Biomoléculas: A Base da Vida

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<p>1</p><p>Ficha Informativa n.º4 - Biomoléculas</p><p>A célula é, como já sabes, a unidade básica da constituição da matéria viva e constitui um sistema ativo e</p><p>dinâmico. No entanto, a unidade da vida não se manifesta somente ao nível celular, mas também ao nível</p><p>molecular.</p><p>Todos os seres vivos são constituídos por moléculas – biomoléculas. Estas podem atingir níveis de</p><p>complexidade extremamente elevados e a proporção em que os elementos se combinam nos seres vivos é</p><p>muito diferente da verificada na matéria inerte.</p><p>Glícidos</p><p>Glícidos</p><p>2</p><p>Na tentativa de compreender a vida, vamos deter-nos algum tempo sobre a sua base química.</p><p>CONSTITUINTES QUÍMICOS DA MATÉRIA VIVA – BIOMOLÉCULAS</p><p>COMPOSTOS INORGÂNICOS</p><p>São de origem mineral e provêm</p><p>basicamente do meio físico externo.</p><p>COMPOSTOS ORGÂNICOS</p><p>São compostos de carbono, ou seja, têm como estrutura</p><p>básica um “esqueleto” de átomos de carbono ao qual se</p><p>encontram ligados outros elementos químicos.</p><p>As suas moléculas são em regra de grandes dimensões, sendo</p><p>muitas delas de grande complexidade – macromoléculas.</p><p> ÁGUA</p><p> SAIS MINERAIS</p><p> PRÓTIDOS</p><p> GLÍCIDOS</p><p> LÍPIDOS</p><p> ÁCIDOS NUCLEICOS</p><p>DADA A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA E DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS NA CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA VIVA, VAMOS</p><p>PROCURAR COMPREENDER ALGUMAS DAS SUAS CARACTERÍSTICAS E FUNÇÕES.</p><p>O composto mais importante da vida é a água, podendo atingir entre 75% a 90% do total da massa de</p><p>um ser vivo. Apesar da sua grande importância para os sistemas vivos, a água tem uma estrutura</p><p>molecular simples.</p><p>3</p><p>Fig. 1 - Molécula de água</p><p>A água apresenta propriedades que favorecem a sua intervenção na vida dos organismos.</p><p>A água:</p><p>- Intervém nas reações químicas, sendo um metabolito essencial.</p><p>- Intervém em reações de hidrólise.</p><p>- Atua como meio de difusão de muitas substâncias.</p><p>- É um regulador da temperatura.</p><p>- É um excelente solvente, serve de veículo para materiais nutritivos necessários às células e para</p><p>produtos de excreção.</p><p>De todas as funções que a água realiza na matéria viva, a que mais se destaca é o seu poder de dissolver</p><p>numerosos compostos orgânicos e inorgânicos, sendo por isso, denominada solvente universal. As pequenas</p><p>dimensões e a configuração peculiar da molécula de água, um dipolo eléctrico, podem explicar o seu grande</p><p>poder dissolvente.</p><p>Cada molécula de água é constituída por um átomo</p><p>de oxigénio e dois átomos de hidrogénio. Os dois</p><p>eletrões dos átomos de hidrogénio são</p><p>compartilhados pelo átomo de oxigénio e encontram-</p><p>se mais próximos do núcleo deste. Em consequência,</p><p>os dois átomos de hidrogénio na molécula de água</p><p>têm uma carga local positiva e o átomo de oxigénio</p><p>tem uma carga local negativa. A molécula torna-se</p><p>polar, formando um dipolo eléctrico.</p><p>Quando um dos átomos de hidrogénio com carga</p><p>local positiva, de uma molécula de água, se situa</p><p>perto do átomo de oxigénio de outra molécula de</p><p>água, a força de atração entre esses átomos origina</p><p>uma ligação que recebe o nome de ligação de</p><p>hidrogénio ou ponte de hidrogénio.</p><p>As moléculas de água ligam-se entre si numa teia</p><p>complexa de muitas ligações de hidrogénio. A</p><p>abundância destas ligações faz com que a água seja</p><p>um líquido de alta coesão molecular.