A base molecular da vida Constituintes da matéria-viva

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1 A base molecular da vida Constituintes da matéria-viva Principais elementos químicos dos seres vivos Quando se analisa a matéria-viva que constitui os seres vivos, encontram-se principalmente os seguintes elementos: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). Principais moléculas dos seres vivos Substâncias Constituintes Célula Animal Célula Vegetal Inorgânicas Água 60% 75% Sais Minerais 4,3% 2,5% Glicídios 6,2% 18% Orgânicas Lipídios 11,7% 0,5% Proteínas 17,8% 4% 1 - ÁGUA A água é considerada o grande constituinte celular. diminui em quantidade de acordo com a idade; quantidade varia de acordo com o órgão. solvente universal; transporte de substâncias; regulação da temperatura corporal; meio ideal para a ocorrência de reações químicas. Utilidades para o ser humano: higiene pessoal e dos alimentos; preparação dos alimentos; agricultura; lazer. 2 - SAIS MINERAIS São necessários para o bom funcionamento do corpo dos organismos. Exemplos de sais minerais e suas funções: Cálcio (Ca): coagulação sanguínea, contração muscular e componente dos ossos e dentes. Sódio (Na) e Potássio (K): funcionamento dos neurônios. Ferro (Fe): constituinte da hemoglobina. Iodo (I): constituinte dos hormônios da tireóide. 3 - GLICÍDIOS ou CARBOIDRATOS ou AÇÚCARES Moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. principal fonte de energia; estrutural (arquitetura corporal dos seres vivos); constituinte dos ácidos nucleicos (DNA e RNA). Tipos: Monossacarídeos: glicídios simples, que apresentam entre três e sete átomos de carbono na molécula. Fórmula geral Cn (H 2 O)n Trioses - C 3 H 6 O 3 Tetroses - C 4 H 8 O 4 Pentoses - C 5 H 10 O 5 (ex: ribose e desoxirribose) Hexoses - C 6 H 12 O 6 (ex: glicose, frutose e galactose) Heptoses - C 7 H 14 O 7 1

2 Dissacarídeos: glicídios constituídos pela união de dois monossacarídeos. Sacarose = glicose + frutose Lactose = glicose + galactose Maltose = glicose + glicose Polissacarídeos: glicídios constituídos pela união de centenas ou mesmo milhares de monossacarídeos. Amido: polissacarídeo de reserva vegetal. Encontra-se na raiz e no caule. Glicogênio: polissacarídeo de reserva animal. Encontra-se no fígado e nos músculos. Celulose: polissacarídeo constituinte da parede celular vegetal o esqueleto das células vegetais. Quitina: polissacarídeo constituinte do exoesqueleto dos artrópodes e da parede celular dos fungos. 4 - LIPÍDIOS O termo lipídio designa alguns tipos de substâncias orgânicas cuja principal característica é a insolubilidade em água e a solubilidade em solventes orgânicos. reserva energética; isolante térmico; constituinte da membrana plasmática; constituinte dos hormônios sexuais; proteção e impermeabilização. Tipos: Glicerídios: são moléculas do álcool glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos; neste último caso, os glicerídeos são conhecidos como triglicerídios ou triglicérides. Eles constituem os óleos e as gorduras, que diferem entre si quanto a uma propriedade física, o ponto de fusão: enquanto os óleos são líquidos em temperatura ambiente, as gorduras são sólidas. Os seres vivos utilizam os glicerídios como reserva de energia para momentos de necessidade; assim como isolante térmico, ajudando a manter a temperatura corporal. Uma quantidade de gorduras e óleos é necessária para o organismo absorver as chamadas vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K), que só se dissolvem em lipídios. Cerídios: são constituídos por uma molécula de álcool unida a uma ou mais moléculas de ácidos graxos. As ceras são altamente insolúveis em água e são muito importantes para as plantas, pois revestem a superfície de certas folhas tornando-as impermeáveis, impedindo a perda de água por transpiração. Já nos animais estão presentes no revestimento corporal, como proteção (cera do ouvido) e como material para a construção de moradias (abelhas). Esteroides: são considerados uma categoria especial de lipídios. São constituídos por átomos de carbono interligados formando quatro anéis carbônicos aos quais estão ligados outros tipos de átomos, como o hidrogênio e o oxigênio, por exemplo. O colesterol é um importante componente das membranas celulares dos animais e dos hormônios sexuais (estrógeno e testosterona). A molécula de colesterol é sempre a mesma, o que se denomina colesterol ruim e colesterol bom está relacionado às proteínas sanguíneas encarregadas do transporte de diversos lipídios. LDL (Low Density Lipoprotein) ou lipoproteína de baixa densidade; HDL (High Density Lipoprotein) ou lipoproteína de alta densidade. As LDL são as principais transportadoras de colesterol, enquanto as HDL são as principais transportadoras de fosfolipídios, mas ambas podem transportar os dois tipos de moléculas. As LDL transportam o colesterol pelo sangue até os tecidos do corpo e lá o composto é degradado pela célula e o colesterol é utilizado para a síntese das membranas celulares. Quando em excesso, as LDL se depositam na parede dos vasos sanguíneos ocasionando a aterosclerose. São consideradas colesterol ruim. As HDL captam parte do excesso de colesterol do sangue levam-no até o fígado, retirando essas moléculas da corrente sanguínea. São consideradas colesterol bom. Fosfolipídios: um fosfolipídio é um glicerídio combinado a um grupo fosfato. Os fosfolipídios são os principais componentes das membranas celulares. Carotenoides: são pigmentos de cor vermelha, laranja ou amarela. Presentes nas células de todas as plantas, nas quais desempenham função importante na fotossíntese. São importantes também para os animais: o caroteno é um carotenoide alaranjado presente na cenoura e em outros vegetais e é constituinte da vitamina A. 5 - PROTEÍNAS Moléculas formadas por dezenas, centenas ou milhares de aminoácidos ligados entre si. 2

