Bioquímica: carboidratos, aminoácidos e proteínas

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BIOQUÍMICA 
A Bioquímica é a parte da biologia responsável pelo estudo das estruturas, da organização e das transformações moleculares que ocorrem na célula (processos químicos). Essas transformações configuram o que chamamos de metabolismo, que nada mais é do que as reações extremamente coordenadas que são fundamentais para garantir a sobrevivência, o crescimento e reprodução dos organismos vivos.
O metabolismo geralmente é classificado em anabolismo ou catabolismo. No primeiro caso, as reações químicas estão voltadas para a síntese de estruturas moleculares complexas a partir de moléculas simples (plantas). Já no caso do catabolismo, as moléculas complexas são degradadas em estruturas mais simples (decompositores). Vale frisar que os dois processos ocorrem em todas as células vivas.
→ PROCESSOS BIOQUÍMICOS DOS SERES VIVOS 
No nível bioquímico, apesar da grande diversidade de formas de vida, muitas estruturas e processos são compartilhados por seres vivos bastante diferentes, o que facilita o entendimento da vida como um todo. Todas as espécies, por exemplo, são formadas por elementos básicos, como o carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre (CHONPS) e moléculas complexas, que realizam processos químicos para que a energia necessária à sobrevivência seja produzida.
De uma maneira geral, podemos afirmar que todos os organismos realizam quatro processos bioquímicos básicos para que ocorra a manutenção da vida:
-Síntese de biomoléculas, tais como carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos;
-Transporte de substâncias por meio das membranas;
-Produção de energia;
-Eliminação de metabólitos e substâncias tóxicas.
→CARBOIDRATOS (açúcares ou glicídios)
A natureza tem quatro biomoléculas de maior importância, os carboidratos, as proteínas, lipídios e ácidos nucleicos. Carboidratos são as moléculas orgânicas mais numerosas do planeta Terra. É em um carboidrato que o carbono inorgânico disponível na atmosfera é incorporado por meio da fotossíntese. 
Os seres fotossintetizantes, como as plantas, capturam CO2 e H2O e transformam em glicose, um carboidrato que fornecerá energia para este ser. A partir deste carboidrato, o carbono estará disponível nas células vegetais para a construção de outras moléculas orgânicas, como proteínas e lipídios. Toneladas deles são construídos diariamente através da fotossíntese. 
São constituídos principalmente de carbono, hidrogênio e oxigênio, mas podem possuir outros elementos como nitrogênio, fósforo e enxofre. Podem possuir ainda, grupos aldeídos, chamados de aldoses e grupos cetonas, chamados de cetoses.
Fórmula geral: CnH2nO
CLASSIFICAÇÃO DOS CABOIDRATOS 
-MONOSSACARÍDEOS: São os compostos mais simples de carboidrato, possuindo entre três e sete carbonos. São monômeros, ou seja, não podem ser hidrolisados. Geralmente possuem gosto adocicado e são sempre solúveis em água. Os mais conhecidos popularmente são as pentoses e hexoses. (glicose, frutose, galactose)
-DISSACARÍDEOS: Este é constituído por dois monossacarídeos que se unem através de uma ligação covalente chamada O-glicosídica. (sacarose, lactose)
-OLIGOSSACARÍDEOS: Constituído pela união de 3 a 6 monossacarídeos.
-POLISSACARÍDEOS: São moléculas resultantes da união de 7 ou mais monossacarídeos. (amido, glicogênio e celulose)
FORMAS DE RECONHECER UM CARBOIDRATO:
-Pelo nome: Terminação OSE
Exemplo: sacarose, lactose, frutose, glicose.
Exceto: amido e glicogênio 
-Pela estrutura química, podendo ser:
ALDOSE ALDEÍDO+ÁLCOOL
CETOSE CETONA+ ÁLCOOL
Alguns carboidratos possuem a função energética, sendo armazenado como amido nas plantas e como glicogênio nos animais. Quando esses polímeros são hidrolisados resultam em monossacarídeos que servirão de combustível no processo chamado de respiração celular, no qual o produto mais importante é o ATP, ou seja, energia para as células.
Sacarídeos possuem também a função estrutural, como a celulose presente nas paredes celulares dos vegetais, ou a quitina no exoesqueleto dos artrópodes. Estão presentes no nosso tecido conjuntivo, na lubrificação de nossas articulações, ou quando associados às proteínas e lipídios apresentam outras funções em nosso organismo.
