Moleculas da vida

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UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
AS MOLÉCULAS DA VIDA 
A importância dos principais compostos orgânicos no cotidiano dos seres vivos 
São Paulo
2°/ 2017
UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
Nome: Lucas Yuri Saladini				RGM: 17673488
Nome: Maria Carolina Clares Ramalho		RGM: 17824176
Matéria: Química orgânica – OPTATIVA 
Turma: Segunda – Feira, noturno 
 São Paulo
2°/ 2017
INTRODUÇÃO
Os alimentos fornecem substâncias diversas que constituem a “matéria-prima” para a construção das células. As células produzidas permitem o crescimento, o desenvolvimento e a manutenção do organismo pela reposição das células que morrem. Eles também atuam como “combustíveis” em nosso organismo onde algumas moléculas presentes nos alimentos são “queimadas” durante a respiração celular e fornecem energia necessária para a atividade dos órgãos, como os lipídeos e carboidratos.
Algumas substâncias em nosso organismo, não são produzidas diretamente, por isso devem ser ingeridas por meio de uma alimentação que contenha nutrientes adequados, como é o caso das vitaminas e sais minerais. 
1.LÍPIDEOS
Para começar, devemos compreender que os lipídeos não são solúveis em água, mas se dissolvem em solventes orgânicos, como a benzina e o éter, sendo considerados uma grande classe de compostos orgânicos. 
Podem ser citados como exemplo de lipídeos, os ésteres, a glicerina e os ácidos graxos, que são os lipídeos presentes com maior abundância no organismo, nos quais pertencem à um grupo denominado triacilgliceróis. Os triacilgliceróis podem ser óleos ou gorduras sendo que os óleos possuem a temperatura de fusão mais baixa que a das gorduras pois a TF se dá pela insaturação de ácidos, sendo que os triacilgliceróis de ácidos da gordura são saturados e os triacilgliceróis de ácidos do óleo são saturados. 
Os lipídeos (também conhecidos como gorduras) quando relacionados ao corpo humano são excelentes veículos de vitaminas lipossolúveis, transportando-as e regulando seu funcionamento, colaborando como um componente estrutural das células e da membrana plasmática, fornecendo moléculas fundamentais (prostaglandinas, lipoproteínas e colesterol) e ácidos graxos essenciais, que são incapazes de serem sintetizados pelo organismo, necessitando serem introduzidos pela alimentação; também protegem contra a excessiva perda de água por transpiração e contra choques mecânicos. Tratando-se de energia, os lipídeos em sua metabolização liberam mais energia que os carboidratos propriamente ditos e funcionam como uma boa reserva energética, pois o tecido adiposo acumula gotículas de lipídeos em seu citoplasma que tem importante função na característica de depósito de energia e também como isolante térmico (protegem contra variações de temperatura). Além de tudo isso, os lipídios funcionam como mensageiros químicos, que estão diretamente relacionados com a produção de hormônios esteroides, tais como a testosterona, progesterona e estradiol.
COMPOSIÇÃO
Os lipídeos são formados por moléculas orgânicas, e tais moléculas são formadas a partir da associação entre ácidos graxos e glicerol, tais como óleos (são líquidos em temperatura ambiente e fabricados por vegetais, possuindo ácidos graxos com cadeia insaturada) e gorduras (são sólidas em temperatura ambiente e produzidas por animais, possuindo ácidos graxos de cadeia saturada).
O glicerol pode ser considerado um álcool que contém três grupos hidroxila (OH), suscetíveis de reagirem com um, dois ou três ácidos graxos para formar as gorduras, que serão respectivamente mono, di ou triglicérides, sendo que a maioria das gorduras alimentares estão inseridas neste grande grupo. 
Os lipídeos podem ser classificados em quatro grupos: simples, complexos, derivados e precursores:
Simples: apresentam em sua composição apenas átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio.
Complexos: possuem a mesma composição de lipídeos simples com a adição do fósforo.
Derivados: derivam de transformações metabólicas sofridas pelos ácidos graxos. 
Precursores: formados a partir da hidrólise de lipídios simples e complexos.
A produção do sabão é feita a partir da hidrólise alcalina de um triglicerídeo (ou seja, o aquecimento do lipídeo em água), sendo classificada então como precursora. 