</p><p>4</p><p>Os prótidos são compostos orgânicos quaternários de carbono (C), oxigénio (O), hidrogénio (H) e azoto (N).</p><p>Podem conter outros elementos como enxofre (S), fósforo (P), magnésio (Mg).</p><p>CLASSIFICAÇÃO DOS PRÓTIDOS EM FUNÇÃO DA SUA COMPLEXIDADE</p><p>AMINOÁCIDOS</p><p>- PRÓTIDOS MAIS SIMPLES.</p><p>- UNIDADES BÁSICAS ESTRUTURAIS DOS PÉPTIDOS E DAS PROTEÍNAS.</p><p>- CONSTITUÍDOS POR UM GRUPO AMINA (NH2), UM GRUPO CARBOXILO (COOH) E UM ÁTOMO DE</p><p>HIDROGÉNIO (H) LIGADOS AO MESMO ÁTOMO DE CARBONO (C).</p><p>- POSSUI AINDA UMA PORÇÃO MOLECULAR (R – RADICAL) QUE VARIA DE AMINOÁCIDO PARA</p><p>AMINOÁCIDO.</p><p>PÉPTIDOS</p><p>- SÃO O RESULTADO DA UNIÃO DE 2 A 99 AMINOÁCIDOS.</p><p>- AS LIGAÇÕES ENTRE 2 AMINOÁCIDOS DESIGNAM-SE POR LIGAÇÕES PEPTÍDICAS.</p><p>- A LIGAÇÃO PEPTÍDICA ESTABELECE-SE ENTRE O GRUPO CARBOXILO DE UM AMINOÁCIDO E O</p><p>GRUPO AMINA DE OUTRO.</p><p>PROTEÍNAS</p><p>- MACROMOLÉCULAS DE ELEVADO PESO MOLECULAR (+ de 100 aminoácidos).</p><p>- CONSTITUÍDAS POR UMA OU MAIS CADEIAS POLIPEPTÍDICAS.</p><p>- HÁ UMA GRANDE DIVERSIDADE DE PROTEÍNAS, QUE RESULTA DO TIPO, NÚMERO E ORDEM DOS</p><p>AMINOÁCIDOS QUE AS CONSTITUEM.</p><p>- POSSUEM UMA CONFORMAÇÃO TRIDIMENSIONAL DEFINIDA.</p><p>- APRESENTAM FUNÇÕES CRUCIAIS EM TODOS OS PROCESSOS BIOLÓGICOS: função estrutural,</p><p>função enzimática, função de transporte, função hormonal, função imunológica e função</p><p>motora.</p><p>5</p><p>Os glícidos (hidratos de carbono) são compostos orgânicos ternários, isto é, constituídos por carbono (C),</p><p>oxigénio (O) e hidrogénio (H), e estão abundantemente distribuídos nos organismos vegetais e animais. Têm</p><p>função essencialmente energética (exemplo: sacarose) e estrutural (exemplo: celulose).</p><p>CLASSIFICAÇÃO DOS GLÍCIDOS EM FUNÇÃO DA SUA COMPLEXIDADE</p><p>MONOSSACARÍDEOS</p><p>- UNIDADES BÁSICAS ESTRUTURAIS DOS GLÍCIDOS.</p><p>- SÃO CLASSIFICADOS SEGUNDO O NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO (C) QUE POSSUEM (TRIOSES,</p><p>TETROSES, PENTOSES, HEXOSES, HEPTOSES.).</p><p>- ENTRE AS PENTOSES DESTACAM-SE A RIBOSE E A DESOXIRRIBOSE.</p><p>- AS HEXOSES MAIS FREQUENTES NOS SERES VIVOS SÃO A GLICOSE, A FRUTOSE E A GALACTOSE.</p><p>OLIGOSSACARÍDEOS</p><p>- RESULTAM DA LIGAÇÃO DE 2 A 10 MONOSSACARÍDEOS.</p><p>- A LIGAÇÃO QUE UNE 2 MONOSSACARÍDEOS DENOMINA-SE LIGAÇÃO GLICOSÍDICA, FORMANDO-SE</p><p>UM DISSACARÍDEO.</p><p>6</p><p>POLISSACARÍDEOS</p><p>- SÃO POLÍMEROS DE MONOSSACARÍDEOS (+ de 10 monossacarídeos).</p><p>- DE TODOS OS POLISSACARÍDEOS EXISTENTES, DESTACAM-SE OS SEGUINTES, PELA SUA FUNÇÃO</p><p>BIOLÓGICA:</p><p> CELULOSE – é um polímero de glicose e é um componente estrutural da parede celular das</p><p>plantas.</p><p> AMIDO – é um polímero de glicose e constitui um importante material de reserva nas plantas.</p><p> GLICOGÉNIO – é um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva nos animais.</p><p>A celulose, o amido e o glicogénio, apesar de serem todos polímeros de glicose, apresentam</p><p>diferentes tipos de ligação entre os monómeros que os constituem e, em consequência, as suas</p><p>características e funções são diferentes.</p><p>Todos conhecemos as gorduras dos animais, o azeite, as ceras, e também o colesterol e a sua possível relação</p><p>com perturbações circulatórias. Estas substâncias pertencem ao grupo dos lípidos. Estes compostos orgânicos</p><p>são ternários constituídos por carbono (C), oxigénio (O) e hidrogénio (H), podendo conter também outros</p><p>elementos como S, N ou P.