Moleculas da vida carboidratos e proteinas

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MOLÉCULAS DA VIDA: CARBOIDRATOS E PROTEÍNAS 
Beatriz Virgínia Moser1
Gabriel Santos de Jesus
Leticia Marina Bonin
Uilson Ferreira Lemes Filho
Tutor Externo: Eduardo Brandt2
Resumo 
O presente trabalho tem por objetivo caracterizar, analisar entender as funções dos carboidratos e proteínas, que são moléculas importantes para a nutrição da vida por serem grandes reprodutores e armazenadores de energia.
Palavras Chave: Carboidratos, proteínas, bioquímica, moléculas da vida.
1. INTRODUÇÃO
As moléculas da vida são estudadas e estão presentes nos seres humanos, plantas e animais, que são seres que não tem nada em comum, porém eles têm algo em sua construção química que se fazem ser iguais. De acordo com Donald Voet, Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt (2014, p 1): 
Certas características bioquímicas são comuns a todos os organismos: o modo como a informação hereditária é codificada e expressa por exemplo com as moléculas biológicas são construídas e degradadas para a produção de energia. 
Existem alguns componentes das células dos seres vivos que estão presentes e que fazem parte das substancias, serão abordados mais a fundo duas moléculas da vida que são os carboidratos e proteínas, essas moléculas são grandes componentes de acordo com a espécie e tecido a ser analisado e a idade do ser.
1.1 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA E JUSTIFICATIVA DA PESQUISA
Quais as funções e características dos carboidratos e proteína? Como sabemos, os carboidratos são açúcares e podem ser devidos em três grupos, uma de suas funções é dar energia para as células dos seres vivos. Já as proteínas, são abundantes nas células, sua principal função está na replicação do DNA, também tem a função de reserva de energia, reações metabólicas e funções estruturais. 
1.2 OBJETIVO GERAL
O presente artigo atual, tem por objetivo explicar as características e funções dos compostos orgânicos, carboidratos e proteínas. No intuito de auxiliar possíveis pesquisas acadêmicas futuras, com base no estudo dos autores: Jane B. Reece, Edson Torres e Marília Oetterer. 
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Pesquisar as características molecular das macromoléculas Carboidratos e Proteínas.
· Identificar as funções que as mesmas podem desempenhar nos organismos celulares.
· Apresentar de forma interativa, por meio de socialização os pontos abordados no trabalho.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
A palavra carboidrato vem do latim onde carbo significa carvão e do grego hydros que significa água. Carboidrato é um composto de carbono, oxigênio e hidrogênio. Os carboidratos são moléculas mais abundantes da natureza, suas propriedades já eram estudadas no século XII. Por muito tempo se acredita que essas moléculas tinham apenas funções de dar energia para os seres vivos. Com vários estudos descobriu detalhadamente as propriedades físico-químicas dos carboidratos, podendo ser explorada em diversos processos industriais. 
Os carboidratos incluem açúcares e polímeros de açúcar. São moléculas assim como proteínas, lipídios e ácidos nucleicos que constituem os organismos dos seres vivos. Muitos anos atrás se acreditava que os carboidratos tinham apenas a função estrutural e energética. No ano de 1970 permitiu a compreensão das funções dos carboidratos. Nos dias atuais acredita que os carboidratos participam as sinalizações entre as células e outras moléculas. 
Os primeiros estudos feitos sobre os carboidratos estão ligados sobre o seu uso para adoçar alimentos ou no processo de preparação do vinho a partir do uso da uva. Na Europa o primeiro adoçante foi o mel, sua composição inclui frutose, glicose, água, vitaminas e outras substâncias. O imperador Alexandre III da Macedônia (356-323 a.C) começou o cultivo de cana-de-açúcar na Europa, que hoje se conhece como sacarose, com a dificuldade do cultivo da cana por conta do clima, surgiu a alternativa de utilizar o açúcar da beterraba (glicose), que foi cristalizado em 1747, pelo farmacêutico alemão Adreas Marggraf (1709-1782). A história dos carboidratos está associada a seu efeito de adoçar, hoje sabemos que alguns desses compostos não apresentam essa propriedade. Com essas analises revelou-se a fórmula química básica da glicose que é CH2O.
Os carboidratos podem ser divididos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Os monossacáridos são os carboidratos mais simples, nesse grupo se encontra glicose, frutose e galactose, os dissacarídeos são compostos por dois monossacáridos, encontrasse nesse grupo sacarose e a lactose, já os polissacáridos apresentam milhões de sacarídeos ligados, nesse grupo encontramos amido, celulose entre outros compostos. 
Monossacarídeos (do grego, monos, único, e sacchor açúcar) são glicídios simpkes, que possui o sabor doce, possui a fórmula molecular CH2O. Na estrutura da glicose vemos as características dos açúcares, a molécula possui um grupo carbonila (CO) e vários grupos hidroxila (-OH), dependendo da localização do grupo carbonila, o açúcar pode ser uma aldose, ou uma cetose. O tamanho da cadeia principal é um dos critérios para a classificação dos açúcares. Segundo Reece et al. (2014) os monossacáridos são açúcares simples que além de ser fonte de matéria prima serve como energia para as células. 
