Proteínas

Proteínas
As proteínas são polímeros de aminoácidos, sendo a substância orgânica presente em maior quantidade entre os animais.

Funções Principais:
• Estrutural: exemplo: a queratina presente no cabelo e nas unhas.
• Enzimática: Aumento na velocidade de reações. Toda a proteína que faz catálise é dita enzima.
• Hormonal: Controle do organismo.
• Defesa: Todos os anticorpos são proteínas que fazem defesa.
• Reserva energética: Alguns aminoácidos podem ser utilizados pela célula para obtenção de energia, caso não haja nem açúcares nem lipídios disponíveis.
• Resistência a tecidos- exemplo: o colágeno, que dá resistência e sustentação à pele, fazendo-a permanecer lisa.
• Contração Muscular: Actina e miosina são proteínas que promovem a contração nas celulas musculares.
Transporte de CO2 e O2: A hemoglobina, proteína presente no interior dos glóbulos vermelhos, transporta estes gases respiratórios.

Aminoácidos:
Também chamados peptídeos, são as subunidades formadoras das proteínas ou peptídeos. Existem 20 tiposde aminoácidos na natureza:

Alanina	Arginina	Ácido aspártico	Ácido glutâmico	valina
leucina	isoleucina	lisina	Hidroxilisina	treonina
Cisteína	Cistina	metionina	glicina	serina
hidroxiprolina	fenilalanina	tirosina	histidina	triptofano

A estrutura dos aminoácidos

Todos apresentam uma estrutura semelhante, com um carbono central ligado a um radical amina, um radical carboxila, um hidrogênio e um quarto radical, chamado R, que é diferente para cada um dos 20 aminoácidos.














Os aminoácidos podem ser divididos em três categorias:

• Naturais: são aminoácidos que o organismo é capaz de sintetizar.
• Semi-essenciais: aminoácidos que o organismo fabrica em quantidade insuficiente.
• Essenciais: não são produzidos pelo organismo; por este motivo, são provenientes da alimentação.

Nem toda a proteína apresenta os 20 tipos de aminoácidos. Além disso, o número de aminoácidos entre as proteínas varia muito. A insulina, por exemplo, é uma molécula formada por 51 aminoácidos ea hemoglobina, por 574. Portanto duas proteínas podem diferir quanto ao número de aminoácidos, quanto aos tipos de aminoácidos que as compõem e ainda quanto à ordem em que os aminoácidos estão dispostos na estrutura na estrutura protéica.

As proteínas podem ser:
• Simples: formadas apenas por aminoácidos. Ex: os anticorpos;
• Conjugadas ou Complexas: Apresentam, além dos aminoácidos, um radical prostético (não protéico). Ex: as lipoproteínas.

Os aminoácidos reunem-se e formam as proteínas por meio da ligação entre o radical amina de um aminoácido, com a liberação de uma molécula de água : é a ligação peptídica.











O numero de ligações peptídicas em uma proteína é igual ao número de aminoácidos -1.








Estrutura das Proteínas:

Estrutura Primária:
Corresponde a uma sequência linear de aminoácidos.














Estrutura Secundária:
Além das ligações peptídicas entre os aminoácidos, estabelecem-se pontes de hidrogênio entre os radicais, de modo que a proteína adquire forma de α-hélice.






















Estrutura Terciária:
Corresponde à distribuição espacial e tridimensional de todos os átomos de proteína.





















Estrutura Quaternária:
É a associação de várias cadeias polipeptídicas, como ocorre por exemplo com a hemoglobina, que consiste na união de quatro cadeias polipeptídicas: alfa 1, alfa2, bet1 e beta 2.


















Tanto o estabelecimento de pontes de hidrogênio como o de outros tipos de ligações dependem da seqüência de aminoácidos que compõem a proteína. Uma alteração na seqüência de aminoácidos (estrutura primária) implica em alterações nas estruturas secundária e terciária da proteína. Como a função de uma proteína se relaciona com sua forma espacial, também será alterada.

