QUIMICA DA VIDA

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CARBOIDRATOS, AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS
· CARBOIDRATOS:
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes pertencentes à classe de compostos orgânicos encontrados nos organismos vivos da Terra. A matéria viva é composta principalmente de biomoléculas que consistem em água e polímeros complexos de aminoácidos, lipídios, nucleotídeos e carboidratos. Os carboidratos são os mais especiais, pois permanecem associados aos outros três polímeros mencionados. Os carboidratos estão ligados a polímeros de aminoácidos (proteínas) formando glicoproteínas e a lipídios como glicolipídios[1].
Os carboidratos estão presentes no DNA e no RNA, que são essencialmente polímeros de D-ribose-fosfato e 2-desoxi-D-ribose fosfato aos quais as bases de purinas e pirimidinas estão ligadas na posição de redução C-1. Os carboidratos são um grupo amplamente diversificado de compostos de natureza onipresente. Mais de 75% do peso seco do mundo vegetal é de carboidratos, principalmente celulose, hemicelulose e lignina[1].
Os carboidratos compreendem um grupo abrangente de substâncias que ocorrem naturalmente, que incluem inúmeros açúcares e derivados de açúcar, além de carboidratos de alto peso molecular (polissacarídeos) como amido e celulose nas plantas e glicogênio em animais[2].
Os carboidratos são de grande importância na biologia. São produtos de uma reação única, que torna possível a vida na Terra, a fotossíntese, e para realização dessa reação são necessários dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) como reagentes e os produtos gerados são carboidratos (glicose e sacarose) e gás oxigênio (O2). O processo é muito importante em termos ambientais e ecológicos, pois é através da fotossíntese que há liberação de gás oxigênio na atmosfera que é fundamental para organismos aeróbios, além da produção de carboidratos que são consumidos por outros organismos gerando um fluxo de energia em uma cadeia alimentar, por exemplo[3].
	O papel importante dos carboidratos, geralmente, no metabolismo dos organismos vivos, é bem conhecido. O colapso biológico dos carboidratos (frequentemente chamado de "combustão") fornece a parte principal da energia que todo organismo precisa para vários processos vitais[3]. 
DEFINIÇÃO
A palavra "carboidrato" inclui polímeros e outros compostos sintetizados a partir de aldeídos e cetonas poli-hidroxilados. Eles podem ser sintetizados em laboratório ou em células vivas. Carboidratos simples ou toda a família de carboidratos também podem ser chamados de sacarídeos. Em geral, os carboidratos têm a fórmula empírica (CH2O)n, como alguns exemplos apresentados na Figura 1. O termo gerado a partir de carbono e hidrato; embora alguns também contenham nitrogênio, fósforo ou enxofre[3].
Figura 1Exemplos de carboidratos
CLASSIFICAÇÃO:
Monossácarídeos: A mais simples e menor unidade dos carboidratos é o monossacarídeo (mono = um, sacarídeo = açúcar) a partir do qual são construídos dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. São moléculas compostas com um intervalo de 3 a 7 carbonos, (por exemplo, glicose, frutose).
Dissacarídeos: Consistem em duas unidades de monossacarídeos ligadas entre si por uma ligação covalente (por exemplo, sacarose).
Oligossacarídeos: Um oligossacarídeo é um polímero de sacarídeo que contém um pequeno número (geralmente de três a dez) de monossacarídeos e também são conhecido como açúcares simples.
Polissacarídeos: Polissacarídeos são carboidratos relativamente complexos. São polímeros compostos por muitos monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. São, portanto, macromoléculas muito grandes, geralmente ramificadas. Eles tendem a ser amorfos, insolúveis em água e sem sabor doce. Quando todos os monossacarídeos em um polissacarídeo são do mesmo tipo, o polissacarídeo é chamado de homopolissacarídeo e, quando mais de um tipo de monossacarídeo está presente, eles são chamados heteropolissacarídeos. Exemplos incluem polissacarídeos de armazenamento, como amido e glicogênio, e polissacarídeos estruturais, como celulose e quitina[4]. 
AMIDO: O Amido é um polímero da glicose que constitui um importante material de reserva de energia das plantas, sendo constituído por dois polímeros que diferem na estrutura da molécula: a amilose (10-20%) e a amilopectina. (80-90%). A amilose é constituída de 250 a 300 resíduos de D-glicopiranose . A amilopectina é constituída por aproximadamente 1400 resíduos de α-glicose.
GLICOGÊNIO: O glicogênio, também conhecido como amido animal. O glicogênio é abundante no fígado e nos músculos; na hidrólise, forma glicose, que mantém o nível normal de açúcar no sangue e fornece energia[5].
CELULOSE: A celulose é um polissacarídeo estrutural importante e é o composto orgânico mais abundante na Terra. É o material presente nas paredes celulares das plantas que fornece resistência e rigidez; a madeira é 50% de celulose. A celulose também é importante industrialmente, por sua presença em madeira, papel, algodão, celofane, rayon, linho, nitrocelulose, filmes fotográficos (acetato de celulose)[5].