3 Um aminoácido apresenta um carbono alfa, ao qual se ligam um grupo amina (NH 2 ), um grupo carboxila (COOH), um hidrogênio (H) e um radical. Existem vinte tipos de aminoácidos e são classificados como: essenciais: que são aqueles que o organismo não consegue produzir, tendo que obtê-los pela alimentação. naturais ou não essenciais: são aqueles que podem ser produzidos a partir de outras substâncias. Os aminoácidos se unem, para formar as proteínas, por meio de ligações químicas chamadas ligações peptídicas. Tais ligações ocorrem entre o grupo amina de um aminoácido com o grupo carboxila do outro aminoácido e liberação de uma molécula de água. As proteínas diferenciam-se umas das outras por apresentarem: quantidade diferente de aminoácidos; tipos diferentes de aminoácidos; sequência diferente de aminoácidos. Arquitetura das proteínas Estrutura primária - sequência linear de aminoácidos em uma cadeia polipeptídica. Estrutura espacial: estrutura secundária enrolamento helicoidal da cadeia polipeptídica. estrutura terciária dobramento da cadeia polipeptídica helicoidal. estrutura quaternária duas ou mais cadeias polipeptídicas unidas. Globulares cadeias polipeptídicas enoveladas. Fibrosas cadeias polipeptídicas formam fibras semelhantes à uma corda. As enzimas Algumas proteínas importantes e suas funções Tipo de proteína Exemplos Onde são encontradas Estrutural colágeno ossos, tendões, cartilagens e na pele. Defesa anticorpo na corrente sanguínea dos vertebrados. Transportadora hemoglobina na corrente sanguínea dos vertebrados e de alguns invertebrados. Reguladora insulina na corrente sanguínea hormônio regulador do teor de glicose. Armazenamento ovoalbumina na clara do ovo. Contração actina e nos músculos lisos e miosina estriados. Enzima pepsina no estômago. 3

4 Moléculas polipeptídicas que participam das reações biológicas, aumentando sua velocidade, mas sem sofrerem nenhuma alteração. As enzimas são consideradas catalisadores biológicos. Modelo Chave-Fechadura A grande especificidade das enzimas é explicada pelo fato de elas se encaixarem perfeitamente aos seus substratos, como uma chave se encaixa à sua fechadura. O encaixe com a enzima facilita a modificação dos substratos, originando os produtos da reação. Esses se libertam da enzima, que pode atuar novamente. Assim, as enzimas catalisam as reações químicas sem serem consumidas e sem sofrerem alterações moleculares. Fatores que alteram a atividade enzimática temperatura: dentro de certos limites a velocidade da reação aumenta com o aumento da temperatura, porém valores elevados de temperatura podem causar a desnaturação da enzima (perda da forma); grau de acidez: cada enzima possui uma ação ótima dentro de determinados valores de acidez do meio, fora desses valores, ocorre a desnaturação da enzima. 6 - VITAMINAS Substâncias orgânicas necessárias em pequena quantidade e que o organismo não é capaz de produzir e precisam ser obtidas pela alimentação. As vitaminas trabalham em conjunto com as enzimas para o bom funcionamento do organismo. Podem ser divididas em: hidrossolúveis: dissolvem-se em água e devem ser ingeridas diariamente. São as vitaminas B e C. lipossolúveis: dissolvem-se em lipídios e não devem, necessariamente, serem ingeridas diariamente. São as vitaminas A, D, E e K. 7 - ÁCIDOS NUCLEICOS Existem dois tipos de ácidos nucleicos: DNA: ácido desoxirribonucleico. RNA: ácido ribonucleico. DNA e RNA são constituídos por subunidades chamadas de nucleotídeos. Um nucleotídeo apresenta: 1 = um grupo fosfórico 2 = uma pentose: ribose (RNA); desoxirribose (DNA) 3 = uma base nitrogenada: timina (DNA); uracila (RNA); adenina (DNA/RNA); citosina (DNA/RNA); guanina (DNA/RNA) As moléculas de DNA são constituídas por duas cadeias polinucleotídicas, unidas por pontes de hidrogênio, enroladas como uma escada helicoidal. Já as moléculas de RNA são constituídas por uma cadeia polinucleotídica única. 4

5 DNA: 1= ácido fosfórico; 2= desoxirribose; 3= base nitrogenada RNA: 1= ribose; 2= ácido fosfórico; 3= base nitrogenada 5