Bioquimica-Celular

Prévia do material em texto

Bioquímica 
 
A proteína é uma das biomoléculas estudadas em Bioquímica 
A Bioquímica estuda, basicamente, as reações químicas de processos biológicos que 
ocorrem nos organismos vivos. Para isso, a estrutura e a função das biomoléculas - 
aminoácidos, peptídeos, enzimas, proteínas, carboidratos, lipídeos, ácidos nucleicos, 
hormônios, vitaminas, dentre outros - são trabalhadas nessa disciplina. Também é 
destaque a importância biológica e propriedades físico-químicas da água, além dos 
sistemas-tampão e pH. 
Quanto ao metabolismo, o enfoque é dado no que se diz respeito à produção e utilização 
de energia pelos seres vivos: glicólise, ciclo de Krebs, síntese e oxidação de ácidos 
graxos, metabolismo de compostos nitrogenados, cadeia transportadora de elétrons e 
fosforilação oxidativa. 
 
Mariana Araguaia 
Graduada em Biologia 
Canais de Bioquímica 
 
Metabolismo energético 
Entenda o que é metabolismo e quais são os tipos de reação que ocorrem no organismo dos 
seres vivos. 
http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm
 
Vitaminas 
Conceito, classificação e função das vitaminas. 
A água 
 
Água, um bem essencial à vida no planeta. 
A água é o componente biológico essencial à manutenção da vida animal e vegetal. No 
entanto existem organismos que possuem homeostase (equilíbrio interno) submetida às 
condições sazonais do ecótopo onde estão inseridos, conseguindo sobreviver na ausência 
de água. A este estado denominamos de anidrobiose, onde todas as reações metabólicas: 
nutrição, locomoção e reprodução ficam suspensas, em estado latente, aguardando 
condições propícias para sua expressão. 
 
Esta substância compõe proporção de 75 – 85% da estrutura corpórea dos seres vivos. 
Sua origem pode ser endógena: quando proveem de reações internas, ou exógenas: 
através da ingestão direta de água ou alimentos. 
 
Assim, o teor de água em um organismo pode variar segundo três fatores: a atividade 
funcional do tecido ou órgão, faixa etária do organismo e estudos envolvendo a espécies. 
Fatores Relação existente 
Proporcionalidade entre 
as relações 
Atividade Maior atividade funcional ↔ maior teor de água Diretamente proporcionais 
http://www.brasilescola.com/biologia/vitaminas.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/vitaminas.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/vitaminas.htm
http://www.brasilescola.com/biologia/vitaminas.htm
Funcional do 
Tecido ou Órgão 
(músculo 83%) 
Menor atividade funcional ↔ menor teor de água 
(ossos 48%) 
Faixa Etária do 
organismo (idade) 
Geralmente: 
Organismo juvenil ↔ maior teor de água 
Organismo adulto ↔ menor teor de água 
Inversamente 
proporcionais 
Estudo da 
Espécie 
Homem → a água representa 65% do peso do 
corpo; Medusas → 98% do peso é água; 
Sementes e esporos vegetais → 15% de água 
(vida latente). 
Varia conforme a espécie 
e o estágio de vida 
Outro Aspecto Importante 
A molécula de água (H2O) é formada pelo grupamento de dois átomos de hidrogênio e um 
átomo de oxigênio. O arranjo destes átomos no espaço, com disposição não linear das 
ligações (pontes de hidrogênio) estabelece zonas positivas e negativas na molécula que 
assim forma um ângulo de 104,5°, garantindo propriedades intrínsecas e fundamentais a 
vida. 
 
Devido esta polaridade, as moléculas de água se organizam através da atração mantida 
entre polos opostos (+ com –) entre moléculas distintas. Isso permite uma forte atração, 
denominada coesão molecular, que no estado líquido desta substância promove alta 
tensão superficial. 
 
A polaridade também garante à molécula de água, desempenhar importantes reações 
extra e intra-celular, como: a solubilidade de outros compostos (proteínas, carboidratos, 
lipídios) na presença de água, sendo denominadas hidrofílicas, as que se dissolvem na 
água e hidrofóbicas, as que não se dissolvem na água; bem como participando de reações 
metabólicas (catabólicas ou anabólicas), que podem ser sínteses por desidratação (ligação 
peptídica entre dois aminoácidos gerando uma molécula de água) ou quebra por hidrólise 
(hidrólise da Adenosina Trifosfato – ATP, para geração de “energia” Celular). 
 