Os sabonetes Jabón de tocador (sabão de glicerina) são formados por trioleato de glicerina + hidróxido de sódio, sendo que o trioleato de glicerina é um triglicerídio que apresenta três grupos insaturados na cadeia carbônica, e por isso se classifica como óleo.
2. SAIS MINERAIS
São substâncias inorgânicas (ou seja, mais simples que as orgânicas), que são considerados nutrientes com diversas funções. Podem ser encontrados em forma de íons (dissolvidos em água) ou em estruturas esqueléticas, considerados pouco solúveis em água e imobilizados por estarem em um meio de sustentação. 
Como os seres vivos não possuem a capacidade de produzi-los, os retiram de nutrientes de fontes alimentares de origem animal ou vegetal. 
Não são capazes de fornecer energia como os lipídeos, porém são importantes na formação de ossos e dentes, condução do impulso nervoso, coagulação, equilíbrio metabólico, transferência de substâncias pelas membranas, e no processo de respiração celular. Todos esses fatores são importantes para a manutenção da homeostase dos seres vivos, já que os sais minerais estão diretamente ligados ao metabolismo, sendo fatal a ausência dos mesmos. 
Os dois sais minerais indispensáveis para o corpo humano que devem sempre estar em perfeito equilíbrio são o sódio e o potássio, pois os dois fazem parte da Bomba de Sódio/ Potássio, que mantém a distribuição iônica no meio intracelular e extracelular, gerando d.d.p (diferença de potencial elétrico), garantindo a excitabilidade da célula, que é capacidade de responder à estímulos, ou seja, vida. 
Além disso, o sódio forma o sal de cozinha e participa da absorção de aminoácidos, glicose e água, e o potássio contribui para o metabolismo, regulação da quantidade de água no organismo, produção de proteínas e glicogênio, excitabilidade neuromuscular, e controle da pressão sanguínea.
Como já dito antes, não são encontrados sais mineiras nas células em meio aquoso, mas sim íons inorgânicos. Alguns desses íons são encontrados em todos os seres vivos, como:
Cátions: sódio, potássio, magnésio, cálcio, ferro, manganês, cobalto, cobre, zinco.
Ânions: cloreto, bicarbonato, fosfato, sulfato, nitrato.
Com isso, algumas ações são exercidas devido as especificidades de alguns íons:
Cálcio: é responsável pincipalmente pela formação dos ossos (por isso é encontrado principalmente no esqueleto); também é um componente indispensável na membrana plasmática, pois estabelece sua permeabilidade seletiva. Além disso, o cálcio é importante para a contração muscular, liberação de hormônios, coagulação do sangue.
Ferro: está associado no transporte de oxigênio para as células. Está presente nas hemácias formadas pelas moléculas de hemoglobina, que contém o ferro. As alterações na presença ou na deficiência desse ferro pode causar algumas doenças como anemia ou anemia falciforme.
Magnésio: seus íons apresentam papéis de grande importância na atividade de muitas coenzimas (além de reações que dependem da ATP). Também é encontrado na molécula de clorofila, que é característica como um pigmento fotossintetizante dos vegetais.
Fosfato: responsável pelo armazenamento de energia por meio de ligações de fosfato na forma de ADP (adenosina difosfato) ou ATP ( trifosfato de adenosina), ou outro nucleotídeo difosfato ou trifosfato presente no tecido muscular. 
Iodo: faz parte dos hormônios tireóideos, ou seja, da estrutura dos hormônios (tiroxinas) que são secretados pela tireoide dos vertebrados.
3. PROTEÍNAS
Para tratar o conceito de proteína, deve se compreender que são macromoléculas biológicas constituídas e formadas por uma ou mais cadeias de aminoácidos; ela é um polímero de aminoácidosque pode atuar como enzimas, catalisando reações químicas e transportando pequenas moléculas ou íons. Apresentam características motoras que ajudam no movimento em células e tecidos e ainda participam na regulação gênica, atuando na ativação ou na inibição, tornando-se assim presentes no sistema imunológico, sendo que todas as funções celulares necessitam de proteínas para intermediá-las e por conta disso, cada uma tem sua especificidade devido a suas características de estrutura e forma. 
A proteína pode ser considerada um grande polipeptídio, ou seja, resíduos de aminoácidos ligados entre si (covalentemente), isso é denominado de ligação peptídica (união entre o grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amina de um outro aminoácido, que libera água). Cada proteína apresenta uma sequência de aminoácidos especifica que é determinada pelo gene, tendo uma variação característica distinta de uma célula para outra.
