Aula 3 1- Texto de suporte - composição quimica dos seres vivos

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2. Constituição química dos seres vivos. 
 
De modo geral, os seres vivos são compostos pelos mesmos elementos químicos, 
variando tão somente na combinação e proporção destes componentes. Neste sentido, o 
entendimento da composição química dos seres vivos é uma etapa importante da 
formação basilar de qualquer profissional das Ciências Agrárias. 
 Em média, todos os seres vivos são 98% compostos por carbono (C), hidrogênio 
(H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). A combinação destes 
elementos químicos forma duas grandes classes de compostos: inorgânicos (H2O e sais 
minerais) e orgânicos (proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucleicos e vitaminas). 
Tomando como referência uma célula eucariótica animal observa-se que, 
percentualmente, a água representa 75 a 85% dos compostos presentes, seguida de 
proteínas (10 a 15%), lipídeos (2 a 3%), carboidratos (1%), ácidos nucleicos (1%) e sais 
minerais (1%). 
 A água é formada por um átomo de oxigênio ligado covalentemente a dois átomos 
de hidrogênio. A molécula de H2O apresenta característica polar e é a substância mais 
abundante no planeta, sendo considerada como solvente universal, na qual diluem-se 
compostos também de natureza polar, como sais, açucares, álcoois, gases etc. A molécula 
de água apresenta estrutura tetraédrica, o que lhe confere diversas propriedades como a 
capilaridade, fundamental para a subida da seiva bruta das raízes para as folhas, por 
exemplo. 
 Os minerais, muitas vezes chamados apenas de sais, frequentemente apresentam-
se dissolvidos em água ou na constituição de estruturas rígidas, como ossos e dentes. De 
modo geral, os minerais podem ser divididos em dois grupos a partir da sua demanda ou 
abundância em sistemas vivos: macrominerais (cálcio – Ca, fósforo – P, sódio – Na, 
potássio – K, cloro – Cl, magnésio – Mg, e enxofre – S) e microminerais (principalmente 
ferro – F, cobre – Cu, zinco – Zn, manganês – Mn, iodo – I, selênio – Se, flúor – F, boro 
– B, e molibdênio – Mo). Os minerais apresentam funções diversas, como: composição 
de estruturas de membranas celulares e ácidos nucleicos, regulação do fluido extracelular 
e do volume citoplasmático, contração muscular e de fusos, equilíbrio osmótico, 
manutenção de estruturas, cofatores enzimáticos, dentre outros. 
 Dentre os compostos orgânicos, os que se apresentam em maior quantidade são 
as proteínas. Estas são polímeros de aminoácidos ligados por ligações peptídicas 
formadas durante a tradução, ao final da síntese proteica. Existem 20 aminoácidos que 
podem ser classificados como naturais. Em humanos e animais nove destes precisam ser 
ingeridos na alimentação, pois não são sintetizados ou interconvertidos, sendo, por isso, 
denominados essenciais. Estruturalmente, apresentam um grupo carboxila (COOH) e um 
grupo amino (NH2), além de radicais, que é o responsável por conferir propriedades 
diferentes aos aminoácidos ou às proteínas que os contenha em sua composição. Após 
sua síntese, as proteínas recém-formadas podem ser dobradas pela ação de proteínas da 
família das chaperonas, sendo este um evento pós-traducional. Isto confere às proteínas 
complexidade estrutural, que é dada pela escala: primárias, que constitui um nível apenas 
de ligação peptídica entre os resíduos de aminoácidos; secundárias, no qual as proteínas 
se organizam em estruturas mais lineares ou maleáveis, muitas vezes definidas pelos 
esqueletos dos átomos arranjados e os ângulos formados entre eles, como as alfa-hélices 
e beta-folhas, podendo ser ricas em resíduos hidrossolúveis ou hidrofóbicos; terciárias, 
que correspondem a estrutura tridimensional observada em uma cadeia polipeptídica; e 
quaternárias, que representam o arranjo de uma ou mais cadeias polipeptídicas, também 
denominadas subunidades proteicas. As proteínas podem ainda ser classificadas como 
simples, quando compostas apenas por resíduos de aminoácidos, ou conjugadas, quando 
associadas a carboidratos (glicoproteínas), lipídeos (lipoproteínas) ou metais 
(metaloproteínas). Com isso as proteínas podem exercer diversas funções biológicas, 
como: estrutural, de transporte, de reserva, sinalizadora, receptora, motora, enzimática 
etc. 
