Trabalho Biomoléculas Química

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DA EDUCAÇÃO E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA FARROUPILHA - CAMPUS FREDERICO WESTPHALEN
CURSO TÉCNICO EM AGROPECUÁRIA INTEGRADO AO ENSINO MÉDIO
TRABALHO DE QUÍMICA
BIOMOLÉCULAS – INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA
SAYMON ROODES MATTOS RODRIGUES
FREDERICO WESTPHALEN
2018
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA
	A bioquímica estuda os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos, animais e vegetais, os compostos bioquímicos e sua importância industrial.
	De modo simplificado, dividimos os compostos bioquímicos em três classes principais:
Lipídios: são ésteres (ceras) ou triésteres (óleos e gorduras);
Hidratos de carbono ou carboidratos: são açucares simples ou monossacarídeos (como glicose e frutose), e complexos ou polissacarídeos (como amido e celulose);
Proteínas: são poliamidas, formadas pela condensação de α-aminoácidos (como a albumina da clara de ovo ou caseína do leite).
1 Lipídios
São compostos químicos orgânicos que ocorrem em seres vivos. Têm as mais variadas composições, proporcionando uma diversidade imensa de funções biológicas. Aparecem como cofatores enzimáticos, pigmentos fotossensíveis, chaperonas que ajudam nos dobramentos de proteínas, no trato digestivo como agentes emulsificantes, como hormônios, entre outras funções.
	Sua principal característica é a insolubilidade em água, devido a sua estrutura química. Mas são solúveis em solventes orgânicos como éter, acetona, álcool, etc. Os lipídios apresentam em comum na sua composição serem compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio, mas podem conter nitrogênio fosforo e enxofre.
	Muitos lipídios são ésteres que, ao sofrer hidrólise, formam um ácido graxo superior e um monoálcool graxo superior, ou um poliálcool (glicerina) e, eventualmente, outros compostos.
	 
1.1 Álcoois graxos
	Os álcoois graxos são compostos bioquímicos de elevada massa molar. Eles são formados por monoálcoois primários de cadeia longa (como oito átomos de carbono ou mais), que pode ser saturada ou insaturada. Isso quer dizer que são álcoois que possuem somente um grupo hidroxila (OH) na cadeia carbônica, e ela está ligada a um carbono primário.
	Eles são derivados de gorduras e óleos naturais (lipídios) vindos de plantas. Alguns também são produzidos em animais e em algas. Outro método de obtenção de álcoois graxos é chamado de Processo Alfol e é feito a partir do etileno proveniente de petróleo. 
O Álcool Oleílico é um exemplo de álcool graxo, ele possui 18 átomos de carbono na cadeia:
H3C ─ [CH2]7 ─ CH ═ CH ─ [CH2]7 ─ CH2 ─ OH
Cadeia apolar						Extremidade polar
	Os álcoois graxos que possuem mais de 16 átomos de carbono são denominados “Álcoois graxos superiores”.
	Nota-se que, no exemplo acima, todos os álcoois graxos possuem uma extremidade polar, que não se ioniza, o que significa que, em solução aquosa, não se dissociam para a formação de íons. Mas esse grupo OH é capaz de realizar ligações de hidrogênio com as moléculas de água que também são polares.
	Por outro lado, a parte da cadeia carbônica que é apolar não interage com a água, mas e capaz de interagir com gorduras e óleos que também são apolares, realizando assim, ligações do tipo dipolo induzido.
	Em face dessas propriedades, os álcoois graxos funcionam como tensoativos não iônicos, originando emulsões de óleo disperso na água. As emulsões são tipos de dispersões coloidais (coloides) que ocorrem entre dois líquidos que não se misturam. Por exemplo, á água e o óleo não se misturam, mas a adição de um tensoativo não iônico sob agitação pode fazer com que gotas de óleo de dimensões coloidais fiquem espalhadas na água, formando uma emulsão instável.
	Nesse caso, os álcoois graxos funcionam como emulsificantes e são chamados de tensoativos porque diminuem a tensão superficial da água facilitando a sua mistura com o óleo.
Desse modo, os álcoois graxos são usados como produtos intermediários para diferentes tipos de tensoativos em produtos de limpeza, na indústria técnica química e de cosméticos, como solventes de graxas e ceras (que também são apolares), como veículos em pomadas farmacêuticas e como aditivos de óleos lubrificantes.
1.2 Ácidos Graxos
	Os ácidos graxos consistem em um tipo de lipídio formado por cadeias longas de carbonos (C) com um grupamento carboxila (–COOH) em uma de suas extremidades. Eles são a parte dos lipídios utilizada como combustível pelas células, constituindo uma das principais fontes de energia junto com a glicose e as proteínas.
