RESUMÃO DE BIOLOGIA BIOQUÍMICA CELULAR

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1 RESUMÃO DE BIOLOGIA BIOQUÍMICA CELULAR A bioquímica, baseada essencialmente no carbono, consiste num conjunto de reações quimicas que ocorrem dentro das células, em solução aquosa, permitindo aos organismos que cresçam, reproduzamse e manifestem todas as caracteristicas da vida. Existem 96 elementos químicos que ocorrem naturalmente no planeta e somente 26 desses elementos são encontrados nos seres vivos. Os elementos químicos mais abundantes da matéria viva são: ÁGUA A fórmula da água é [cada molécula é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio]. A sua geometria molecular não é linear, formando uma zona negativa e uma zona positiva, tratandose, portanto, de uma molécula polar.

2 Por essa razão, cada molécula de água tende a se unir a outras quatro, por atração das cargas opostas. O hidrogênio de uma molécula é atraído pelo oxigênio de outra. Neste ponto de contato, estabelece-se a interação denominada ponte de hidrogênio [ ]. Devido às pontes de hidrogênio, cada molécula de água é fortemente atraída pela outra, fenômeno denominado coesão. A coesão entre as moléculas é responsável pela sua alta tensão superficial na fase líquida, pela qual certos insetos conseguem pousar sobre a água sem afundar. A água desempenha diversas funções no corpo humano, funcionando como solvente universal, e participando nas reações de hidrólise, transpiração [funcionando como regulador térmico] e eliminação de excretas. SAIS MINERAIS São moléculas inorgânicas formadas por íons. Classificam-se em: Macrominerais: cálcio, fósforo, potássio, sódio, cloro, magnésio e enxofre. São necessários em grandes quantidades. Microminerais: [também chamado de oligoelementos] ferro, zinco, cobre, iodo, flúor, manganês, selênio etc. São necessários em pequenas quantidades. Cálcio [ ]: Componente importante dos ossos e dos dentes. Essencial à coagulação do sangue e funcionamento normal dos músculos. Os cristais de fosfato de cálcio [ ( ) ] produzidos pelos osteoblastos compõem a matriz óssea em conjunto com íons minerais, sendo os responsáveis pela rigidez dos ossos. A tromboplastina, enzima liberada pela ação das plaquetas, em conjunto com íons de cálcio, catalisa a reação de conversão de uma proteína, a protrombina, em trombina, que, por sua vez, catalisa a reação de conversão de outra proteína, o fibrinogênio, em fibrina, uma proteína fibrosa cujas moléculas se entrelaçam, formando uma rede, impedindo a passagem das hemácias e originando o coágulo.

3 As fibras musculares [miócitos] possuem uma grande quantidade de retículo endoplasmático liso, nesse caso denominado retículo sarcoplasmático, especializado em armazenar íons de cálcio. Através de estímulos nervosos, os íons de são liberados para o citosol [citoplasma] da célula, onde induzem as moléculas de ATP a reagirem com as moléculas de miosina, energizando-as, e fazendo com que os feixes de actina deslizem sobre ela, contraindo o músculo. Cobalto [ ]: Componente da vitamina [cobalamina], essencial para a produção das hemácias. As hemácias, glóbulos vermelhos ou eritrócitos, são produzidas na medula óssea vermelha pelo processo chamado eritropoiese, no qual células-tronco hematopoiéticas diferenciam-se em eritroblastos, que sintetizam grande quantidade de hemoglobina. No decorrer da sua maturação a partir da vitamina, os eritroblastos perdem o seu núcleo e partem para o sangue, transformando-se em uma hemácia madura. Cobre [ ]: Componente da maioria das enzimas e essencial para a síntese de hemoglobina. Vem sendo usado no mobiliário hospitalar devido à sua recém-descoberta atividade antimicrobiana. Magnésio [ ]: Componente de muitas coenzimas [unidades não proteicas das enzimas conjugadas]. Compõe a clorofila, sendo responsável pela fotossíntese. Iodo [ ]: Componente dos hormônios da glândula tireóidea, que regulam o metabolismo. A falta de iodo pode determinar o hipotireoidismo, que pode levar ao desenvolvimento acentuado da glândula tireóidea, determinando o bócio. Potássio [ ]: Principal cátion no interior das células. Influencia a contração muscular e a atividade dos nervos. Sódio [ ]:

4 Principal cátion no liquido extracelular. Essencial para a condução do impulso nervoso. Tanto o sódio quanto o potássio participam do transporte ativo de substâncias da célula, podendo ocorrer do local de menor concentração para o de maior [contra o gradiente de concentração]. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na + na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K + e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP. Para cada três íons de sódio bombeados ativamente para fora da célula, dois íons de potássio são bombeados ativamente para dentro. O impulso nervoso que se propaga através do neurônio é de origem elétrica e resulta de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna da membrana celular, através da entrada e saída de íons de sódio e potássio. PROTEÍNAS As proteínas são moléculas formadas por aminoácidos. O aminoácido é uma molécula orgânica formada por um centro quiral ligado a um grupo amina, um grupo carboxila e uma cadeia lateral específica para cada aminoácido. Existem vinte tipos de aminoácidos constituintes de proteínas: alguns deles, o organismo sintetiza [aminoácidos naturais] enquanto outros devem ser captados pela alimentação [aminoácidos essenciais].

5 As proteínas são classificadas em simples, formadas apenas por aminoácidos, ou em conjugadas, formadas por aminoácidos e grupos prostéticos: Glicoproteína: o grupo prostético é um glicídio. Lipoproteína: o grupo prostético é um lipídio. Nucleoproteína: o grupo prostético é um ácido nucleico. Os aminoácidos se unem quimicamente por ligações peptídicas [grupo amina + grupo carboxila, liberando ] e formam os peptídios, dipeptídios, tripeptídios etc. Proteínas são moléculas formadas por um ou mais polipeptídios contendo, geralmente mais de cem aminoácidos. Toda proteína é um polipeptídio, mas nem todo polipeptídio é proteína. As proteínas exercem diversas funções nos organismos. São exemplos de proteínas as enzimas, catalisadores de reações químicas [como a fenilalanina hidroxilase, responsável pela transformação da fenilalanina do plasma sanguíneo - sua ausência é a causa da doença denomina fenilcetonúria], os anticorpos, elementos do sistema imunológico do organismo [como os linfócitos CD4, CD8 e plasmócitos ou B], proteínas estruturais constituintes da pele e de pêlos [colágeno, elastina e queratina], nutrientes, proteínas de armazenamento [caseína no leite e albumina no ovo] e os hormônios, que regulam o metabolismo do corpo [como a insulina e o glucagon reguladores da quantidade de açúcar no sangue]. LIPÍDIOS Os lipídios são compostos orgânicos insolúveis em água. A maioria possui função energética, como os triglicérides [óleos e gorduras], formados por glicerol e ácidos graxos. Os fosfolipídios [2 ácidos graxos + glicerol + grupo fosfato] compõem a membrana plasmática, sendo formados por uma região hidrofílica [cadeia principal] e uma região hidrofóbica [ramificações]. Os esteroides constituem uma categoria especial de lipídios, sendo moléculas formadas por quatro anéis carbônicos. O esteroide mais abundante nos tecidos animais é o colesterol. O colesterol é sintetizado naturalmente pelo fígado, além de ser absorvido pelo intestino a partir da alimentação, sendo responsável pela produção da bile [que emulsifica as gorduras sem a atividade de

6 enzimas], além de ser o precursor da vitamina D, dos hormônios sexuais [testosterona, estrógeno e progesterona] e suprarrenais [cortisol e aldosterona]. É classificado de acordo com a lipoproteína que o transporta: Colesterol ruim [LDL]: lipoproteína de baixa densidade que fornece colesterol aos tecidos. Colesterol bom [HDL]: lipoproteína de alta densidade que remove colesterol dos tecidos. O colesterol é decomposto também no fígado, sendo expelido na forma de sais biliares. GLICÍDIOS Glicídios, também chamados de açúcares, carboidratos ou hidratos de carbono, são moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São classificados em três grupos, de acordo com o tamanho e a organização de sua molécula: Monossacarídeo Os monossacarídeos são carboidratos simples, de formula molecular ( ), onde n é no mínimo 3 e no máximo 8. São os verdadeiros açúcares, solúveis em água e, de modo geral, de sabor adocicado, como é o caso da glicose, frutose e galactose. Dependendo do número de carbonos, os monossacarídeos se classificam em trioses, tetroses, pentoses [Ribose no RNA e Desoxirribose no DNA], hexoses e heptoses. Dissacarídeo Os dissacarídeos são carboidratos formados por dois monossacarídeos unidos quimicamente por uma síntese por desidratação [ligação glicosídica], produzindo água, como é o caso da sacarose [glicose + frutose] e da lactose [glicose + galactose]. Polissacarídeos Considerados macromoléculas, os polissacarídeos são carboidratos formados por centenas e até milhares de monossacarídeos, como o amido, glicogênio, quitina e celulose. Amido: carboidrato de reserva energética dos vegetais. Glicogênio: carboidrato de reserva energética dos animais. Celulose: carboidrato estrutural dos vegetais.