 Outra classe de compostos orgânicos são os lipídeos, que são moléculas 
amplamente encontradas na natureza como gorduras, ceras, esteróis, vitaminas 
lipossoluveis, fosfolipídeos, dentre outros. Estes compostos desempenham diversas 
funções, das quais se destacam: reserva energética, composição estrutural das membranas 
plasmáticas, cofatores enzimáticos, hormônios esteroides, transporte de elétrons, 
pigmentos (incluindo os que absorvem radiação luminosa), mensageiros intracelulares 
etc. De modo geral, são moléculas hidrofóbicas ou anfipáticas, permitindo a formação de 
membranas, vesículas e micelas. Dentre os lipídeos destacam-se os ácidos graxos, que 
são derivados de hidrocarbonetos, podendo ser classificados a partir do número de 
carbonos ou da quantidade de insaturações. Os saturados são mais oleosos, enquanto os 
insaturados são mais cerosos. A associação de ácidos graxos e outras moléculas como o 
glicerol pode dar origem a lipídeos como os triglicerídeos (3 ácidos graxos + 1 glicerol), 
fundamentais para a reserva de energia em animais ou para sementes oleaginosas, como 
a soja. 
 Uma outra classe dos compostos orgânicos são os carboidratos, que apresentam 
fórmula geral Cn(H2O)n, contendo apenas carbono, hidrogênio e oxigênio. São os 
principais elementos da dieta e sua oxidação é a principal via de produção de energia. Sua 
principal função está relacionada aos processos de síntese de energia na forma de 
adenosina trifosfato (ATP), seja por respiração celular, seja por fermentação. São 
classificados de acordo com a extensão da cadeia carbônica em monossacarídeos, 
dissacarídeos, oligossacarídeos ou polissacarídeos. Os monossacarídeos são os 
carboidratos mais simples, como os açucares glicose, frutose e galactose. Outro exemplo 
são as pentoses ribose e desoxirribose, presentes no RNA e no DNA, respectivamente. A 
combinação de dois monossacarídeos forma os dissacarídeos, como o açúcar de reserva 
sacarose, formado por glicose + frutose, ou o açúcar do leite lactose, formado por glicose 
+ galactose. A combinação de 2 a 10 monossacarídeos constitui os oligossacarídeos, 
como a rafinose (glicose + frutose + galactose) ou o fruto-oligossacarídeo (FOS), presente 
em plantas. Os polissacarídeos, por sua vez, são um grupo vasto e muito diverso quanto 
às suas funções, que podem ser estrutural (celulose e pectina), de reserva de energia no 
músculo (glicogênio) ou em plantas (amido), no exoesqueleto de insetos (quitina), dentre 
outros. 
Já os ácidos nucleicos são compostos orgânicos presentes em células procarióticas 
e eucarióticas com função de armazenamento e transmissão da informação, através de 
moléculas de DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico), 
respectivamente. Estruturalmente, ambos são compostos por nucleotídeos, que por sua 
vez são compostos por 1 base nitrogenada + 1 pentose + 1 grupo fosfato. São quatro as 
bases nucleotídicas que formam o DNA: adenina (A), citocina (C), guanina (G) e timina 
(T). As três primeiras formam também o RNA, entretanto, em lugar de timina, a 
linguagem de RNA utiliza uracila (U). É importante destacar que, apesar de comuns às 
linguagens de DNA e RNA, a adenina, a citosina e a guanina nestas duas linguagens não 
são estruturalmente iguais. Os nucleotídeos se organizam em pares. As adeninas se ligam 
as timinas (ou uracilas, no RNA), em ligações duplas, enquanto as citosinas se ligam as 
guaninas, em ligações triplas. A síntese de DNA se dá em um evento denominado 
replicação ou duplicação, que ocorre na fase S do ciclo celular (durante a interfase), antes 
da célula entrar em mitose. Já a síntese de RNA ocorre por transcrição da fita de DNA, 
sendo esta a primeira etapa da síntese proteica.Por fim, as vitaminas são nutrientes essenciais para o funcionamento adequado do 
organismo, e são classificadas em dois grupos principais: vitaminas lipossolúveis e 
vitaminas hidrossolúveis. As vitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) são solúveis em 
gorduras e, por isso, são armazenadas principalmente em células do tecido adiposo do 
corpo. Suas principais funções estão relacionadas a imunidade, crescimento, 
desenvolvimento fetal, saúde óssea, ação antioxidante e coagulação sanguínea. Já as 
vitaminas hidrossolúveis são solúveis em água e, por isso, não são armazenadas em 
grandes quantidades no corpo, sendo rapidamente eliminadas pela urina quando não 
utilizadas. Suas principais representantes são as proteínas do complexo B e a vitamina C 
(ácido ascórbico). Suas principais funções estão relacionadas a metabolismo de 
carboidratos, lipídeos e proteínas, à produção de energia ou à ação como cofator. 
Assim, o conhecimento desta nomenclatura básica de química e bioquímica dos 
seres vivos constitui etapa fundamental para o entendimento da biologia celular, assim 
como da anatomia e fisiologia vegetal e animal, e de todos os conhecimentos aplicados 
no campo agronômico que derivam destas bases.