	O termo “gordura” é frequentemente utilizado para designar ácidos graxos. Porém, as gorduras são formadas não só por estas moléculas, mas pela união desses ácidos graxos a uma molécula de glicerol. As gorduras podem ser sólidas ou líquidas em temperatura ambiente, dependendo da estrutura do ácido graxo que a compõe, podendo ser basicamente de duas formas: saturada ou insaturada.
	Quando os átomos de carbono da cadeia do ácido graxo estão unidos apenas por ligações simples (C–C) formam as chamadas gorduras saturadas, pois todos os seus carbonos se encontram saturados de ligações com átomos de hidrogênio (H). Já quando a cadeia apresenta ligação dupla entre carbonos (C=C) formam as chamadas gorduras insaturadas, já que a ligação dupla ocorre por estes carbonos não estarem completamente saturados de átomos de hidrogênio (H). Gorduras contendo ácidos graxos saturados têm consistência sólida em temperatura ambiente, enquanto gorduras contendo ácidos graxos insaturados são líquidas em temperatura ambiente, formando óleos.
Acima: gordura saturada – Abaixo: gordura insaturada
	Os ácidos graxos insaturados podem ainda ser subdivididos em monoinsaturados quando apresentam apenas uma ligação dupla ou poliinsaturados quando possuem mais de uma ligação dupla. Quanto à disposição dos átomos a redor dessa ligação ainda temos os ácidos graxos insaturados cis ou trans. Esses últimos são conhecidos por formar as gorduras trans, sendo produzidos de forma artificial com objetivo de aumentar a durabilidade e melhorar a textura de produtos industrializados como margarinas, biscoitos e alimentos processados. Seu consumo está associado a diversos problemas de saúde, principalmente doenças cardiovasculares, pois provocam o aumento dos níveis do “colesterol ruim” (LDL) e diminuição do “colesterol bom” (HDL).
	Os ácidos graxos saturados também são geralmente considerados como gorduras ruins para o consumo, podendo estar associados a problemas de saúde. Eles costumam ser encontrados em alimentos de origem animal, enquanto os ácidos graxos insaturados costumam estar presentes em alimentos de origem vegetal. Alimentos ricos em ácidos graxos insaturados, quando consumidos de forma equilibrada dentro da dieta, podem trazer benefícios à saúde como diminuição do “colesterol ruim” (LDL) e aumento do “colesterol bom” (HDL), além de gerar energia e participar de vias metabólicas importantes de acordo com sua estrutura química.
	Algumas dessas gorduras boas ainda são consideradas como ácidos graxos essenciais. Esses ácidos graxos são necessários em determinados processos biológicos e não são produzidos pelos seres humanos, devendo ser adquiridos pela dieta. Fazem parte desse grupo os ácidos graxos poliinsaturados ômega-3, encontrado principalmente em peixes de água fria como o salmão, e ômega-6, encontrado em óleos vegetais. Dentre suas funções estão a produção de componentes estruturais de células, ação anti-inflamatória, melhora do humor, além de efeitos benéficos sobres os níveis de colesterol, diminuindo assim o risco a doenças cardiovasculares.
1.3 Cerídeos
As ceras ou cerídeos são formados por uma mistura de vários compostos orgânicos, sendo que os principais são ésteres graxos superiores e álcoois graxos superiores. As ceras podem ser vegetais, como a cera de carnaúba, ou pode ser cera animal, como a cera de abelhas. No caso dos ésteres e álcoois graxos superiores que formam as ceras, ambos não são ramificados.A principal característica das ceras é a sua total insolubilidade em água e isso faz com que elas sejam muito úteis a plantas e animais. As folhas de diversos tipos de plantas têm sua superfície envolta pela cera, tornando-as impermeáveis, o que evita a perda excessiva de água pela transpiração. O corpo de certos animais também é revestido por ceras, como é o caso das aves aquáticas, que têm suas penas recobertas de ceras produzidas pelas glândulas uropigianas utilizadas, sobretudo, para facilitar a sua flutuação. No ouvido humano, as ceras (ou cerume) são produzidas e expelidas pelas glândulas sebáceas e desempenham a função de proteger a estrutura contra infecções por microrganismos.
Alguns cerídeos:
C15H31 – COOC26H53   palmitato de cerila (cera de carnaúba)
C25H51 – COOC15H31   cerotato de cetila (cera de abelhas)
Os cerídeos podem ser classificados como lipídios simples, podendo ser produzidos tanto por animais como por vegetais, sendo genericamente chamados de ceras. 
1.4 Glicerídeos
Os glicerídeos fazem parte de um dos quatro grupos dos lipídeos e consistem em moléculas de glicerol (C3H8O3) unidas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos.
São divididos em óleos e gorduras.
Óleo = são líquidos em temperatura ambiente.
Gorduras= são sólidos em temperatura ambiente.
