A1 PROCESSOS BIOLOGICOS - MOLÉCULAS ORGANICAS

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A1 – PROCESSOS BIOLÓGICOS
Discente: Juliana Silva Monteiro de Morais - Biomedicina Semipresencial
PRINCIPAIS MOLÉCULAS ORGÂNICAS – PROPRIEDADES E FUNÇÕES
1 INTRODUÇÃO 
As moléculas orgânicas são aquelas que têm átomos de carbono em sua composição. O carbono é um elemento versátil, capaz de realizar diferentes tipos de ligações covalentes com outros elementos químicos. Assim, formando a estrutura básica das biomoléculas. A versatilidade dessas ligações resulta em um universo muito amplo e diversos grupos químicos formados, que tem extrema importância para a dinâmica celular dos seres vivos, representando mais de 50% do peso seco total das células.
2 DESENVOLVIMENTO
As biomoléculas auxiliam nos processos químicos dos seres vivos e em geral são classificadas como orgânicas, mas podem também ser inorgânicas.  Além do carbono, elas são compostas também por outros átomos, os principais são o oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. As biomoléculas mais importantes são os carboidratos, as proteínas, ácidos nucleicos e os lipídeos.
2.1 CARBOIDRATOS
Componentes essenciais para sobreviver, e muito abundantes na natureza. Estão presentes nessas biomoléculas os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Seu nome está diretamente ligado á sua formula química, hidrato de carbono. São importantes como reserva energética, estrutural e sinalização entre proteínas e outras macromoléculas, sendo popularmente conhecidos como açúcares e suas principais variações são a glicose e a frutose. 
Podemos ainda, classificar os carboidratos em três grupos: Monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
Monossacarídeos
São os compostos mais simples e que não podem ser hidrolisados. Sua estrutura é uma cadeia de carbono linear e simples. Como exemplo, podemos citar a glicose, frutose e galactose.
Os monossacarídeos podem ser classificados de acordo com o número de carbonos que possuem. De acordo com essa classificação, há trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses e assim por diante. Os monossacarídeos mais comuns são as pentoses, como é o caso da ribose e da desoxirribose, e as hexoses, que podem ser representadas pela glicose, frutose e galactose.
Oligossacarídeos
São formados polímeros de monossacarídeos, ligados por ligações glicosídicas.
Os oligossacarídeos com maior função biológica são os dissacarídeos ( união de dois monossacarídeos). Como principais exemplos, podemos citar a maltose (glicose + glicose), lactose (galactose + glicose) e sacarose (glicose + frutose).
Polissacarídeos
As funções principais dos polissacarídeos são de armazenamento e estrutural, alem de serem fontes principais do metabolismo energético das células.
São carboidratos formados a partir da polimerização de vários outros açúcares menores. Ou seja, são cadeias orgânicas de monossacarídeos, em formato linear ou ramificado, podendo ter diversos tamanhos.
Como exemplo, podemos citar o amido, o glicogênio e a celulose, três importantes macromoléculas. O amido é uma importante reserva energética encontrada nos vegetais e nos fungos. A reserva energética encontradas nos animais é o glicogênio, que fica acumulado no fígado e nos músculos. Já a celulose é um importante componente da parede celular, sendo o carboidrato mais abundante na natureza.
2.2 PROTEÍNAS
As proteínas compreendem a segunda classe de elementos mais abundantes nas células, e são compostas por moléculas de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Sendo mediadoras de praticamente de todas as reações celulares, representando aproximadamente 40% do peso seco do nosso corpo, estando presentes em nossas unhas, cabelos, pele, ossos, músculos e sangue. São polímeros de aminoácidos, com diversas funções, incluindo função catalítica (enzimas), estrutura, transporte intra e extracelular, sinalizadora, participando da proteção e manutenção basal e vital dos organismos vivos. A ligação de aminoácidos ocorre por meio de ligações peptídicas, formando um polímero proteico através de ligações covalentes.
Todas as proteínas são formadas por um conjunto de aminoácidos. Cada aminoácido é uma molécula orgânica constituída por grupos carboxila e amino. No centro do aminoácido, há um carbono que apresenta quatro ligantes: um grupo amino, um grupo carboxila, um átomo de hidrogênio e um grupo variável.