Diante tamanha informação, adota-se que as proteínas podem ser classificadas em dois grandes grupos:
Globulares: formam estruturas com formato esferoide, tais como enzimas e anticorpos.
Fibrosas: organizam-se em forma estrutural de fibras ou lâminas, e as cadeias de aminoácidos ficam dispostas paralelamente. Diferente das globulares, tem característica de serem pouco solúveis em água.
Além dessas classificações, também há a classificação de proteínas como simples, conjugadas e derivadas.
Simples: apresentam apenas aminoácidos.
Conjugadas: além de apresentarem aminoácidos, apresentam um radical de origem não peptídica, denominado de grupo prostético.
Derivadas: são apenas encontradas através de processos de degradação de proteínas simples ou conjugadas.
Em base a seus níveis de organização, há também classificações de primárias, secundárias, terciárias e quaternárias.
Primárias: cadeia polipeptídica linear e não apresenta ramificações.
Secundárias: proteína não está esticada, e sim torcida e dobrada, semelhante a uma estrutura de DNA.
Terciárias: organização tridimensional globosa, exclusiva de proteínas globulares, como citado acima. 
Quaternárias: formam grandes enovelados, só é classificado como quaternária quando apresentam duas ou mais cadeias polipeptídicas.
Uma grande característica e de extrema importância é a capacidade de desnaturação das proteínas. Ao serem submetidas, por exemplo, a um calor além do suportável, agitação, radiação e pH alterado ao extremo, observa-se que as estruturas secundárias e terciárias são alteradas de maneiras irreversíveis, causando perda nas propriedades (isso se dá quando os alimentos perdem muito poder nutricional quando cozidos).
4. VITAMINAS 
São micronutrientes importantes no processo de metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas. São compostos orgânicos lipossolúveis e nutrientes de extrema importância que nosso organismo necessita em pequenas quantidades. 
Assim como os sais minerais, as vitaminas são substâncias que o organismo não tem condições de produzir, consequentemente, devem ser consumidas na dieta alimentar. Baseado no que deve ser consumido na dieta alimentar, um determinado composto químico orgânico só pode ser considerado uma vitamina quando o organismo não consegue sintetizar esse mesmo composto em quantidades suficientes.
As vitaminas são classificadas conforme substâncias que as dissolvem. As vitaminas A, D, K, estão armazenadas no fígado, e a vitamina E, é distribuída para todos os tecidos de gordura no corpo. As substâncias lipossolúveis não são facilmente excretadas pelo organismo e tendem a se acumular, provocando intoxicação se ingeridas em excesso. Outro grupo é o das hidrossolúveis (solúveis em água), como as vitaminas C e as do complexo B (1, 2, 3, 5, 6, 8 e 9), que permanecem no corpo por um pequeno período de tempo antes de serem excretadas pelos rins.
Vitaminas são essenciais na transformação de energia, mesmo que não sejam fontes: elas agem em diferentes sistemas e auxiliam nas respostas imunológicas do organismo, protegendo-o. Com essas características, melhoram a pele, a oxigenação das células, auxiliam no funcionamento do metabolismo e ajudam nos processos de cura e rejuvenescimento.
A falta de vitaminas é chamada hipovitaminose ou avitaminose, responsável pelo aparecimento de doenças.
Cada vitamina possui uma classificação e uma diferente função:
Vitaminas lipossolúveis:
Vitamina A - Importante oxidante que protege células contra radicais livres. Principais fontes: frutas e vegetais de cor forte, como cenoura, abóbora, brócolis e espinafre e gorduras amarelas de alimentos animais como fígado, ovos e leite.
Vitamina D - É sintetizada com a ajuda dos raios solares e imprescindível para a produção de insulina e a manutenção do sistema imunológico. Ajuda na absorção do cálcio.
Principais fontes: peixes gordos como o atum e o salmão.
Vitamina K – Presente na formação de 13 proteínas essenciais para a coagulação do sangue e envolvida na construção dos ossos.
Principais fontes: alimentos verdes, como vegetais de folhas e legumes (couve, couve de Bruxelas, brócolis, salsa).
Vitamina E (tocoferol) - Forte antioxidante contra radicais livres; previne o câncer, doenças cardiovasculares e catarata; protege o sistema reprodutor; reforça o sistema imunológico; melhora a ação da insulina. 
