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CARBOIDRATOS CARBOIDRATOS * São as biomoléculas mais abundantes na Terra. Plantas: CO2 + H2O → celulose, dentre outros. * Também conhecidos por AÇÚCARES ou glicídeos * Apresentam importantes funções: -Combustível celular -Reserva de energia -Componentes estruturais das células -Matéria-prima na biossíntese de outras biomoléculas -Suporte extracelular (proteção, lubrificação, reconhecimento e sinalização celular) Célula Animal X Célula Vegetal Glicogênio Reconhecimento e adesão celular Proteoglicanos – aderência entre células, lubrificantes articulções, sinalização intracellular. Funções Célula Animal X Célula VegetalFunções Amido P e p tid eo g lic a n o Celulose Bactérias • Proporcionam rigidez, consistência e elasticidade • Pectina, celulose (parede celular de vegetais) • Quitina (exoesqueleto) • Glicocalix • Sinalização celular • DNA/RNA • Desoxiribose e ribose EstruturalFunções Funções Combustível Celular *** são a base da dieta *** a oxidação dos carboidratos: principal via metabólica fornecedora de energia para a maioria das células não-fotossintetizantes! Glucose Glucose-6-fosfato Frutose-6-fosfato ... Energia, CO2, H2Oamido fibras CARBOIDRATOS ESTRUTURA MOLECULAR Cn(H2O)n -carbono -hidrogênio -oxigênio Posição do grupo carbonila GLICERALDEÍDO (aldotriose) DIHIDROXICETONA (cetotriose) * Fórmula Estrutural n > 3 CARBOIDRATOS * CLASSIFICAÇÃO: de acordo com o tamanho -Monossacarídeos -Oligossacarídeos -Polissacarídeos -Unidades fundamentais dos carboidratos -Mais comum: glicose (sinônimos glucose, dextrose) -Poucas unidades fundamentais (de 2 a 12), unidas por ligações glicosídicas -Dissacarídeos importantes: sacarose, lactose, maltose. -São as macromoléculas formadas por muitos monossacarídeos ligados entre si -Mais comuns: amido, glicogênio, celulose CLASSIFICAÇÃO (CnH2nOn) CARBOIDRATOS Monossacarídeos • contém três a sete átomos de carbono – Trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses • Solúveis em água • São o principal combustível para a maioria dos seres vivos. CARBOIDRATOS Monossacarídeos - pentoses • Contém 5 átomos de carbono na sua estrutura molecular • Componentes dos ácidos nucleicos • Ribose – componente da estrutura do RNA • Desoxiribose – componente da estrutura do DNA RiboseDesoxiribose Monossacarídeos - pentoses DNA – composto de Uma molécula: 1. Fosfato 2. Desoxirribose 3. Base nitrogenada (A,T, C, G) RNA – composto de Uma molécula: 1. Fosfato 2. Ribose 3. Base nitrogenada (A,U, C, G) CARBOIDRATOS Monossacarídeos - hexoses São monossacarídeos formados por uma cadeia de seis átomos de carbono. Sua fórmula geral é C6H12O6 CARBOIDRATOS Monossacarídeos - hexoses Glicose: C6H12O6 Também chamada de dextrose Tipo de carboidrato utilizado como fonte de energia pelos seres vivos, sendo um dos principais nutrientes da célula A glicose é obtida por meio da alimentação, e sua quantidade em nosso sangue (glicemia) é regulada pela ação de dois hormônios que agem de maneira contrária: a insulina e o glucagon. Principal produto da fotossíntese Carboidrato fundamental como monômero (base) de sacarose, maltose, amido e celulose CARBOIDRATOS Monossacarídeos - hexoses Galactose: C6H12O6 Compõe a lactose É importante na síntese de lactose na glândula mamária na lactação CARBOIDRATOS Monossacarídeos - hexoses Frutose: C6H12O6 Também conhecida como o “açúcar das frutas” CARBOIDRATOS * Classificação Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos Como os oligossacarídeos e polissacarídeos são unidos em uma mesma estrutura? LIGAÇÃO O-GLICOSÍDICA “Ligação covalente resultante da reação de condensação entre moléculas de carboidratos” LIGAÇÃO O-GLICOSÍDICA Há dois tipos de LIGAÇÃO O-GLICOSÍDICA OLIGOSSACARÍDEOS -São formados por poucas unidades fundamentais (de 2 a 12), unidas por ligações glicosídicas - Os principais são os DISSACARÍDEOS * Dissacarídeos importantes -Sacarose – glicose + frutose -Maltose – glicose + glicose -Lactose – glicose + galactose OLIGOSSACARÍDEOS SACAROSE União de glicose com frutose Açúcar comum extraído da cana C12H22O11 Cana de açúcar: 20% em peso Beterraba: 18% em peso OLIGOSSACARÍDEOS Maltose A maltose é o principal componente do malte, usado na fabricação de cerveja e pães doces e salgados e outros alimentos. Composta de duas moléculas de glicose ligadas por ligações glicosídicas C12H22O11 Malte (grão germinado) de cevada Malte de milho Malte de arroz OLIGOSSACARÍDEOS LACTOSE Encontrada no leite União entre uma glicose e galactose Metabolização da lactose = LACTASE O que é a intolerância à lactose? OLIGOSSACARÍDEOS LACTOSE INTOLERÂNCIA À LACTOSE Ocorre devido a não produção de LACTASE! -Hereditariedade -Infecções intestinais -Lactentes Consequência Lactose não hidrolisada Baixa absorção intestinal fermentação intestino grosso fezes Gases POLISSACARÍDEOS -São macromoléculas formadas