Eles estão presentes em nossa dieta, sendo o item principal na mesa em muitas culturas. Alimentos ricos em açucares são chamados de energéticos. São digeridos e transformados em glicose, gerando energia para nosso corpo e o que sobra é armazenada em forma de glicogênio ou estocada como gordura no tecido adiposo. 
Chamamos de carboidratos simples aqueles que quando ingeridos são absorvidos rapidamente, provocando um pico glicêmico no sangue. Porém, parte é usada como energia e a outra estocada como gordura. Rapidamente este pico cai e o efeito é a fome aparecendo mais rapidamente entre os intervalos das refeições. É o exemplo de doces, mel, farinha branca, etc. Já os carboidratos complexos possuem baixo índice glicêmico, são absorvidos mais lentamente no nosso organismo, gerando saciedade por mais tempo. É o caso dos cereais integrais, batata doce, mandioca, inhame, etc.
Após atividades físicas, recomenda-se a ingestão dos carboidratos de alto índice glicêmico, para repor a energia. Fora isso, é recomendada uma dieta com mais carboidratos complexos, para serem absorvidos aos poucos pelo organismo. O pico glicêmico leva ao acúmulo em tecido de reserva e gera necessidade de comer mais.
Açúcar redutor- Um açúcar redutor é qualquer açúcar que, em solução básica, apresenta um grupo carbonílico livre aldeído. Sua capacidade de redução se dá pela presença de um grupo aldeído ou cetona livre
açúcar não redutor (sacarose)- possuem esses dois grupamentos interligados e tornam-se redutores a partir do momento que sofrem hidrolise.
→AMINOÁCIDOS
Os aminoácidos são moléculas orgânicas que servem como unidade fundamental na formação de proteínas.
Em sua estrutura molecular encontramos sempre um carbono central (C), chamado de α, ligado a um hidrogênio (H), a um grupo carboxila (COOH), a um grupo amina (NH2) e a um radical “R”, que muda de aminoácido para aminoácido. É esse radical que determinará as características de um aminoácido e o diferirá um do outro.
s aminoácidos são utilizados na síntese de proteínas, as quais constituem músculos, tendões, cartilagens, tecido conjuntivo, unhas e cabelos, além de alguns hormônios. Assim, eles ligam-se entre si para formar as proteínas sendo, portanto, a "matéria prima" desses macronutrientes.
Existem dezenas de tipos de aminoácidos na natureza, mas apenas vinte aparecem no código genético, os quais chamamos de principais e alguns especiais que só aparecem em algumas proteínas. Dos vinte principais que formam as proteínas, dividimos em grupos:
Aminoácidos não essenciais
São os que nós humanos conseguimos sintetizar em nosso organismo;
Aminoácidos essenciais
São aqueles que não produzimos, sendo necessária a ingestão de determinados alimentos. São eles: triptofano, valina, fenilalanina, treonina, lisina, isoleucina, leucina, histidina e metionina. A maioria deles nós encontramos em alimentos de origem animal: carne, leite, ovos, etc.
Apesar dos vegetais conseguirem sintetizar todos os tipos de aminoácidos que precisam para sobreviver, não encontramos todos os essenciais em um só vegetal. Existem ainda os aminoácidos essenciais ocasionais, o que significa que são produzidos por organismos saudáveis, mas em determinadas situações de patologias, nosso corpo pode não produzi-los. São eles: cisteína, glicina, prolina e tirosina.
Os aminoácidos podem ainda sofrer outras divisões, segundo o “R” de cada um deles:
Aminoácidos apolares: o grupo “R” é uma cadeia lateral apolar, ou seja, são hidrofóbicos. É o caso da alanina, leucina, valina, cisteína, glicina, prolina, isoleucina, metionina, triptofano e fenilalanina.
Aminoácidos polares neutros: o grupo “R” é uma cadeia lateral polar sem carga elétrica, ou seja, neutra. São hidrofílicos e geralmente contêm hidroxilias, sulfidrilas e aminas.São os: Glicina, Serina, Treonina, Cisteína, Tirosina, Asparagina e Glutamina.
Aminoácidos polares ácidos: São hidrofílicos e o grupo “R” é uma cadeia lateral com carga negativa, normalmente possuem grupo carboxila, além daquela da estrutura geral. É o ácido glutâmico e ácido aspártico.
Aminoácidos polares básicos: São hidrofílicos e o grupo “R” é uma cadeia lateral básica, carregada positivamente, possuem grupo amino. São eles: Histidina, lisina e arginina.