Um exemplo clássico é a anemia falciforme. Nessa doença hereditária, há uma troca na cadeia de aminoácidos da hemoglobina (substituição de um ácido glutâmico por uma valina). Isto acaba por determinar mudanças na hemácia, célula que contém a hemoglobina, que assume o formato de foice quando submetida a baixas concentrações de oxigênio.













Desnaturação das Proteínas
Quando as proteínas são submetidas à elevação de temperatura, a variações de pH ou a certos solutos como a uréia, sofrem alterações na sua configuração espacial, e sua atividade biológica é perdida. Este processo se chama desnaturação. Ao romper as ligações originais, a proteína sofre novas dobras ao acaso. Geralmente, as proteínas se tornam insolúveis quando se desnaturam. É o que ocorre com a albumina da clara do ovo que, ao ser cozida, se torna sólida.

Na desnaturação, a seqüência de aminoácidos não se altera e nenhuma ligação peptídica é rompida. Isto demonstra que a atividade biológica de uma proteína não depende apenas da sua estrutura primária, embora esta seja o determinante da sua configuração espacial.
Algumas proteínas desnaturadas, ao serem devolvidas ao seu meio original, podem recobrar sua configuração espacial natural. Todavia, na maioria dos casos, nos processos de desnaturação por altas temperaturas ou por variações extremas de pH, as modificações são irreversíveis. A clara do ovo se solidifica, ao ser cozida, mas não se liquefaz quando esfria.

Biologia Molecular II

Carboidratos, Glicídeos ou Glúcides

Substância orgânica presente em maior quantidade nos vegetais, os glicídios, são compostos formados por C, H e O e têm como principal função a energética, podendo ainda ter papel estrutural ou plástico.

São classificados em:




Monossacarídeos

São os glicídios mais simples. De acordo com o número de átomos de carbono em sua estrutura, são chamados de trioses, tetroses, pentoses ou hexoses, isto é com 3, 4, 5 e 6 carbonos respectivamente.

A fórmula geral, onde há um carbono para cada dois hidrogênios e um oxigênio: Cn(H2O)n. Se um monossacrídeo tiver 4 átomos de carbono, ele terá 8 átomos de hidrogênio e 4 átomos de oxigênio.

Os monossacarídeos recebem o sufixo –ose, precedida pelo numero de carbonos que contém em sua fórmula, então:




Nº carbonos	Fórmula	Nome
3	C3H6O3	Triose
4	C4H8O4	Tetrose
5	C5H10O5	Pentose
6	C6H12O6	Hexose
7	C7H14O7	heptose




Pentoses:

Hexoses:

Dissacarídeos

São formados pela união de dois monossacarídeos.

Na reação de formação de um dissacarídeo há formação de uma molécula de água, portanto se trata de uma síntese por desidratação para cada ligação. Um dos monossacarídeos perde um hidrogênio (H) e o outro perde a hidroxila (OH). Essa duas moléculas se unem, formando uma molécula de água (H2O). a ligação que ocorre entre as extremidades dos monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica.

Dissacarídeo	Monossacarídeos constituintes	Função
Sacarose	Glicose + frutose	Apresenta função energética. Está presente nos vegetais, principalmente na cana-de-açúcar.
Lactose	Glicose + galactose	Apresenta função energética e é o açúcar presente no leite.
Maltose	Glicose + glicose	Apresenta função energética e é encontrado em vegetais.

Polissacarídeos

Os polissacarídeos são moléculas formadas através da união de vários monossacarídeos. Alguns apresentam em sua fórmula átomos de nitrogênio e enxofre.

Esse grupo de carboidratos é formado por moléculas que não possuem sabor adocicado, como nos outros grupos.

Os polissacarídeos são moléculas muito grandes, em comparação com os outros carboidratos, por isso são considerados macromoléculas.