</p><p>São variadas as classificações dos lípidos sob o ponto de vista químico. Dentro dos lípidos simples vamos</p><p>fazer referência às gorduras (lípidos de reserva), e dentro dos lípidos mais complexos, vamos considerar os</p><p>fosfolípidos (lípidos estruturais).</p><p>GORDURAS:</p><p>Na síntese de uma gordura ligam-se moléculas de ácidos gordos a uma molécula de glicerol. A estas ligações dá-se o</p><p>nome de ligações éster e, conforme se estabelecem entre a molécula de glicerol e um, dois ou três ácidos gordos,</p><p>assim se forma um monoglicerídeo, um diglicerídeo ou um triglicerídeo.</p><p>Figura 1 – Formação de uma gordura (triglicerídeo)</p><p>FOSFOLÍPIDOS:</p><p>São compostos celulares muito importantes com função estrutural, principalmente ao nível das membranas biológicas.</p><p>São constituídos por carbono, oxigénio, hidrogénio, fósforo e azoto.</p><p>7</p><p>Figura 2 – Representação de um fosfolípido</p><p>Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, isto é, possuem uma zona hidrofóbica (sem</p><p>afinidade para a água) e uma</p><p>zona hidrofílica (com afinidade para a água).</p><p>A parte da molécula formada pelo resíduo de glicerol, pelo ácido fosfórico e pelo composto R é hidrofílica. A outra</p><p>zona, constituída pelas cadeias de ácidos gordos é hidrofóbica.</p><p>Os ácidos nucleicos são biomoléculas responsáveis pelo controlo e regulação da atividade celular.</p><p>Existem dois tipos de ácidos nucleicos:</p><p>- O ADN (DNA) – ácido desoxirribonucleico – suporte universal da informação hereditária.</p><p>- O ARN (RNA) – ácido ribonucleico – intervém na síntese de proteínas, comandada a partir do núcleo pelo</p><p>DNA.</p><p>Os ácidos nucleicos são polímeros constituídos por um elevado número de unidades básicas estruturais,</p><p>chamadas Nucleótidos.</p><p>Figura 1 – Constituição de um nucleótido</p><p>Cada nucleótido é constituído por 3 componentes diferentes: um grupo fosfato (fornecido pelo ácido fosfórico),</p><p>uma pentose e uma base azotada:</p><p> Ácido fosfórico:</p><p>Confere aos ácidos nucleicos as suas características ácidas.</p><p>4</p><p>8</p><p> Base azotada:</p><p>Há cinco bases azotadas diferentes, divididas em dois grupos:</p><p>- bases em anel duplo – Adenina (A) e Guanina (G) – bases púricas.</p><p>- bases em anel simples – Timina (T), Citosina (C) e Uracilo (U) – bases pirimídicas.</p><p>Nota: A timina só existe no DNA e o uracilo só existe no RNA.</p><p> Pentose:</p><p>Ocorrem dois tipos: a desoxirribose e a ribose.</p><p>Tal como os nomes indicam, o DNA (ácido desoxirribonucleico) contém desoxirribose e o RNA (ácido</p><p>ribonucleico) contém ribose.</p><p>Os nucleótidos são designados pela base azotada que entra na sua constituição. Assim, podem considerar-se 5</p><p>categorias de nucleótidos: nucleótido de adenina, nucleótido de guanina, nucleótido de citosina,</p><p>nucleótido de timina e nucleótido de uracilo.</p><p>Os nucleótidos podem unir-se sequencialmente, constituindo cadeias polinucleotídicas.</p><p>No quadro seguinte compara-se a constituição química e a estrutura dos dois ácidos nucleicos – DNA e</p><p>RNA:</p><p>ÁCIDO</p><p>NUCLEICO</p><p>CONSTITUIÇÃO QUÍMICA</p><p>ESTRUTURA</p><p>GRUPO FOSFATO</p><p>PENTOSE</p><p>BASES AZOTADAS</p><p>ESTRUTURA</p><p>FORMA</p><p>ESPACIAL</p><p>DNA</p><p>Ácido Fosfórico</p><p>Desoxirribose</p><p>Adenina</p><p>Timina</p><p>Citosina</p><p>Guanina</p><p>Duas cadeias</p><p>de nucleótidos</p><p>Dupla hélice</p><p>RNA</p><p>Ácido Fosfórico</p><p>Ribose</p><p>Adenina</p><p>Uracilo</p><p>Citosina</p><p>Guanina</p><p>Uma cadeia</p><p>nucleotídica</p><p>Linear</p><p>DNA RNA</p><p>9</p><p>Figura 2 – Ácidos nucleicos – DNA e RNA</p><p>10</p><p>Resumindo:</p>