Curso Online de Introdução ao Estudo da Biologia Molecular

introdução a biologia molecular

prof. sergio a. g. junior

a célula: organização estrutural

o estudo do mundo vivo mostra que a evolução produziu uma imensa variedade de formas. existem em torno de quatro milhões de espécies diferentes de bactérias, protozoários, vegetais e animais, que diferem em sua morfologia, função e comportamento. entretanto sabe-se agora que, quando os organismos vivos são estudados a nível celular e molecular,observa-se um plano único principal de organização. o objetivo da biologia molecular é precisamente este plano unificado de organização – isto é, a análise das células e moléculas que constituem as unidades estruturais de todas as formas de vida.

há muito tempo atrás observou-se que uma única célula poderia constituir um organismo inteiro, como no caso dos protozoários, ou ser uma das muitas, agrupadas e diferenciadas em tecidos e órgãos, para formar um organismo multicelular. assim sendo, a célula é a unidade estrutural e funcional básica dos organismos vivos, da mesma forma que o átomo é a unidade fundamental das estruturas químicas.

2. células procarióticas e eucarióticas

a vida manifesta-se em milhões de diferentes espécies, que possuem sua própria morfologia e informação genética específica. as espécies podem ser reunidas em grupos progressivamente mais abrangentes – gêneros, ordens, famílias – até o nível dos reinos clássicos, vegetal e animal. um dos esquemas de classificação, o de whittaker, postula a divisão em cinco reinos – monera, protista, fungi, plantae e animália, com as suas correspondentes subdivisões. veja na figura no próximo slide.

as células são identificadas como pertencentes a dois grupos: procarióticas e eucarióticas. somente os seres pertencentes ao reino monera (i.e. bactérias e cianobactérias) possuem células procarióticas, enquanto que todos os outros reinos constituem-se de organismos formados por células eucarióticas. a principal diferença entre estes dois tipos celulares é a ausência de um envoltório nuclear nas células procarióticas. o cromossomo desta célula ocupa um espaço denominado nucleóide, estando em contato direto com o protoplasma. as células eucarióticas possuem um núcleo verdadeiro com um envoltório nuclear elaborado, através do qual ocorrem trocas entre o núcleo e o citoplasma. veja o esquema no próximo slide em inglês

3. a célula: organização molecular

a estrutura celular visível aos microscópios óptico e eletrônico é resultante de um arranjo de moléculas numa ordem bastante precisa. apesar de haver muito ainda a ser compreendido, começaram a surgir os princípios gerais da organização molecular de algumas estruturas celulares, como membranas, ribossomos, cromossomos, mitocôndrias e cloroplastos. a biologia celular não pode ser separada da molecular, pois da mesma maneira que as células são os “tijolos” de tecidos e organismos, as moléculas são os “tijolos” das célula. a organização molecular dos seres vivos está baseada na química do carbono.
proteínas, carboidratos, lipídios, etc., são diferentes macromoléculas que contém um grande número de átomos de carbono arranjados de forma distinta.

numerosas estruturas celulares são constituídas por moléculas bastante grandes denominadas macromoléculas ou polímeros, compostas por unidades repetidas, chamadas monômeros. existem três exemplos importantes de polímeros nos organismos vivos. são eles:

ácidos nucléicos, que resultam da repetição de quatro diferentes unidades denominadas nucleotídeos. a seqüência linear de quatro nucleotídeos na molécula de dna é a fonte básica da informação genética. polissacarídeos podem ser polímeros da glicose, formando amido, celulose ou glicogênio, ou podem também envolver a repetição de outras moléculas para formar polissacarídeos mais complexos proteínas ou polipeptídios são compostos por aproximadamente 20 aminoácidos, presentes em diversas proporções, unidos por ligações peptídicas. a ordem em que estes 20 monômeros podem se unir dá origem a um número astronômico de combinações em diferentes moléculas protéicas, determinando não só sua especificidade, mas também sua atividade biológica.

4. ácidos nucléicos

conceito: são macromoléculas constituídas por unidades denominadas “nucleotídeos”. ou seja, são polímeros de nucleotídeos, ou ainda, são polinucleotídeos.
função dos ácidos nucléicos: coordenar a síntese das enzimas (e demais proteínas) determinando assim as características dos indivíduos, como: cor dos olhos, cor da pele, estatura, tendências de comportamento, doenças hereditárias (diabetes, hemofilia, daltonismo), etc. dessa forma controla o metabolismo, a reprodução e constituem o material genético ou hereditário de todos os seres vivos.
os nucleotídeos: são as unidades constituintes dos ácidos nucléicos. ou seja, são os monômeros dos ácidos nucléicos. as bases nitrogenadas dão nome aos nucleotídeos e ligam as duas fitas do dna.

estrutura do nucleotídeo
basicamente, um nucleotídeo é constituído
por três partes:

as bases nitrogenadas

são compostos orgânicos nitrogenados de cadeia fechada.
ocorrem dois tipos: púricas e pirimídicas. • as bases púricas apresentam dois anéis. são elas: adenina e guanina. • as bases pirimídicas apresentam um só anel são elas: adenina, timina e uracila ou uracil.
veja no slide a seguir