Quando os glicerídeos estão ligados a três moléculas de ácidos graxos, são conhecidos como triglicerídeos ou triglicérides. No interior das células sempre encontraremos as moléculas de ácidos graxos unidas a moléculas de glicerol, formando os glicerídeos, que podem ser encontrados em alimentos como leite, queijo, ovos, gorduras de origem animal e nos óleos vegetais.
Óleo vegetal
Se todos os carbonos de uma cadeia de ácidos graxos se unirem através de ligações simples, dizemos que se trata de uma cadeia saturada, como a cadeia de ácido palmítico. Sendo assim, esse glicerídeo será uma gordura saturada, que é sólida à temperatura ambiente e encontrada principalmente em produtos de origem animal, como carnes vermelhas e brancas, leite e derivados. Os óleos encontrados no coco e no cacau são gorduras saturadas. No entanto, se as moléculas de ácidos graxos apresentarem ligações duplas entre um ou mais pares de carbonos da cadeia, dizemos que se trata de uma cadeia insaturada; e o glicerídeo será uma gordura insaturada, que é líquida à temperatura ambiente e encontrada principalmente em vegetais, como azeite de oliva, castanha-do-pará, semente de linhaça, amêndoa, girassol, truta e salmão.
Figura ilustrando a cadeia saturada, com ligações simples; e a cadeia insaturada com ligações duplas.
Os organismos vivos utilizam os glicerídeos como reserva de energia. Nos vegetais podemos observar isso em algumas sementes, como a de soja, girassol, milho e canola, que armazenam grande quantidade de óleo caso necessitem de energia extra. O homem utiliza esse óleo retirado dessas sementes para produção do óleo de cozinha como mostrado acima.
1.5 Esteroides
Biologicamente, esteroides fazem parte de um grupo complexo de hormônios e enzimas que interagem para manutenção da vida, estando presentes em quase todas as formas de vida e sendo sintetizadas pelos próprios organismos. Quando se analisa os esteroides do ponto de vista químico, eles são compostos lipossolúveis, derivados de triterpenos tetracíclicos. Os esteroides fazem parte de uma classe de lipídios que possuem uma estrutura em comum de hidrocarbonetos com 17 átomos de carbono ligados em quatro estruturas cíclicas, como mostra a figura abaixo, de um esteroide muito importante, o colesterol.
2 Carboidratos
Os carboidratos ou hidratos de carbono, como o próprio nome indica, são constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São compostos que possuem vários grupos hidroxila (─ OH) e grupos aldeído ou cetona, ou seja, contêm a função mista poliálcool-aldeído ou poliálcool-cetona, ou podem ser compostos que sofrem hidrólise e se transformam em compostos desse tipo.
Os carboidratos são também conhecidos como açucares, pois o açúcar comum (sacarose) pertence a essa classe. No entanto, não é correto denominar todo carboidrato assim, pois existem outros compostos desse grupo que não são doces, como o amido.
Outra nomenclatura correta de todos os carboidratos é glicídios. Outros compostos que são carboidratos são a frutose, a lactose, a celulose e o glicogênio. O amido, o glicogênio e a celulose são polissacarídeos, ou seja, são a união de vários monossacarídeos, moléculas de carboidrato.
2.1 Oses
São os carboidratos de estrutura mais simples e possuem apenas um grupo aldeído ou cetona. Eles não sofrem hidrólise, mas podem ocorrer reações entre monossacarídeos com a formação de um dissacarídeo ou de um polissacarídeo.
Entre os principais oses, temos a glicose e a frutose. Na imagem abaixo, suas cadeias carbônicas estão abertas, mas elas também podem se apresentar como cadeias fechadas.
2.2 Osídeos
Sofrem hidrólise e produzem oses. De acordo com a quantidade de oses, podem ser oligossacarídeos ou polissacarídeos.
2.2.1 Oligossacarídeos
Quando sofrem hidrólise, os oligossacarídeos produzem um número pequeno de oses. Se houver duas oses, o carboidrato é um dissacarídeo. O principal dissacarídeo é o açúcar comum ou sacarose (C12H22O11), que é formado por dois monossacarídeos, a glicose e a frutose.
Fórmula estrutural e aspecto visual da sacarose
Outros exemplos de dissacarídeos são a maltose (formada por duas moléculas de α-glicose), a celobiose (formada por duas moléculas de β-glicose) e a lactose (formada por uma α-glicose e uma α-galactose).
2.2.2 Polissacarídeos
Os Polissacáridos são os açúcares que se hidrolisam, originando mais de duas moléculas de monossacáridos. Quando sofrem hidrólise, também produzem um número grande de unidades de monossacarídeos. Os principais polissacarídeos são o amido e a celulose:
3 Proteínas
São substâncias moleculares complexas, de altos pesos moleculares, formados principalmente por aminoácidos ligados por ligações peptídicas. Apresentam a seguinte fórmula estrutural.