FUNÇÕES DE ALGUNS AMINOÁCIDOS 
Leucina, isoleucina e valina: Conhecidos como BCAA, estão envolvidos na reparação muscular, aumento de proteínas e durante atividades físicas ajudam na produção de energia.
Arginina: melhora a memória, ajuda na resistência física, aumenta o desempenho em atividades físicas. É utilizada como suplemento para treinos musculares.
Alanina: Envolvida no metabolismo para obtenção de energia.
Treonina: Está envolvido na síntese de colágeno e elastina.
Metionina: Está envolvida na resposta imunológica do nosso corpo, sua falta pode ocasionar a queda de cabelo.
Triptofano: Utilizado na produção de outros aminoácidos, alguns pesquisadores afirmam que bons níveis de serotonina associado com bons níveis do triptofano garantem um nível estável de ânimo em uma pessoa, contribuindo contra a depressão.
Há também alguns aminoácidos especiais, que aparecem em algumas proteínas específicas. É o exemplo da N-metilarginina e N-acetillisina encontradas nas histonas.
TAMPÃO BIÓLOGICO- é uma substância que ajuda a regular o ph do meio onde se encontrar próximo ao ph neutro, visto que, quando em ph ácido reage como base, em ph básico reage como um ácido e em ph neutro não altera o ph da solução. Aminoácidos são tampões biológicos. 
→PROTEÍNAS 
As proteínas são substâncias formadas por um conjunto de aminoácidos ligados entre si através de ligações peptídicas
Chamamos de polipeptídio uma cadeia longa de aminoácidos. Cada proteína é formada por uma ou mais cadeias polipeptídicas.
Uma proteína é um grande polipeptídeo, ou seja, resíduos de aminoácidos estão ligados entre si covalentemente, chamamos de ligação peptídica. É a união entre o grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amina de outro aminoácido, liberando água. Esta sequência de aminoácidos é única para cada proteína específica e é determinada pelo gene.
As proteínas são macromoléculas presentes nas células de praticamente todo o corpo humano. Elas são responsáveis por inúmeras funções, como o crescimento de unhas e cabelos, a reposição da pele e a construção de músculos.
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS 
-Proteínas fibrosas, as cadeias polipeptídicas estão enroladas entre si como se fossem uma corda. Como exemplo, pode-se citar a queratina, proteína presente nas unhas e cabelos. 
-Proteínas globulares, as cadeias polipeptídicas dobram-se em uma forma mais ou menos esférica. Como exemplo, há os anticorpos e as enzimas.
CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL (NÍVEL DE ORGANIZAÇÃO) 
-Estrutura primária de uma proteína é o tipo de aminoácido e sua sequência em uma cadeia polipeptídica. 
-Estrutura secundária quando a proteína se enrola, normalmente, em forma de hélice. 
-Estrutura terciária é aquela em que as proteínas começam a se dobrar, formando as proteínas globulares. 
-Estrutura quaternária, em que as proteínas que possuem duas ou mais cadeias polipeptídicas estão organizadas e entrelaçadas em estrutura terciária.
As proteínas são substâncias que exercem as mais diversas funções no organismo, participando inclusive da composição das células. Não existe nenhum processo biológico em que uma proteína não esteja envolvida. Dentre as funções atribuídas às proteínas, podemos citar:
- Atuam como enzimas – Essas proteínas são capazes de acelerar uma determinada reação química. Como exemplo de enzimas, pode-se citar a amilase salivar, que atua na quebra de amido, e a lactase, que atua na quebra de lactose;
- Contração muscular – A contração muscular só ocorre graças à ação de duas proteínas: a miosina e a actina;
- Hormônios – Atuam nas mais diversas funções do organismo e, em sua grande maioria, são compostos por proteínas. Exemplo: insulina;
- Anticorpos – Proteínas que atuam na defesa do nosso corpo;
- Coagulação – A fibrina (uma proteína) forma uma rede que impede a passagem do sangue;
- Transporte de oxigênio – A hemoglobina é uma proteína responsável pelo transporte de oxigênio.
ALIMENTO RICOS EM PROTEÍNAS 
Os alimentos com proteína podem ser de origem animal ou vegetal. Vários são os tipos de alimentos ricos em proteína: carnes, peixes, ovos, feijão, frango, leite, cereais, soja (proteína vegetal), leguminosas, oleaginosas, amendoim, laticínios (leite desnatado, queijo branco e o cottage).