Os polissacarídeos são insolúveis em água, o que é de grande importância para os seres vivos, pois desempenham função estrutural e armazenadora de energia. A quitina, por exemplo, é constituinte da parede celular de fungos e do exoesqueleto de artrópodes. Se ela fosse solúvel, esses animais não poderiam entrar em contato com a água que todo seu esqueleto amoleceria.

No momento da digestão, para que essas moléculas sejam absorvidas, é necessário que sejam quebradas em moléculas menores, os monossacarídeos. A reação de quebra ocorre através da hidrólise. Note que a reação de união entre dois monossacarídeos ocorre pelo processo inverso, reação por desidratação.

As moléculas de polissacarídeos são polímeros, ou seja, as moléculas que os constituem são idênticas ou semelhantes. Essas unidades são chamadas de monômeros.

Acúcares formados pela união de várias moléculas de glicose. São classificados em polissacarídeos de reserva energética e polissacarídeos estruturais.

Principais Polissacarídeos estruturais

Polissacarídeo	Função
Celulose	Participa da composição da parede celular dos vegetais. É o carboidrato mais abundante na natureza.
Quitina	Está presente na parede celular de fungos e no exoesqueleto dos atropodes. Possuem grupos amina (NH2) em sua cadeia.

Principais Polissacarídeos energéticos

Polissacarídeo	Função
Amido	Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e folhas.
Glicogênio	É o carboidrato de reserva dos animais e dos fungos. É armazenado nos músculos e no fígado dos animais.

Biologia Molecular I

A Composição Química da Célula

Os seres vivos são formados pelos mesmos elementos químicos presentes na natureza. Os mais frequentes são: C, H, O, N, Ca, P, Fe, Na, K e Cl. Elementos que podem estar na forma iônica ou combinados entre si, formando substâncias inorgânicas (água e sais minerais) e orgânicas (proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucleicos).
Todos os seres vivos apresentam a mesma composição química em sua estrutura, variando apenas a quantidade dessas substâncias.
As substâncias orgânicas e inorgânicas presentes nos seres vivos podem reagir entre si. O conjunto de reações químicas que ocorre na célula denomina-se metabolismo.

Metabolismo é o conjunto de reações químicas celulares.
As reações metabólicas podem ser de dois tipos:

Anabolismo: Formação de substâncias complexas com base em substâncias simples, sempre envolvendo absorção de energia (reações endotérmicas). A fotossíntese , por exemplo, é uma reação anabólica, pois, com base em substâncias simples, como CO2 e H2O, forma-se uma substância complexa, a glicose.
CO2 + H2O = »luz, energia» Glicose + O2
Catabolismo: Reações de quebra de substâncias complexas, originando substâncias simples, com libereação de energia (reações exotérmicas). A respiração celular aeróbia é um exemplo de reação catabólica, pois a quebra de CO2 e O2 libera energia.

Glicose + O2 =» CO2 + H2O + Energia


Substâncias Inorgânicas

Água

É a substância presente em maior quantidade nos seres vivos. A taxa de água varia de acordo com:
- Espécie: Em algumas espécies, por exemplo, os cnidários, a água representa aproximadamente 95% da massa do corpo; em um adulto da espécie humana, esse valor é aproximadamente 70%.
- Idade: Quanto mais jovem for o indivíduo, maior a quantidade de água. Exemplo: o feto humano tem mais de 90% de água, enquanto o adulto tem 70%.
- Tecido: A quantidade de água nos diferentes tecidos depende da atividade metabólica de cada um deles, ou seja quanto maior a atividade, maior a quantidade de água. Exemplo: o tecido muscular apresenta maior quantidade de água que os tecidos ósseo e adiposo, por exemplo.

A quantidade de água nos organismos não pode sofrer variações muito intensas. A perda excessiva de água denomina-se desidratação.
Doenças que têm como sintomas diarréia e vômitos podem levar à desidratação, principlamente em crianças.

