no metabolismo de açúcares A ligação que une os aminoácidos é conhecida como ligação peptídica que podem ser quebradas por hidrólise retornando à condição inicial Imagem Américo Jr Ligação peptídica Dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica formam uma molécula de dipeptídeo e vários aminoácidos formam uma macromolécula denominada polipeptídeo Como a hemoglobina formada por quatro cadeias polipeptídicas outras moléculas possuem formação parecida ENZIMAS As reações biológicas são pouco espontâneas ou seja são lentas É possível que ao deixarmos dois reagentes em contato eles não reajaminterajam ou caso ocorra a velocidade da reação pode ser muito lenta Uma maneira eficaz de aumentar a velocidade da reação é elevar a temperatura Com isso as moléculas terão maior número de colisões devido a sua movimentação ocorrendo assim a reação química No organismo é necessário que a velocidade da reação seja adequada mas sem elevação significativa de temperatura para que as proteínas não se desnaturem As enzimas aumentam a velocidade da reação sem subir a temperatura Elas apenas diminuem a energia de ativação e por isso são chamadas de catalisadores biológicos ENERGIA DE ATIVAÇÃO Energia mínima necessária para que a reação ocorra Imagem Américo Jr Gráfico mostra a energia de ativação com e sem enzima ÁCIDOS NUCLEICOS Temos duas classes de ácidos nucleicos encontrados nas células Ácido desoxirribonucleico DNA Ácido ribonucleico RNA Ambos são macromoléculas de grande importância biológica já que têm a responsabilidade de carregar todas as informações necessárias para o funcionamento da célula ATENÇÃO Todos os seres vivos têm os dois tipos de ácidos nucleicos Os vírus como possuem uma classificação diferente apresentam somente uma dessas moléculas RNA ou DNA Os ácidos nucleicos são formados por hidratos de carbono do tipo pentose bases nitrogenadas e ácido fosfórico A combinação desses elementos forma os nucleotídeos que são as unidades básicas dos ácidos nucleicos Temos cinco tipos diferentes de nucleotídeos que se organizam formando as moléculas de RNA ou DNA A molécula de ácido nucleico é uma estrutura linear de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster Essas ligações unem o carbono 3 da pentose ao carbono 5 da pentose seguinte Temos dois tipos de pentose que podem ser utilizadas na formação do nucleotídeo As riboses quando o açúcar dos nucleotídeos que formam o RNA e as desoxirriboses que formam os nucleotídeos do DNA As pentoses são açúcares cíclicos com cinco carbonos em sua estrutura como observamos na imagem a seguir formam a parte central do nucleotídeo A diferença entre as duas pentoses consiste no fato da desoxirribose ter um átomo de oxigênio a menos no carbono 2 Em uma extremidade fica o ácido fosfórico na outra uma das cinco bases nitrogenadas Estruturalmente o ácido fosfórico está ligado ao carbono 5 enquanto a base nitrogenada fica ligada ao carbono 1 Imagem Shutterstockcom Pentoses Imagem Shutterstockcom Estrutura do desoxirribonucleotídeo DNA As bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos são de dois tipos as purinas e as pirimidinas As purinas são formadas por dois anéis cíclicos fusionados enquanto as pirimidinas apresentam apenas um anel heterocíclico No DNA temos as pirimidinas timina T e citosina C e as purinas são adenina A e guanina G O RNA tem a uracila U no lugar da timina Imagem Shutterstockcom Bases nitrogenadas Quando uma base nitrogenada está ligada a uma pentose sem o fosfato chamamos de nucleosídeo Com os três elementos juntos base nitrogenada pentose e fosfato temos o nucleotídeo Há três diferenças fundamentais ao comparar as moléculas de DNA com as de RNA O DNA possui desoxirribose e timina O RNA possui ribose e uracila O DNA tem duas cadeias polinucleotídicas unidas por ligações de hidrogênio enquanto o RNA apresenta somente uma A estrutura do DNA como sendo uma dupla hélice foi descrita em 1953 por Watson e Crick A molécula de DNA é formada por duas cadeias de nucleotídeos disposta em forma helicoidal com giro à direita em torno de um eixo central As duas cadeias são antiparalelas Isso significa que as ligações fosfodiéster seguem sentidos contrários de uma cadeia para outra As bases nitrogenadas ficam posicionadas na parte interna da dupla hélice Cada volta desta dupla hélice são 105 pares de nucleotídeos WATSON E CRICK James Dewey Watson 1928 é um biólogo molecular geneticista e zoologista americano Francis Harry Compton Crick 19162004 foi um biólogo molecular biofísico e neurocientista britânico As duas cadeias do DNA estão unidas por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas formando pares Esses pares mantêm uma distância fixa e ocorrem entre certas bases Os pares possíveis são entre adenina A e timina T guanina G e citosina C Imagem Shutterstockcom Bases nitrogenadas Um ponto a se destacar é que as bases nitrogenadas de A e T formam duas ligações de hidrogênio e G e C