7 Quitina: carboidrato estrutural dos animais. VITAMINAS Vitamina é uma designação de qualquer substância orgânica que o organismo não consegue produzir e é necessária em pequena quantidade para o seu bom funcionamento. As vitaminas classificam-se em hidrossolúveis, que se dissolvem em água, como as vitaminas do complexo B e a vitamina C, e em lipossolúveis, como as vitaminas A, D, E e K. A maioria das vitaminas atuam como cofatores enzimáticos, dessa maneira, uma dieta pobre em vitaminas compromete o funcionamento de determinadas enzimas, e, por sua vez, gera um quadro de anormalidades denominado avitaminose, como escorbuto [carência de vitamina C] e beribéri [carência de vitamina ]. Vitamina B1 Pode ser encontrada em todos os alimentos, com exceção de peixes. Sua ausência causa Béri-Béri [musculatura comprometida]. VITAMINA B2/RIBOFLAVINA Encontrada em carnes, ovos e vegetais. Sua ausência causa Dermatite. Essa vitamina também é precursora do aceptor de hidrogênios FAD [Flavina Adenina Dinucleotídeo]. VITAMINA B3/VITAMINA PP/NIACINA Encontrada em carnes, ovos e laticínios. Sua ausência causa pelagra. Essa vitamina também é precursora do aceptor de hidrogênios NAD [Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo]. VITAMINA B6 Encontrada em carnes, cereais, ovos e laticínios. Sua ausência causa distúrbios nervosos. VITAMINA B11/ÁCIDO FÓLICO Encontrada em carnes, ovos, frutas e cereais. Sua ausência causa anemia e espinha bífida. VITAMINA B12/COBALAMINA

8 Encontrada em carnes, ovos e laticínios. Sua ausência causa anemia perniciosa. VITAMINA C/ÁCIDO ASCÓRBICO Encontrada em frutas cítricas e vegetais folhosos. Sua ausência causa escorbuto [hemorragia nas gengivas]. VITAMINA A/RETINOL Encontrada em legumes, frutos e vegetais. Sua ausência causa cegueira noturna. VITAMINA D/CALCIFEROL Encontrada em carnes, ovos e laticínios. Produzida a partir do colesterol estimulado pela luz solar. Sua ausência causa raquitismo. VITAMINA E/TOCOFEROL Encontrada em óleos vegetais, cereais integrais e laticínios. Sua ausência causa anemia, esterilidade masculina e aborto em gestantes. VITAMINA K/FILOQUINONA Encontradas em vegetais e castanhas. Também é produzida pela flora intestinal [micróbios]. Sua ausência causa retardo no tempo de coagulação do sangue, resultando em hemorragias. ÁCIDOS NUCLEICOS Os ácidos nucleicos são assim chamados devido ao seu caráter ácido e por terem sido originalmente descobertos no núcleo das células, sendo importantes por constituírem os genes, responsáveis pela herança biológica. Há dois tipos de ácido nucleico: o ácido desoxirribonucleico [DNA] e o ácido ribonucleico [RNA]. Os ácidos nucleicos são constituídos por três tipos de componentes: glicídios [desoxirribose no DNA e ribose no RNA], ácido fosfórico e bases nitrogenadas [adenina, citosina, guanina, timina no DNA e uracila no RNA]. A base nitrogenada timina ocorre exclusivamente no DNA, enquanto a uracila está presente apenas no RNA. As bases adenina, citosina e guanina são constituídas por dois anéis de carbono e nitrogênio, sendo denominadas bases púricas, ou purinas.

9 As bases timina e uracila são constituídas por um anel de carbono e nitrogênio, sendo denominadas bases pirimídicas, ou pirimidinas. Os três componentes dos ácidos organizam-se em um trio molecular denominado nucleotídio. Tanto o DNA quanto o RNA são formados por nucleotídios ligados em sequencia em longas cadeias polinucleotídicas. A união entre os nucleotídios dá-se entre o açúcar de um deles e o fosfato do outro e é denominada ligação fosfodiéster.