Principais funções da água nos organismos:
• Solvente de líquidos orgânicos como o sangue, urina, suor e linfa, e do próprio interior celular.
• Transporte de substâncias.
• Lubrificante de órgãos e tecidos.
• Manutenção da temperatura corporal, por apresentar alta capacidade de absorção de calor.
• Participação nas reações de hidrólise (ruptura de moléculas na presença de água).

A água presente nos tecidos humanos é proveniente:
- Da ingestão de líquidos, e alimentos;
- Do produto final do metabolismo celular. Algumas reações químicas produzem água, como a respiração celular aeróbia, a síntese de proteínas e nos vegetais, a fotossíntese.

Os Sais Minerais

Os sais minerais podem ser encontrados nos seres vivos na forma iônica, de cristais, ou molecular, e também fazendo parte de substâncias inorgânicas.

Na forma iônica:
São os sais dissociados na água, aparecendo dentro e fora das células.

Na forma Cristalina ou molecular:
São os sais que constituem substâncias esqueléticas, como os ossos dos vertebrados, a casca dos ovos, a concha dos moluscos, entre outros.

Compondo substâncias orgânicas:
Muitos minerais como enxofre, ferro e magnésio, fazem parte de moléculas de proteínas.

Os principais minerais presentes nos seres vivos são:

Mineral	Função
Ferro Fe ++	Faz parte das proteínas Hemoglobina e mioglobina, responsáveis pelo transporte de gases respiratórios aos tecidos.
Cálcio Ca++	Mineralização de ossos e dentes, participa da coagulação sanguínea, e contração muscular.
Fosfato PO4---	Atua na formação de nucleotídeos, que são unidades estruturais de DNA e RNA. Auxilia o armazenamento de energia celular na molécula de ATP.
Magnésio Mg++	Forma a proteína clorofila responsável pela absorção de luz na fotossíntese. Ativa várias enzimas celulares.
Sódio Na+ e Potássio K+	Atuam na transmissão do impulso nervoso e no equilíbrio osmótico.
Iodo I	Formação dos hormônios da tireóide
Cloro Cl-	Principal íon negativo no líquido extracelular, importante na manutenção do pH.

Substâncias Orgânicas

Lipídios ou Lípides

São substâncias formadas pela união de ácidos graxos e álcoois.














Principais Funções:
• Função estrutural ou plástica: Construção de membranas.
• Reserva energética.
• Isolante térmico.
• Função hormonal: Os hormônios sexuais e da suprarenal têm constituição lipídica.
• Isolante elétrico: Na condução do impulso nervoso.
• Impermeabilizante: Por exemplo, a cutina que reveste a epiderme de determinados órgãos vegetais.


Os lipídios podem ser classificados em:
- Simples: Quando formados apenas por ácidos graxos e álcoois, contendo assim apenas C, H e O.
- Complexos: Quando além dos ácidos graxos e álcoois, apresentam um outro radical, como o fosfato (fosfolipídios), ou o acúcar (glicolipídios).

Classe dos Lipídios	Exemplos	Papel Biológico
Simples Glicerídeos Cerídeos Esteróis	Óleos e Gorduras Ceras Cortisona	Reserva energética de Animais e Vegetais. As gorduras, nas aves e mamíferos, funcionam como isolante térmico, impedindo perda de calor na pele. Impermeabilização de superfícies sujeitas à desidratação. Ex: Superfícies de folhas e frutos. Antialérgico, hormônios sexuais.
Complexos	Fosfolipídios	Principal Componente da Membranas Celulares. Ex: Esfingomielina.

E o Colesterol?
Quando livre o colesterol é uma molécula de álcool. Como um álcool, pode se ligar a uma molécula de ácido graxo e formar um lipídio, tornando-se assim uma substância gordurosa que serve para lubrificar os vasos sanguíneos internamente, facilitando a circulação. Quando em excesso, pode causar a obstrução de artérias e veias. O aumento da síntese de colesterol pelo fígado e pelas paredes intestinais provoca o excesso de colesterol no organismo. É pouco absorvido dos alimentos.