· AMINOÁCIDOS 
Aminoácidos são as unidades fundamentais de todas as proteínas. Existem 20 diferentes tipos de aminoácidos formando essas importantes macromoléculas, cada um com propriedades específicas. É importante destacar que, independente do ser vivo estudado, todos apresentaram suas proteínas formadas pelos mesmos 20 aminoácidos[6].
São compostos que contêm um grupo amino, -NH2, e um grupo ácido carboxílico, -COOH ligados à um átomo de carbono central, chamado carbono alfa. Esse carbono liga-se a um átomo de hidrogênio e a um grupo variável, que é chamado de cadeia lateral ou grupo R, conforme estrutura apresentada na Figura 2.
Figura 2Estrutura elementar de um aminoácido
Dentre os mais de 500 aminoácidos que foram identificados na natureza, apenas 20 aminoácidos compõem as proteínas encontradas no corpo humano. Estes são: Valina, Leucina, Isoleucina, Alanina, Arginina, Glutamina, Lisina, Aspartato, Glutamato, Prolina, Cisteina, Threonina, Methionina, Histidina, Fenilalanina, Tirosina, Triptofano, Aspargin , Glycina e Serina.
Existem 11 aminoácidos que o corpo pode produzir de outros aminoácidos. No entanto, ele não pode produzir os nove aminoácidos restantes. Só podemos sintetiza-los através de alimentos. Aminoácidos que não podem ser produzidos pelo nosso corpo são chamados de "aminoácidos essenciais". Os aminoácidos que podem ser produzidos pelo nosso corpo são chamados de "aminoácidos não essenciais".
Quando ocorre a ligação de dois ou mais aminoácidos ocorre a formação de biomoléculas chamadas de peptídeos. Esta união ocorre através das ligações químicas covalentes, chamadas de ligações peptídicas, que são ligações químicas covalentes (ligações moleculares) que ocorrem entre dois ou mais peptídeos, através da reação entre um ácido carboxílico (-COOH) e um grupo amima (-NH2), liberando uma molécula de água (H2O) num processo denominado de síntese de desidratação[7][8]. 
· PROTEÍNAS
As proteínas consistem em uma ou mais cadeias de aminoácidos chamados polipeptídeos, conforme apresentado na Figura 3. 
Figura 3 Estrutura de um polipeptídeo
Os peptídeos em sí são considerados pequenas proteínas, ou seja, são fragmentos de proteínas e, portanto, são constituídos por números menores de aminoácidos em relação às proteínas. A sequência da cadeia de aminoácidos faz com que o polipeptídeo se dobre em uma forma que seja biologicamente ativa. Estão entre as moléculas orgânicas mais abundantes nos sistemas vivos e são muito mais diversificadas em estrutura e função do que outras classes de macromoléculas. Uma única célula pode conter milhares de proteínas, cada uma com uma função única[8][9].
Não há sequer um processo biológico do qual as proteínas não participem, isto porque, além de estarem envolvidas de forma ativa no conjunto de reações químicas. Sendo assim, são funções das proteínas no corpo:
· Assumir o papel de enzimas, influenciando diretamente a aceleração de uma reação química;
· Movimentar músculos (realizado pela miosina e actina);
· Composição hormonal;· Composição de anticorpos;
· Coagulação sanguínea;
· Transporte de oxigênio (feito pela hemoglobina).
Nas células são componentes da membrana plasmática, das organelas dotadas de membrana, do citoesqueleto dos cromossomos. Atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, como receptores de membrana e servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto [10].
REFERÊNCIAS 
1. PIGMAN, W. & HORTON, D. (Eds) (1970, 1972, 1980) the Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry, Vols IA, IB, IIA, and IIB, Academic Press, Inc., New York. Comprehensive treatise on carbohydrate chemistry
2. NELSON D. L.; COX M. M. Principles of Biochemistry; 4th edition, 2006, W. H. Freeman and Company. NY. 2006.
3. Encyclopedia of Biological Chemistry (Lennarz & Lane, EDs.) (2004) Academic Press/Elsevier, Oxford.
4. Distribution of proteoglycans antigenically related to corneal keratan sulfate proteoglycan". J. Biol. Chem. 262 (24), (1987).
5. ALBERTS, B; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. (2010). Biologia Molecular da Célula 5 ed. Porto Alegre: Artmed. 55 páginas. 
6. KARP G. (2008). Cell and Molecular Biology. Concepts and Experiments (em inglês) 5 ed. New Jersey: John Wiley & Sons. p. 42-47. 475 páginas.
7. FERNANDES, R. F. (2015). Aminoácido. Revista de Ciência Elementar. 3 (3). ISSN 2183-9697. doi:10.24927/rce2015.176. 
8. SPERELAKIS, N. ; FORBES, M S.; FERGUSON, D. G., 2004 2:Physiological Structure and Functions of Proteins». Cell Physiology Sourcebook. A Molecular Approach (em inglês) 3ª ed. San Diego, California: Academic Press. p. 19. 1235 páginas.
9. NELSON, D. L; COX, M. M,(2011). Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5o ed. Porto Alegre: Artmed82-154 p.
10. "Função das Proteínas" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2019.