As proteínas podem reagir quimicamente pelo grupo amínico, pelo grupo ácido ou pelo radical R. As reações pelo grupo amínico ou pelo grupo ácido são reações gerais dos aminoácidos, e formadora das proteínas.
Um exemplo de uma reação peptídica pode ser o da interação entre a glicina e a alanina (aminoácidos originais), a qual origina um dipeptídeo, conforme mostra figura abaixo. De acordo com algumas fontes bibliográficas, dentre elas as referenciadas neste texto, a partir de 100 aminoácidos teremos uma proteína.
Exemplo de reação peptídica
3.1 Aminoácidos
Aminoácidos podem ser entendidos separadamente, ou ligados a proteínas. Após ligação à proteína, ocorre uma pequena modificação em sua composição, a perda de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (perda de água após realização da ligação peptídica), e a mudança de função química, que passa a ser amida. Entendamos a estrutura de um aminoácido fora do contexto de uma proteína. 
Todo aminoácido pode contar com mais de dois grupos funcionais, porém dois sempre existirão em sua estrutura. O grupo amino (-NH2), e o grupo carboxila (-COOH), que caracterizam, respectivamente, as funções amina e ácido carboxílico. A presença dessas duas funções na mesma molécula esclarece a nomenclatura utilizada, “aminoácido”.
Observe na figura a presença de diversos grupos na composição dos aminoácidos. Cada molécula de aminoácido é composta de um átomo de C, que se ligará a um hidrogênio, a um grupo amino, a uma carboxila e a um grupo orgânico que chamaremos de resíduo. Este grupo residual difere de aminoácido para aminoácido e determina sua propriedade. Existem dezenas de tipos de aminoácidos na natureza, mas apenas vinte aparecem no código genético, os quais chamamos de principais e alguns especiais que só aparecem em algumas proteínas.
3.2 Ácidos Nucleicos
Os ácidos nucleicos são macromoléculas encontradas em todas as células vivas, que constituem os genes, responsáveis pelo armazenamento,transmissão e tradução das informações genéticas. Tais moléculas recebem esse nome devido ao seu caráter ácido e também por terem sido descobertos no núcleo celular, em meados do século XIX.
Existem dois tipos de ácido nucleico: o ácido desoxirribonucleico, mais conhecido pela sigla DNA e o ácido ribonucleico, conhecido como RNA. Os ácidos nucleicos são constituídos por três diferentes componentes:
Pentoses: são carboidratos cuja molécula é formada por cinco carbonos. A pentose que forma o DNA é conhecida como desoxirribose, enquanto a do RNA é chamada ribose (daí os nomes desoxirribonucleico e ribonucleico).
Bases nitrogenadas: são compostos cíclicos que contêm nitrogênio. As bases nitrogenadas são cinco: adenina, citosina, guanina, timina e uracila; e destas somente as três primeiras são encontradas tanto no DNA quanto no RNA. A base nitrogenada timina ocorre somente no DNA, enquanto a uracila é uma base exclusiva do RNA.
Fosfato: um radical derivado da molécula do ácido fosfórico, composto químico responsável pelo caráter ácido dos ácidos nucleicos.
A união das pentoses às bases nitrogenadas e aos fosfatos forma um trio molecular que recebe o nome de nucleotídeo. Ambos os tipos de ácidos nucleicos são compostos por uma sequência de nucleotídeos, que são ligados entre si por meio dos radicais fosfatos, formando longas cadeias polinucleotídicas. Os nucleotídeos detêm grandes quantidades de energia, o que contribui para a realização de diversos processos metabólicos.
REFERÊNCIAS
https://pt.slideshare.net/kaires/bioquimica-62240928
https://alunosonline.uol.com.br/quimica/alcoois-graxos.html
https://www.infoescola.com/nutricao/gordura-saturada/
https://www.infoescola.com/bioquimica/acidos-graxos/
https://www.infoescola.com/bioquimica/lipidios/
https://www.soq.com.br/conteudos/em/macromoleculas/p3_2.php
https://quimicadomal.wordpress.com/2014/11/04/cerideos-2/
https://brasilescola.uol.com.br/saude-na-escola/glicerideos.htm
https://www.soq.com.br/conteudos/em/macromoleculas/p3.php
https://www.infoescola.com/quimica/esteroides/
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/carboidratos-ou-glicidios.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-carboidratos.htm
https://www.colegioweb.com.br/bioquimica/osideos.html
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-carboidratos.htm
https://www.infoescola.com/bioquimica/quimica-das-proteinas/
https://www.infoescola.com/bioquimica/aminoacidos/
http://educacao.globo.com/quimica/assunto/quimica-organica/proteinas-aminoacidos-e-enzimas.html
https://www.infoescola.com/bioquimica/acidos-nucleicos/