As proteínas têm níveis de estruturação distintos: primária, secundária, terciária e quartanária.
Estrutura primária: nada mais é que a sequência de aminoácidos. Ela determina as estruturas secundária e terciária dessa proteína.
Estrutura secundária: forma-se quando ocorre a ligação entre os elementos repetidos da cadeia principal polipeptídica. As junções desses elementos são por meio de ligações de hidrogênio
Estrutura terciária: corresponde à forma adquirida por um polipeptídeo depois da interação de suas cadeias laterais. 
Estrutura quartenária: há a associação de duas ou mais cadeias polipeptídicas.
E ainda podem ser classificadas em simples, conjugadas e derivadas.
Proteínas simples: formadas apenas por aminoácidos.
Proteínas conjugadas: quando sofrem hidrólise, liberam aminoácidos e um radical não peptídico. Esse radical é denominado de grupo prostético.
Proteínas derivadas: não são encontradas na natureza e são obtidas pela degradação, por meio da ação de ácidos, bases ou enzimas, de proteínas simples ou conjugadas.
 As proteínas estão presentes nos mais variados alimentos, principalmente carnes, leite e ovos. As carnes destacam-se pelo seu alto valor de proteínas. 
Os alimentos podem ser classificados em alimentos proteicos completos e incompletos. Os alimentos proteicos completos são aqueles que possuem todos os aminoácidos essenciais. Já os incompletos são aqueles em que se observa a falta de um ou mais aminoácidos essenciais. Os alimentos incompletos são, na sua maioria, de origem vegetal.
2.3 ÁCIDOS NUCLEICOS
Os ácidos nucleicos são macromoléculas encontradas nas células de todos os organismos existentes, compostas por nucleotídeos, DNA e RNA, que fazem com que essas moléculas formem polímeros.
A função dos ácidos nucleicos é controlar a síntese proteica, armazenando e transportando as informações genéticas através das moléculas de DNA e RNA. Os nucleotídeos constituintes dos ácidos nucleicos são monômeros compostos por três elementos principais: uma base nitrogenada, uma pentose (açucares composto por cinco carbonos), uma (ou mais) molécula de fosfato. Quando não há molécula de fosfato ligada na pentose e base nitrogenada, o composto é conhecido como nucleosídeo.
Bases nitrogenadas
As bases nitrogenadas são moléculas orgânicas que contêm átomos de nitrogênio em sua estrutura, formando cadeias fechadas anelares. São divididas, dessa forma, em dois grupos:
Purinas: São cadeias constituídas por dois anéis ligados, um contendo seis carbonos e outro contendo cinco carbonos.
Pirimidinas: são bases nitrogenadas compostas por um único anel.
Pentose 
A pentose é um açúcar composto por cinco átomos de carbono ligados, formando uma cadeia fechada.
Os açúcares presentes nos ácidos nucleicos possuem, assim como o fosfato, função estrutural. Ligam-se ao fosfato para formar a cadeia de nucleotídeos. Além de se ligar à molécula de fosfato, a pentose se liga, também, com a base nitrogenada.
São duas pentoses diferentes que constituem os ácidos nucleicos. Então, são utilizadas como forma de diferenciá-los. Essas pentoses são o DNA e o RNA.
O DNA possui desoxirribose na sua cadeia, enquanto que o RNA possui ribose na pentose. A diferença entre esses componentes é a presença de um átomo de oxigênio. Isso já é o bastante para diferenciar DNA de RNA, mas também há outras características específicas.
Fosfato
Os nucleotídeos são compostos por pelo menos um grupo de fosfato.
Esses fosfatos se ligam no carbono da pentose e são derivados do ácido fosfórico. O fosfato confere ao nucleotídeo carga negativa, além de possuir função estrutural. Ele liga-se com a pentose presente em outro nucleotídeo, permitindo, assim, que os nucleotídeosse liguem entre si e formem a cadeia polinucleotídica.
Alguns nucleotídeos - como o ATP e o GTP - possuem três moléculas de fosfato ligadas ao carbono da pentose.
2.4 LIPÍDIOS 
Os lipídios são ésteres, isso quer dizer que são compostos por uma molécula de ácido (ácido graxo) e uma de álcool (glicerol ou outro).