Principais fontes: óleos (girassol, amendoim), sementes de girassol, amêndoas, amendoim, vegetais de folhas verde-escuras.
Vitaminas hidrossolúveis (complexo B):
Vitamina B1 (Tiamina) - Mantém sistema nervoso e circulatório saudáveis; auxilia na formação do sangue e no metabolismo de carboidratos; previne o envelhecimento; melhora a função cerebral; combate a depressão e a fadiga; converte o açúcar no sangue em energia. 
Principais fontes: vegetais de folhas (alface romana, espinafre), berinjela, cogumelos, grãos de cereais integrais, feijão, nozes, atum, carne bovina e de aves.
Vitamina B2 (Riboflaviana) - Ligada à formação de células vermelhas do sangue e anticorpos; envolvida na respiração e processos celulares; previne catarata; ajuda na reparação e manutenção da pele e na produção do hormônio adrenalina.
Principais fontes: vegetais, grãos integrais, leite e carnes.
Vitamina B3 (Nicotinamida) - Aumenta a circulação; reduz triglicérides e colesterol; ajuda no funcionamento adequado do sistema nervoso e imunológico; regula o açúcar no sangue; protege o corpo contra poluentes e toxinas. 
Principais fontes: levedura, carnes magras de bovinos e de aves, fígado, leite, gema de ovos, cereais integrais, vegetais de folhas (brócolis, espinafre), aspargos, cenoura, batata-doce, frutas secas, tomate, abacate.
Vitamina B5 (Ácido pantotênico) - Ajuda na formação de células vermelhas do sangue e na desintoxicação química; previne degeneração de cartilagens; ajuda na construção de anticorpos; reduz colesterol e triglicérides; ajuda nas disfunções hormonais. 
Principais fontes: carnes, ovos, leite, grãos integrais e inteiros, amendoim, levedura, vegetais (brócolis), algumas frutas (abacate), ovário de peixes de água fria, geleia real.
Vitamina B6 (Piridoxina) - Reduz o risco de doenças cardíacas; ajuda na manutenção do sistema nervoso central e no sistema imunológico; reduz espasmos musculares; alivia enxaquecas e náuseas; reduz o colesterol; melhora a visão; previne aterosclerose e câncer.
Principais fontes: cereais integrais, semente de girassol, feijões (soja, amendoim, feijão), aves, peixes, frutas (banana, tomate, abacate) e vegetais (espinafre).
Vitamina B7 (Biotina) - Auxilia no crescimento celular, produção de ácidos graxos e redução de açúcar no sangue; combate infecções; promove a saúde das glândulas sudoríparas, do tecido nervoso, da medula óssea, das glândulas sexuais e células sanguíneas; previne a calvície; alivia dores musculares; baixa a intolerância à insulina em diabéticos. 
Principais fontes: carne de aves, fígado, rins, gema de ovo, couve-flor, ervilha.
Vitamina B9 (ácido fólico) - Manutenção dos sistemas imunológico, circulatório e nervoso; antitóxico; ajudaa combater o primeiro infarto, o câncer de mama e de cólon, parasitas intestinais e envenenamento alimentar; diminui o risco de aterosclerose; promove a saúde dos cabelos e da pele; reforça o sistema imunológico e o sistema nervoso central. 
Principais fontes: fígado, rins, vegetais de folhas verdes, couve-flor.
Vitamina B12 (Cobalamina) - Auxilia a síntese de células vermelhas do sangue; manutenção do sistema nervoso; ajuda no crescimento e desenvolvimento do corpo.
Principais fontes: fígado, rins, carnes, peixes, ovos, leite, queijo.
Vitamina C (ácido ascórbico) - Indispensável para a síntese do colágeno; ajuda na manutenção das funções glandulares e do crescimento; manutenção dos tecidos; previne o câncer; aumenta a imunidade; protege contra infecções. 
Principais fontes: frutas cítricas frescas (laranja, limão, tomate abacaxi, mamão papaia) e vegetais frescos (repolho, couve-flor, espinafre, pimentão verde).
Colina - Ajuda na memorização e no tratamento do Alzheimer; controla o colesterol e as gorduras no corpo; ajuda a eliminar substâncias tóxicas (venenos e drogas) e na reconstrução do fígado danificado pelo álcool. Principais fontes: lecitina de soja, gema de ovo. 