Esta incrível molécula, se não bastasse, também tem grande participação na regulação 
térmica dos seres vivos. Seu alto calor específico permite a absorção de uma elevada 
quantidade de calor, com baixa variação de temperatura, ou seja, uma pessoa em estado 
febril tem sua sudorese aumentada para que a evaporação da água contida no suor 
absorva o calor corpóreo, para diminuição da temperatura do indivíduo. 
 
Sem estas propriedades físico-químicas, da substância água: insípida, inodora e incolor, 
provavelmente não existiria vida neste magnífico planeta. 
Lipídios 
 
Lípidios: insolúveis em solventes polares e solúveis em solventes orgânicos. 
Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas 
funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), 
isolante térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática 
das células (os fosfolipídios). 
São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a 
solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, ou 
seja, aversão à molécula de água. 
Essa característica é de fundamental importância, mesmo o organismo possuindo 
considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface 
mantida entre o meio intra e extracelular. 
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras 
(substâncias saturadas), encontrados nos alimentos, tanto de origem vegetal quanto 
animal, por exemplo: nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus 
derivados e também na gema de ovo. 
Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto algumas 
classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis 
e dos ácidos graxos essenciais. 
A formação molecular mais comum dos lipídeos, constituindo os alimentos, é estabelecida 
através do arranjo pela união de um glicerol (álcool) ligado a três cadeias carbônicas 
longas de ácido graxo. 
Dentre os lipídeos, recebem destaque os fosfolipídios, os glicerídeos, os esteroides e os 
cerídeos. 
Cerídeos → classificados como lipídios simples, são encontrados na cera produzida pelas 
abelhas (construção da colmeia), na superfície das folhas (cera de carnaúba) e dos frutos 
(a manga). Exerce função de impermeabilização e proteção. 
Fosfolipídios → moléculas anfipáticas, isto é, possui uma região polar (cabeça hidrofílica), 
tendo afinidade por água, e outra região apolar (calda hidrofóbica), que repele a água. 
Glicerídeos → podem ser sólidos (gorduras) ou líquidos (óleos) à temperatura ambiente. 
Esteroides → formados por longas cadeias carbônicas dispostas em quatro anéis ligados 
entre si. São amplamente distribuídos nos organismos vivos constituindo os hormônios 
sexuais, a vitamina D e os esteróis (colesterol). 
Carboidratos 
 
A cana-de-açúcar é rica em sacarose. 
Carboidratos são moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio. 
Glicídios, hidrocarbonetos, hidratos de carbono e açúcares são outros nomes que esses 
podem receber. São as principais fontes de energia para os sistemas vivos, uma vez que a 
liberam durante o processo de oxidação. Participam também na formação de estruturas de 
células e de ácidos nucleicos. 
 
Os de constituição mais simples, denominados monossacarídeos, possuem como 
fórmula geral (CH2O)n, sendo o “n” o número de átomos de carbono. São, geralmente, de 
sabor adocicado e podem sertrioses, tetroses, pentoses, hexoses ou heptose, quando 
constituídas de três, quatro, cinco, seis ou sete átomos de carbono. A glicose, 
monossacarídeo extremamente importante para a nossa vida como fonte de energia, é 
uma hexose de fórmula C6H12O6. A frutose e a galactose são, também, hexoses. 
 
Dissacarídeos são moléculas solúveis em água, resultantes da união de dois 
monossacarídeos, por uma ligação denominada glicosídica. Quando ocorre esse evento, 
há a liberação de uma molécula de água (desidratação). Sacarose (glicose + frutose), 
lactose (glicose + galactose) e maltose (glicose + glicose) são três exemplos bastante 
conhecidos. 
 
Polissacarídeos são formados pela união de diversos monossacarídeos, sendo a 
celulose, amido e glicogênio os mais conhecidos e os de maior importância biológica. São 
formados por cadeias longas e podem apresentar moléculas de nitrogênio ou enxofre. Não 
são solúveis em água. 
Proteínas 
 
O transporte de oxigênio pela proteína hemoglobina. 
As proteínas são macromoléculas orgânicas formadas pela sequência de vários 
aminoácidos, unidos por ligações peptídicas (cadeia polipeptídica). 
 
Desempenha diversas funções no organismo, sendo: estrutural, hormonal, enzimática, 
imunológica, nutritiva e de transporte citoplasmático. 
 
