Guia Completo de Biologia Celular e Bioquímica

Componentes Químicos dos Organismos

Na formação e manutenção das células, são necessários diversos átomos e moléculas. Dos 90 elementos encontrados na natureza, os seres humanos utilizam apenas 24, sendo 6 os constituintes de 99% da composição das células e tecidos: Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio, Fósforo e Enxofre.

Tipos de Moléculas

Compostos Inorgânicos: Formados por moléculas pequenas que não possuem carbono associado ao hidrogênio. Exemplos: CO₂, H₂O, HCl, H₂SO₄, NaCl, CO.

Compostos Orgânicos: Possuem em sua composição carbono associado ao hidrogênio, além de serem constituídos por muitos átomos.

Nos seres humanos, os compostos inorgânicos presentes são: água e sais minerais. Os compostos orgânicos são: lipídios, glicídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos.

Água

• Substância mais abundante nos seres vivos.
• Solvente universal: dissolve substâncias polares, favorecendo reações químicas.
• Transporte de substâncias (sangue, linfa) e eliminação de resíduos (suor, urina).
• Manutenção da temperatura corporal pela evaporação do suor.
• Participa de reações químicas:
  • Hidrólise: Quebra de moléculas orgânicas usando água.
  • Síntese por desidratação: Água liberada como produto na formação de moléculas orgânicas (ex: proteínas).
• A porcentagem de água varia conforme a atividade do tecido/órgão e a idade do organismo (quanto mais jovem, maior a quantidade).

Sais Minerais

• Solúveis: Dissolvidos na água na forma de íons.
• Insolúveis: Participam da composição do esqueleto e exoesqueleto.

Compostos Orgânicos

Glicídios ou Carboidratos

Composição: C, H, O. Funções: Energética, estrutural (membrana celular), isolante térmico e reguladora.

Lipídios

Composição: C, H, O. Funções: Energética, estrutural (membrana celular), isolante térmico e reguladora.

Proteínas

Composição: C, H, O, N e, por vezes, S. Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas, unidos por ligações peptídicas. Possuem grupos amina (NH₂) e carboxila (COOH).

Os seres vivos utilizam 20 tipos de aminoácidos. Aqueles que o organismo não produz são chamados de aminoácidos essenciais; os que o organismo produz são os não essenciais. A espécie humana possui 9 essenciais e 11 não essenciais.

Funções das Proteínas

• Estrutural: Colágeno (ossos, tendões), queratina (pele, unhas, pelos), proteínas de membrana, hemoglobina (transporte de gases), actina e miosina (contração muscular), histonas (DNA).
• Defesa: Anticorpos.
• Metabolismo: Enzimas (aceleram reações).
• Reguladora: Hormônios (ex: insulina).

Enzimas

Proteínas catalisadoras que aceleram reações químicas. Seguem o modelo chave-fechadura, formando o complexo enzima-substrato.

Desnaturação: Perda da estrutura espacial da enzima por fatores como temperatura, pH, salinidade ou inibidores. Aumentar a temperatura acelera a reação até certo ponto, onde ocorre o rompimento das ligações estruturais.

Citologia

Microscopia

• Microscópio Ótico: Usa luz e duas lentes (ocular e objetiva). Amplia até 1500x.
• Microscópio Eletrônico: Usa feixe de elétrons em vácuo. Amplia até 100.000x. Tipos: transmissão e varredura.

Células Procariontes e Eucariontes

A principal diferença é a carioteca: ausente nas procariontes (material genético disperso) e presente nas eucariontes (material genético no núcleo). Procariontes não possuem organelas membranosas como mitocôndrias.

Membrana Plasmática

Envolve a célula. Estrutura: bicamada lipídica, proteínas e glicocálix. Permite transporte passivo (difusão simples, osmose, difusão facilitada) e transporte ativo (ex: bomba de sódio e potássio, com gasto de ATP).

Organelas Citoplasmáticas

• Lisossomos: Digestão celular.
• Complexo de Golgi: Armazenamento e secreção.
• Retículo Endoplasmático: Transporte e síntese.
• Ribossomos: Síntese proteica.
• Mitocôndrias: Respiração celular.
• Cloroplastos: Fotossíntese (exclusivo de vegetais).
• Centríolos: Divisão celular.
• Vacúolos: Controle osmótico.

Respiração Celular

Processo de transferência de energia da glicose para o ATP. Etapas: Glicólise (citoplasma), Ciclo de Krebs (matriz mitocondrial) e Cadeia Respiratória (cristas mitocondriais). Rendimento final: 36 ATP (eucariontes) ou 38 ATP (procariontes).

Fermentação

Processo anaeróbico (sem oxigênio). Rendimento: 2 ATP. Exemplos: alcoólica (leveduras) e láctica (bactérias e células musculares).

Fotossíntese

Processo autotrófico que converte energia solar em energia química. Equação: 6 CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 6 O₂.

• Fase Clara (Fotoquímica): Ocorre nos tilacoides. Produção de ATP e fotólise da água.
• Fase Escura (Química): Ocorre no estroma. Fixação do CO₂ para formação de glicose.