Os dissacarídeos são responsáveis por funções energéticas no nosso organismo humano é um carboidrato composto por moléculas de carbono e água. Dissacarídeos são formados por dois monossacarídeos, dois açucares se unem e ocorre uma retirada de água, grupo hidroxila se forma nesse processo, então quando o mesmo se forma um monossacarídeo se liga a um hidrogênio de outro, liberando água (H2O) e formando a ligação glicosídica.
De acordo com Marília Oetterer (São Paulo, 2016) nos alimentos, carboidratos atuam basicamente como agentes de sabor as propriedades do açúcar estão ligadas com e estrutura química delas e por isso é possível escolher qual os carboidratos serão utilizados para a fabricação de um determinado alimento.
Existem alguns tipos de dissacarídeos e os mais comuns de achar são Sacarose, Lactose e Maltose. São encontrados em alimentos que passam pelo processo de hidrolise. Quando passam por esse processo os carboidratos são transformados em moléculas menores e facilmente absolvidas. Em nossa dieta é possível encontras vários alimentos com esse carboidrato a sacarose é sempre encontrada em grande quantidade nas frutas, na beterraba, na cana-de-açúcar e no mel, já a lactose é encontrada no leite, enquanto a maltose carboidrato comum em vegetais, pães, doces e na fermentação e criação das cervejas. 
Tabela 1 – tipos de dissacarídeos e importância
	AÇÚCAR
	FONTE
	IMPORTANCIA BIOQUIMICA
	Maltose
	Digerido pela amilase ou hidrolise do amido
	Cereais e malte em germinação
	Lactose
	Leite, pode ser encontrado na urina durante a gravidez
	Na deficiência de enzima que o degrada (lactase) pode causar diarreia e má digestão
	Sacarose
	Açúcar da cana, beterraba, abacaxi e raiz de cenoura
	Na deficiência de enzima que degrada (sacarose) pode causar diarréia e má digestão
Fonte: os autores.
Polissacarídeos são ligações feitas por várias moléculas de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas, e quando sofrem hidrólise, originam vários monossacarídeos. No entanto, os polissacarídeos estão relacionados algumas funções como as: Enzimas que são catalizadores de reações químicas. Lipólise que transforma a gordura em fonte de energia. Fotossíntese que são seres autotróficos capazes de converter compostos inorgânicos em compostos orgânicos através da fotossíntese. 
Os polissacarídeos mais encontrados são, celulose, amido e glicogênio. São amidos de extrema importância para a vida humana. Tanto que a celulose é um componente da parede celular vegetal, o amido é encontrado em alimentos muito comum como no arroz e o glicogênio é a substância energética encontrada nas bactérias, animais e fungos. As funções dos polissacarídeos têm sua maior importância em reserva energética onde os seres vivos podem sobreviver em condições não favoráveis, assim como a sustentação que o mesmo tem componentes estruturaisde paredes celulares, e, além disso, o polissacarídeo pode atuar como sinalizador da célula quando se liga a alguma proteína ou lipídeo. O fato de serem insolúveis em água beneficia os organismos, pois permite que eles participem como componentes estruturais da célula ou que funcionem como armazenadores de energia. Segundo Edson Torres, Louise Cristine Franzoi, Sonia Hiromi Nakagawa Mizoguchi (LOPES; ROSSO, 2010).
Sendo uma das macromoléculas estudas na área da Bioquímica, as Proteínas são compostos orgânicos, logicamente a mais abundante nas células dos sistemas vivos. Além disso, desempenham diversas funções na célula animal e vegetal como: replicação do DNA, resposta a estímulos, reserva de energia. Diante do exposto, é composta por polímero de aminoácidos, ou seja, “Com toda a sua diversidade, todas as proteínas são compostas pelos mesmos conjuntos de 20 aminoácidos, ligados na forma de polímeros ramificados” (REECE et al; 2014, p.75).
É fato que existem milhares de proteínas, em nosso organismo, porém, está vasta atividade proteica só é possível devido a existência dos aminoácidos, que são monômeros que formam as proteínas. Por sua vez uma molécula de aminoácido, tem em sua composição, um carbono central com quatro ligações, sendo elas: uma com átomo de hidrogênio(H), outra ligação com o grupo amina (NH2), uma com ácido carboxílico (COOH), e de acordo ao tipo do mesmo, ainda possui uma ligação com átomo, que seria do grupo (R).
Figura 1- Estrutura molecular de um aminoácido
Fonte: Adaptado de: OpenStax Biology (2022) 
Com base no exposto, vale ressaltar, que toda formação de uma proteína, só é possível devido as ligações peptídicas. Segundo Reece et al. (2014) ocorre a união de dois aminoácidos adjacentes do grupo amino e outro do grupo carboxílico, por meio de desidratação, formando uma ligação peptídica, dois aminoácidos provenientes dessa ligação forma um dipeptídeo, a junção de vários formam polipeptídio. Ou seja, uma molécula de proteína pode ser formada por uma ou mais cadeias de polipeptídios.