por muitas unidades de monossacarídeos unidas por ligações glicosídicas -Geralmente são as formas mais abundantes de carboidratos na natureza -Apresentam diferenças estruturais -Tipo de monossacarídeo que os formam -Tipo de ligação -Comprimento das cadeias -Grau de ramificação POLISSACARÍDEOS * Classificação: quanto à composição -HOMOPOLISSACARÍDEOS - formados por um tipo de unidade monossacarídica - podem servir como armazenamento ou estrutural Amido / glicogênio Quitina / celulose exoesqueleto Parede celular POLISSACARÍDEOS AMIDO - homopolissacarídeo AMIDO: dois tipos de polímeros de glicose * Amilose: cadeia longa, linear (não ramificada), ligações glicosídicas (1→4) * Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (1→4) e (1→6) a cada 24 a 30 resíduos Reserva célula vegetal POLISSACARÍDEOS AMIDO Armazenamento intracelular (grânulos) Estrutura helicoidal POLISSACARÍDEOS GLICOGÊNIO Reserva célula animal -polímero de glicose, com ligações (1→4) e (1→6) a cada 8 a 12 resíduos -estrutura altamente ramificada: árvore de glicogênio -alta massa molecular H O OH H OHH OH CH2OH H O H H OHH OH CH2OH H O HH H O O H OHH OH CH2 H H H O H OHH OH CH2OH H OH HH O O H OHH OH CH2OH H O H O 1 4 6 H O H OHH OH CH2OH H H H O H OHH OH CH2OH H H O 1 OH 3 4 5 2 glicogênio Utilizado em vários processos metabólicos: Glicólise (quebra da glicose) Glicogenólise (quebra do glicogênio) Gliconeogênese (conversão de lactato, piruvato, glicerol e aminoácidos em glicose) POLISSACARÍDEOS GLICOGÊNIO Armazenamento intracelular Árvore de glicogênio fígado músculos POLISSACARÍDEOS GLICOGÊNIO •A função do glicogênio hepático é a manutenção da glicemia, ou seja, é uma reserva de glicose que pode ser exportada para outros órgãos (como o cérebro, cuja energia é exclusivamente derivada da glicose,) quando necessário. •O glicogênio muscular, ao contrário, não pode ser exportado. É usado pela própria fibra como fonte emergencial de energia quando a necessidade desta é muito intensa, p. ex. uma corrida veloz. Glicogêneo POLISSACARÍDEOS CELULOSE • É uma sequência linear de unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas (1→4). • É o principal componente das paredes celulares nos vegetais e um dos compostos orgânicos mais abundantes na Terra • Em combinação com lignina, hemicelulose, pectina, entre outras estruturas Troncos de madeira costumam ser 50% compostos por celulose. • Não é digerível/absorvível pelo metabolismo dos animais • Não têm celulases e, portanto, não podem hidrolisar as ligações (1→4) da celulose presentes na madeira e fibras vegetais. • Entretanto, alguns herbívoros contêm microrganismos produtores de celulases, razão pela qual podem digerir celulose (ruminantes) POLISSACARÍDEOS CELULOSE POLISSACARÍDEOS * Classificação: quanto à composição-HETEROPOLISSACARÍDEOS - formados por um tipo de unidade monossacarídica - podem servir como armazenamento ou estrutural Amido / glicogênio Quitina / celulose exoesqueleto Parede celular GLICOCONJUGADOS -Proteoglicanos -Glicoproteínas -Glicolipídeos * Glicosaminoglicanos – são polissacarídeos ligados à proteínas de membrana ou proteína secretada. Ex: tendões e cartilagens – elasticidade e rigidez; * Glicoproteínas – são diversos oligossacarídeos associados à proteína. Ex: endereçamento de proteínas, sítios de reconhecimento celular; * Glicolipídios – são lipídeos de membrana associados à oligossacarídeos. Ex: sítios de reconhecimento celular. * Glicosaminoglicanos * Glicoproteínas • Exemplos: proteína transferrina (transportadora de ferro), ceruloplasmina (transportadora de cobre), fatores da coagulação sangüínea e muitos componentes do complemento (proteínas envolvidas em reações do sistema imune). • Vários hormônios são glicoproteínas – Hormônio folículo estimulante (FSH), produzido pela hipófise anterior que estimula o desenvolvimento dos ovários na mulher e a espermatogênese no homem. • São proteínas integrais de membrana, como a (Na+−K+)−ATPase (proteína que bombeia 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro da célula) * GLICOLIPÍDEOS - Resumo: - Fonte energética principal: - Glicogênio (animal) e amido (vegetal) - Diferenças estruturais - Glicogênio hepático e muscular - Mono, oligo e polissacarídeo - Ligações o-glicosídicas; - Estrutural: - Proteoglicanos - Glicoproteínas - Glicolipidios ESTUDO DIRIGIDO - carboidratos 1. Quais as funções dos carboidratos? 2. Diferencie a forma de armazenamento de carboidratos nas células animais e vegetais. 3. Como são classificados os carboidratos? 4. Defina o que são carboidratos. 5. Discorra sobre glicose, frutose e galactose. 6. Discorra sobre os dissacarídeos. 7. Discorra sobre os polissacarídeos. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11: Monossacarídeos - pentoses Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32: Glicogêneo Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41