São insolúveis em água porque suas moléculas são apolares, ou seja, não têm carga elétrica e por esse motivo não possuem afinidade pelas moléculas polares da água. Os lipídios, identificados como gorduras, são moléculas orgânicas derivadas de hidrocarbonetos.
As principais funções dos lipídios são:
Reserva energética: os lipídios liberam em média 2,23 vezes mais energia que os carboidratos quando oxidados. Porém, quando a célula precisa de energia, ela recorre primeira ao consumo da glicose e depois dos lipídios. 
Isolante térmico e físico: os mamíferos possuem uma camada de tecido chamada de hipoderme, cuja função é proteger o organismo contra as variações de temperatura e choques mecânicos. 
Estrutural: a membrana plasmática é uma fina película que delimita o citoplasma e protege a célula do meio externo. Ela é construída em grande parte por fosfolipídios, que possuem uma parte polar e outra apolar. 
Absorção de vitaminas: o transporte das vitaminas A, D, E K é realizado com a ajuda dos lipídios lipossolúveis (se dissolvem no óleo). 
Os lipídios formam um grupo de moléculas bastante diverso e possuem características de serem pouco solúveis em água, fazendo parte desse grupo os ácidos graxos e os esteroides, como por exemplo, o colesterol.
Ácidos Graxos: São compostos por uma cadeia carbônica longa, com numero par de átomos de carbono, e sem ramificações, podendo ser saturadas ( ligações simples ), monoinsaturadas ( uma ligação dupla), ou insaturadas ( duas ou mais ligações duplas). 
De acordo com o ponto de fusão, os lipídios são classificados em gorduras, que são substâncias saturadas, sólidas em temperatura ambiente e de origem animal e óleos, que são substâncias insaturadas, líquidas em temperatura ambiente e de origem vegetal. 
Em função da natureza do ácido graxo e do álcool que os formam, os lipídios ainda podem ser classificados em: 
Simples: compostos apenas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio; 
Complexos: compostos por lipídios simples mais átomos de outros elementos químicos; 
Derivados: gerados a partir da hidrólise de lipídios simples e complexos; 
Precursores: gerados a partir das reações químicas metabólicas dos ácidos graxos.
Existem vários tipos de lipídios, os mais comuns são:
Carotenoides - São pigmentos alaranjados presentes nas células de todas as plantas que participam na fotossíntese junto com a clorofila, porém desempenha papel acessório.
Um exemplo de fonte de caroteno é a cenoura, que ao ser ingerida, essa substância se torna precursora da vitamina A, fundamental para a boa visão.
Os carotenoides também trazem benefícios para o sistema imunológico e atuam como anti-inflamatório.
Ceras - Estão presentes nas superfícies das folhas de plantas, no corpo de alguns insetos, nas ceras de abelhas e até mesmo aquela que há dentro do ouvido humano.
Esse tipo de lipídeo é altamente insolúvel e evita a perda de água por transpiração. São constituídas por uma molécula de álcool (diferente do glicerol) e 1 ou mais ácidos graxos.
Fosfolipídios – são os principais componentes da membrana plasmática. Em relação a sua estrutura, a cabeça é constituída por um grupo de fosfato (polar) e a cauda contém ácidos graxos (apolar).
Esteróides - possuem uma estrutura genérica com 17 átomos de carbono ligados a quatro anéis. Esse grupo é representado, principalmente, pelo colesterol, fundamental para a síntese de sais biliares e de hormônios como cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona, etc. O colesterol junto com as proteínas sanguíneas formam duas lipoproteínas: o HDL e o LDL, respectivamente conhecidos como bom colesterol e mau colesterol, que são responsáveis pelo transporte dos esteroides.
Glicerídeos - compostos por um (monoglicerídeos), dois (diglicerídeos) ou três ácidos (triglicerídeos ou triglicérides). Eles podem ser encontrados na forma de gordura (estado sólido) ou óleo (estado líquido). 
Os triglicerídeos são considerados um dos lipídios mais importantes para o corpo humano. Uma parte dele é obtida através da ingestão de alimentos e outra parte produzida pelo corpo, principalmente no fígado.