Após abordar alguns aspectos da formação das proteínas, também vale destacar as suas organizações. Divididos em quatro níveis, são elas:
· Estrutura primaria: Corresponde a sequência linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas.
· Estrutura secundária: Apresentam forma de alfa-hélice e beta-pregueadas.
· Estrutura terciária: Dobramento final da cadeia polipeptídica sobre si mesma, por interação de alfa-hélice e beta-pregueadas.
· Estrutura quaternária: Em sua estrutura apresenta duas ou mais cadeias, polipeptídicas.
Figura 2 - Estrutura das proteínas
Fonte:www.ostiposde.com.
As macromoléculas em questão, desempenham um papel fundamental nos organismos celulares, como visto inicialmente, esses compostos orgânicos são os mais abundantes nos organismos vivos, sendo responsáveis por processos biológicos essenciais como: reações metabólicas, apoptose, autofagia e desenvolvimento celular, as proteínas também, desempenham funções de defesa e nutrição. As proteínas por sua vez produzem moléculas indispensáveis para os seres vivos como: colágeno e queratina: “O colágeno é a molécula mais abundante dos vertebrados. É um tipo de proteína fibrosa responsável pelas funções mecânicas e determina a sustentação do tecido conjuntivo” (TORRES et al, 2013, p .43).
A queratina encontra-se presente na pele, cabelo e unhas e tem a função de proteção contra agressões do meio ambiente, como atrito, sol, chuva, vento. Assim como são encontrados em epidermes e anexos de animais terrestres e aquáticos (mamíferos: pele, cabelo, pelo, unha, chifre, casco; répteis: escamas; aves: penas e bicos), indústrias de cosméticos utilizam a queratina na composição química de produtos como xampus e condicionadores. (TORRES et al, 2013, p. 43).
Diante ao exposto, as proteínas, possuem formas e características divergentes o que possibilitam inúmeras diversidades funcionais.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Como já foi retratado as moléculas da vida, carboidratos e proteínas, aquelas onde constam presença em lugares completamente diferentes, porém tendo a mesma função, no ser humano, plantas e animais. 
As moléculas são grupos neutros os carboidratos são formados por moléculas de carbono, ou seja, as moléculas estão presentes em cada etapa da vida, onde juntos atuam na produção de energia do ser vivo. Sobre as proteínas vimos que elas são formadas por aminoácidos ligados entre si na qual esses aminoácidos também são formados por moléculas de carbono e oxigênio. Contudo apontando a importância dessas moléculas, carboidratos e proteínas é que ambos são fontes de energia para nosso organismo, aumentando a imunidade. A falta de carboidratos faz com que o organismo use as proteínas para produzir a energia, fazendo com que tenha a perca de massa muscular. 
Entretanto é sempre importante saber das funções de cada molécula, pois é através delas que correm os nutrientes pelo corpo do ser vivo.
4. REFERÊNCIAS
ACADEMY, Khan. Introdução às proteínas e aos aminoácidos: Ligações peptídicas. Khan Academy, © khan Academy, p. 5 6, 25 jul. 2015. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-acids/a/introduction-to-proteins-and-amino. Acesso em: 27/10/2022
BRITS, Alice Dantas. Moléculas da vida. Disponível em: https://educacao.uol.com.br/disciplinas/biologia/bioquimica-da-vida-conheca-as-principais-substancias-que-compoem-os-seres-vivos.htm. Acesso em: 29/10/2022.
MAGALHÃES, Lana. Estrutura das proteínas. Toda matéria. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/estrutura-das-proteinas/. Acesso em: 18/11/2022.
REECE Jane B. Biologia de Campbell 10º edição. Porto Alegre: Artmed, 2015.
TANAKA, Naomi. Polissacarídeos. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/biologia/polissacarideos. Acesso em: 18/11/2022
TANAKA, Naomi. Dissacarídeos. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/biologia/dissacarideos. Acesso em: 19/11/2022.
TIPOS DE ESTRUTURAS DAS PROTEÍNAS. Os tipos de, 2019. Disponível em: https://www.ostiposde.com/estruturas-das-proteinas/. Acesso em: 12/11/2022
TORRES, Edson. Bioquímica / Edson Torres; Louise Cristine Franzoi, Sonia Maria Hiromi Nakagawa Mizoguchi. Indaial: Uniasselvi, 2013.
VENTURINI, Giovanni. Carboidratos. 2006. Disponível em: file:///C:/Users/User/Downloads/B_I_O_Q_U_I_M_I_C_A_24_at_BULLET_CIENCIA.pdf. Acesso em: 27/10/2022.
1 Acadêmicos do Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Licenciatura em Ciências Biológicas (FLC9276) – Seminário IV – 25/11/22
2 Tutor externo do Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Licenciatura em Ciências Biológicas (FLC9276) – Seminário IV – 25/11/2022