formam três Essa configuração dá mais estabilidade entre os pares GC do que entre AT Imagem Shutterstockcom Estruturas moleculares de bases nitrogenadas e ligações de hidrogênio Embora as duas cadeias do DNA sejam distintas elas se complementam As moléculas de RNA apresentam uma estrutura do DNA com algumas diferenças citadas a ribose no lugar da desoxirribose e a uracila no lugar da timina e ainda possui uma única cadeia Porém existem tipos diferentes de RNA e três classes principais RNA mensageiro RNAm RNA ribossômico RNAr RNA transportador RNAt As três moléculas participam da síntese proteica O RNAm carrega a informação copiada do DNA que dita a sequência de aminoácidos o RNAr representa metade da massa do ribossomo e o RNAt identifica e leva os aminoácidos até o ribossomo OS ÁCIDOS NUCLEICOS A especialista Cheryl Gouveia Almada fala sobre como o conhecimento sobre os ácidos nucléicos permitiu o desenvolvimento das tecnologias moleculares que conhecemos atualmente VERIFICANDO O APRENDIZADO 1 OS LIPÍDIOS SÃO MOLÉCULAS ORGÂNICAS FUNDAMENTAIS PARA QUALQUER SER VIVO ALÉM DE SEREM COMPONENTES DAS MEMBRANAS PODEM CONSTITUIR HORMÔNIOS E TAMBÉM UMA IMPORTANTE RESERVA ENERGÉTICA SOBRE OS LIPÍDIOS MARQUE A OPÇÃO CORRETA A Os lipídeos são solúveis em água B Os lipídeos são solúveis em éter benzeno e clorofórmio C Os lipídeos são formados por unidades chamadas nucleotídeos D Os lipídeos são uma cadeia de peptídeos E Os lipídeos de cadeia longa constituem os polissacarídeos 2 AMIDO E CELULOSE SÃO DOIS CARBOIDRATOS IMPORTANTES PARA O REINO VEGETAL AMBOS SÃO SINTETIZADOS PELA PRÓPRIA PLANTA A PARTIR DA FOTOSSÍNTESE ENQUANTO O AMIDO TEM A FUNÇÃO DE RESERVA DE ENERGIA A CELULOSE TEM A FUNÇÃO ESTRUTURAL NA PAREDE CELULAR ALÉM DE SER O MAIS ABUNDANTE NA NATUREZA SOBRE AMIDO E CELULOSE PODEMOS AFIRMAR QUE SÃO A Monossacarídeos B Dissacarídeos C Trissacarídeos D Oligossacarídeos E Polissacarídeos GABARITO 1 Os lipídios são moléculas orgânicas fundamentais para qualquer ser vivo Além de serem componentes das membranas podem constituir hormônios e também uma importante reserva energética Sobre os lipídios marque a opção correta A alternativa B está correta Os lipídios são substâncias orgânicas conhecidas como gorduras que atuam em variadas partes do organismo São importantes como reserva de energia na formação de hormônios protegem contra os choques mecânicos além de constituírem as membranas celulares compostas por fosfolipídios 2 Amido e celulose são dois carboidratos importantes para o reino vegetal Ambos são sintetizados pela própria planta a partir da fotossíntese Enquanto o amido tem a função de reserva de energia a celulose tem a função estrutural na parede celular além de ser o mais abundante na natureza Sobre amido e celulose podemos afirmar que são A alternativa E está correta Os polissacarídeos são moléculas formadas por mais de 10 monossacarídeos Como exemplo podemos citar o amido o glicogênio e a celulose CONCLUSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS Aprendemos que as células possuem estruturas de complexidade variável que têm condições de sustentar os processos necessários para a vida sendo assim a menor unidade que um ser vivo pode ter Tendo como principal parâmetro a individualização do material genético por um envoltório nuclear as células são classificadas em procarióticas e eucarióticas Entre as eucarióticas distinguimos as células de acordo com a presença e as características de uma parede celular em célula animal vegetal ou fúngica Observamos também que os vírus não conseguem manter todos os processos sozinhos sendo então classificados separadamente das células já que dependem da estrutura celular para se reproduzirem Além disso vimos que as questões sobre a origem da vida são dúvidas muito antigas que sempre intrigaram a humanidade e muitas teorias foram propostas ao longo do tempo na tentativa de explicála Observamos ainda que a água é um componente importante da constituição celular que contribui para os processos fisiológicos dos organismos e que os componentes orgânicos e inorgânicos fazem parte da estrutura celular e de funções no metabolismo AVALIAÇÃO DO TEMA REFERÊNCIAS ALBERTS B BRAY D LEWIS J RAFF M ROBERTS K WATSON J D Biologia molecular da célula 4ed Porto Alegre Artmed 2004 DE ROBERTIS E M F Bases da Biologia Celular e Molecular 4ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 JUNQUEIRA L C CARNEIRO J Biologia celular e molecular 7ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 MAHAN L K ESCOTTSTUMP S RAYMOND J L Krause Alimentos Nutrição e Dietoterapia 13ed Rio de Janeiro Elsevier 2013 TACO Tabela brasileira de composição de alimentos 4ed Campinas NEPAUNICAMP 2011 Consultado eletronicamente em 5 abr 2021 EXPLORE Busque o vídeo Origem da vida na Terra no canal da Khan Academy Brasil no YouTube Leia o artigo Organelas citoplasmáticas também da Khan Academy CONTEUDISTA Daniel Motta da Silva CURRÍCULO LATTES