Dependendo da capacidade metabólica, alguns seres vivos, como por exemplo, os 
vegetais (seres autotróficos), conseguem sintetizar todos os polipeptídeos necessários 
ao equilibrado funcionamento do organismo. No entanto, os animais (seres 
heterotróficos), requerem os nutrientes essenciais através do hábito alimentar, 
suprindo as restrições metabólicas. 
 
A sequência de aminoácidos da proteína 
 
Uma proteína pode conter milhares de aminoácidos, com sequência dessas unidades 
determinada pela informação genética contida no gene, um seguimento da molécula 
cromossômica. Portanto, todo o funcionamento de um organismo é conduzido pelo 
controle das moléculas de DNA. 
 
A partir do DNA ocorrem as transcrições, com a fabricação de RNAs: transportadores, 
ribossômicos e mensageiros. Esses elementos, cada um com incumbência peculiar no 
auxílio do processo de tradução, proporcionam a produção de uma ou várias 
proteínas. 
 
Portanto, as proteínas sintetizadas possuem características próprias, desempenhando 
funções específicas no organismo. Qualquer anormalidade genética, transcricional ou 
traducional (mutações ou eventuais erros), incidem diretamente sobre a proteína, 
comprometendo a forma e o funcionamento desta. 
 
Problemas assim podem ser desencadeados por três formas: deleção de um 
aminoácido decorrente de uma síndrome genética transmitida ao mecanismo de 
transcrição; ou uma simples troca de aminoácidos (substituição errônea), pela 
colocação de outro aminoácido que não deveria ser introduzido em tal posição na 
cadeia peptídica; ou pela inversão da posição modificando a ordem sequencial dos 
aminoácidos, as duas últimas relacionadas à transcrição ou também tradução. Essas 
alterações normalmente podem resultar na inativação da proteína. 
 
A estrutura das proteínas 
 
A sequência dos aminoácidos em uma proteína representa a estrutura primária, 
responsável pelas propriedades da molécula. 
 
Em decorrência à existência de pontes de hidrogênio entre o hidrogênio (carga positiva 
+) de um aminoácido com o oxigênio ou nitrogênio (carga negativa -) de um outro 
aminoácido não adjacente, é proporcionada uma torção na cadeia filamentosa, 
assumindo a proteína uma forma de helicoidal. 
 
Uma proteína não apresenta necessariamente aspecto linear helicoidal. As 
propriedades químicas dos aminoácidos podem ter efeitos de atração ou repulsão uns 
para com os outros, principalmente pelo estabelecimento de pontes bissulfeto (ligação 
envolvendo dois átomos de enxofre de aminoácidos cisteina), causando flexões 
(dobras) sobre si mesma, chamada de estrutura terciária. 
 
O agrupamento de duas ou mais estruturas terciárias combinadas a outras substâncias, 
vitaminas ou minerais: ferro, magnésio, iodo, forma a estrutura quaternária. 
Configuração espacial observada na molécula de hemoglobina, proteína conjugada a 
íon ferro, compondo os glóbulos vermelhos (hemácias ou eritrócitos do sangue), 
permitindo o transporte de oxigênio. 
Ácidos Nucleicos 
 
O duplo filamento complementar da molécula de DNA. 
Os ácidos nucleicos são macromoléculas de natureza química, formadas por 
nucleotídeos, grupamento fosfórico (fosfato), glicídio (monossacarídeo / pentoses) e 
uma base nitrogenada, compondo o material genético contido nas células de todos os 
seres vivos. 
 
Presentes no núcleo dos eucariotos e dispersos no hialoplasma dos procariotos, os 
ácidos nucleicos podem ser de dois tipos: ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido 
ribonucleico (RNA), ambos relacionados ao mecanismo de controle metabólico celular 
(funcionamento da célula) e transmissão hereditária das características. 
 
As diferenças entre os ácidos nucleicos: 
 
Além do peso molecular, relativa à quantidade de nucleotídeos (tamanho da 
molécula), existem outras diferenças estruturais, como por exemplo: 
• A diferença das bases nitrogenadas: púricas e pirimídicas 
No DNA → Purinas (adenina e guanina) e Pirimidinas (timina e citosina) 
No RNA → Purinas (adenina e guanina) e Pirimidinas (uracila e citosina) 
• A essencial disposição (a sequência) dos nucleotídeos, implicando na diferença 
mantida entre os genes no filamento de DNA e dos códons e anticóndons no filamento 
de RNA; 
• A conformação linear ou circular dos filamentos; 
• E a duplicidade complementar (fita dupla) observada no DNA, diferenciada da 
unicidade (fita única / simples) do RNA.