5. AÇÚCARES
Os açúcares, também conhecidos como carboidratos (hidratos de carbono), são uma classe de substâncias químicas cuja fórmula geral para muitos deles é Cn (H2O)n. 
Os carboidratos são nutrientes responsáveis principalmente pelo fornecimento de energia para o organismo e podem ser classificados em:
• Carboidratos simples: são formados por estruturas pequenas (glicose, frutose, sacarose) e encontrados principalmente nos alimentos doces e nas massas: açúcar, mel, balas, arroz e macarrão refinados e outros. 
Por sua pequena estrutura, são rapidamente digeridos e absorvidos, o que pode levar a uma grande alteração dos níveis de glicose no sangue (glicemia). Podem ser imediatamente utilizados para produção de energia ou estocados (principalmente no fígado e nos músculos) para uso posterior, conforme a necessidade.
• Carboidratos complexos: são formados pela união de várias estruturas de carboidratos, geralmente associados a fibras, por isso têm digestão mais lenta. São encontrados nos grãos integrais. 
Sua absorção gradual é capaz de não causar grandes alterações na glicemia e garantir energia ao organismo por um maior período. Após absorvidos, assim como os carboidratos simples, podem ser imediatamente utilizados ou estocados.
Os açúcares, em sua forma mais comum, consistem em sacarose no estado sólido e cristalino.
A sacarose, conhecida comumente como açúcar comum, é um sólido cristalino à temperatura ambiente, que se dissolve em água e é produzida comercialmente a partir de cana-de-açúcar ou da beterraba. Sua fórmula química é C12H22O11 e é formada através da condensação da glicose e da frutose. A condensação é a união desses compostos com a perda de uma molécula de água. Visto que existem isômeros da glicose e da frutose (formas α e β), também se obtém isômeros da sacarose.
Além da sacarose, os açúcares se dividem em classes:
Oses ou monossacarídeos: são todos os açúcares que não se hidrolisam (não reagem com água), como por exemplo a glicose e a frutose (podem ser carboidratos ou glicídios) ou a galactose de fórmula C6H12O6. Sua fórmula estrutural é (CH2O)n, esse “n” pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), dentre toda a pentose e hexoses são as mais importantes. 
Além disso, podem se subdividir em dois grupos:
Aldoses: todos que apresentam o grupo aldeídico. Conforme o número de átomos de C classifica-se em aldotriose (3C); aldotetrose (4C) e assim por diante.
Exemplo: glicose = aldoexose
Cetoses: todos que apresentam o grupo cetônico. Classificam-se também em cetotriose, cetotetrose.
Exemplo: frutose = cetoexose
Osídeos: são os açúcares hidrolisáveis. Dividem se em:
Holosídeos: são osídeos, que através da hidrólise fornecem oses. 
Eles se subdividem em:
Dissacáridos (dissacarídeos): são os açúcares que se hidrolisam, fornecendo duas moléculas de monossacáridos.
Exemplo: sacarose, lactose, maltose, celobiose
Polissacáridos: são os açúcares que se hidrolisam, originando mais de duas moléculas de monossacáridos. Normalmente ocorrem no talo e folhas vegetais e nas camadas externas de revestimento de grãos.
Exemplo: amido, glicogênio e celulose.
Heterosídeos: são osídeos, que através da hidrólise fornece tanto as oses como outros compostos.
Exemplo: Amidalina (semente de amêndoas amargas).
Por fim, pode se analisar que a sacarose é um osídio, pois pode sofrer hidrólise, um dissacarídeo, pois, ao reagir com a água, forma duas moléculas de oses, que são exatamente a glicose e a frutose. 
Visto que essa é a reação inversa de sua formação, o resultado da mistura de glicose e frutose é denominado açúcar invertido.
Esse açúcar invertido é muito usado em indústrias de doces, pois a sacarose tem um sabor muito mais adocicado que o açúcar comum. Assim, eles hidrolisam a sacarose e gastam menos açúcar. Além disso, em chocolates com recheio líquido ou pastoso, o recheio ainda sólido é misturado com sacarose, água e invertase e depois se coloca a cobertura, com ele ainda sólido. Até chegar ao consumidor, a sacarose já reagiu e, como a frutose e a glicose são mais solúveis na água do que a sacarose, o recheio passa a ser líquido.