APOSTILA PARA AUXÍLIO AOS ESTUDOS

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APOSTILA PARA AUXÍLIO AOS ESTUDOS
NUCLEOTÍDEOS
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	Nucleotídeo
Os ácidos nucleicos são substâncias de caráter ácido que, quando descobertas, foram associadas ao núcleo celular, considerando-se que eles estariam presentes somente neste local. Existem dois tipos bastante conhecidos de ácidos nucléicos: o DNA e o RNA. Essas duas importantes estruturas apresentam funções indispensáveis para o metabolismo e a reprodução de um organismo unicelular ou pluricelular.
Os ácidos nucleicos são exemplos de estruturas formadas a partir de nucleotídeos. E, em relação à composição do DNA, temos a formação da maior macromolécula celular, toda ela formada por nucleotídeos.
O nucleotídeo é um conjunto formado pela associação de 3 moléculas – uma base nitrogenada, um grupamento fosfato e um glicídio do grupo das pentoses. Desta forma, podemos ter variações dentro destes ligantes, como, por exemplo: no DNA temos a presença da pentose desoxirribose, enquanto que no RNA temos a presença da pentose ribose.
Estrutura de um nucleotídio
Podemos ainda, quanto à formação dos ácidos nucleicos, ter nucleotídeos diferentes em relação à base nitrogenada que o compõe, podendo esta ser púrica ou pirimídica. As bases púricas variam em Adenina e Guanina, enquanto que as bases pirimídicas são classificadas em Timina, Uracila e Citocina. Bases púricas e pirimídicas são complementares e possuem, cada uma, ligantes específicos. Assim, temos que a base púrica Adenina, se liga com as bases pirimídicas Timina e Uracila, enquanto que a base Guanina se liga exclusivamente à Citosina e vice-versa.
Na formação da estrutura do DNA, temos as bases nitrogenadas Adenina, Guanina, Timina e Citosina, e na composição do RNA temos a Adenina, Guanina, Uracila e Citosina. Desta forma, os nucleotídeos que originam os ácidos nucleicos são diferentes, podendo assim se constituir como um elemento para sua caracterização.
Os nucleotídeos participam de outros processos celulares, atuando em vias metabólicas e participando do transporte e conservação de energia (ATP).
Aminoácidos
 
 
Os aminoácidos e a formação das proteínas
Os aminoácidos representam a menor unidade elementar na constituição de uma proteína. Estruturalmente, são formados por um grupamento carboxila (COOH), um grupamento amina (NH2) e radical que determina um dos vinte tipos de aminoácidos.
Podem ser classificados seguindo dois princípios: pelas propriedades funcionais dos radicais, classificação mais geral; ou pela necessidade de cada organismo, classificação específica ao hábito nutricional conforme a espécie.
1) Pela propriedade funcional → por este critério são diferenciados em apolares (valina, alanina, leucina, triptofano, glicina, isoleucina, fenilalanina, metionina e prolina), polares (serina, tirosina, cisteina, glutamina, treonina e asparagina) e os tipos que acumulam carga positiva ou negativa (ácido aspártico, lisina, arginina, histidina e ácido glutâmico).
2) Pela necessidade nutricional → É variável de espécie para espécie, obedecendo a capacidade que cada um possui de sintetizar os aminoácidos ou adquiri-los através da alimentação.
Para os seres humanos, são subdivididos em aminoácidos essenciais, aqueles que o metabolismo não consegue produzir, e somente pela ingestão de alimentos conseguimos suprir sua carência; e aminoácidos não essenciais, sintetizados pelo organismo a partir de outros.
A formação de uma proteína:
O encadeamento dos aminoácidos se estabelece por meio de ligações peptídicas, mantidas entre o grupo carbonila de um aminoácido e o grupo amina de seu adjacente. À medida que o RNAr (ribossomo) percorre o filamento de RNAm (mensageiro), e realiza a leitura dos códons, acrescentando gradativamente os aminoácidos transportados pelo RNAt (transportador) na cadeia polipeptídica, vai então surgindo uma proteína.
A sequência dos aminoácidos na proteína determina a forma da mesma e, consequentemente, a sua função, ou seja, para o bom funcionamento orgânico é necessário um coordenado e eficiente processo de tradução.
Um único erro durante a síntese proteica pode acarretar disfunções ou deficiências ao organismo, como é o caso da anemia falciforme (hemácias em forma de foice) em razão da substituição de um aminoácido, o ácido glutâmico por uma valina.
Estruturas das proteínas
As estruturas das proteínas podem ser primárias (principal), secundárias, terciárias ou quaternárias, que resultam de ligações entre moléculas ou em partes da molécula.
 
Beta-secretase: proteína importante na formação de células dos nervos periféricos, mas também está envolvida no aparecimento da doença de Alzheimer
As proteínas são macromoléculas formadas pela união sucessiva de aminoácidos, que são compostos originados da ligação peptídica entre um grupo amino e um grupo carboxílico. Essa definição é bem explanada no texto Composição Química das Proteínas.
A cadeia principal da proteína formada pela ligação dos aminoácidos e que mostra a sequência em que eles aparecem é chamada de estrutura primária da proteína.
No entanto, uma mesma proteína pode adquirir também estruturas secundárias, terciárias e até quaternárias. Isso ocorre como resultado de interações intermoleculares entre partes de uma mesma proteína ou entre várias cadeias de proteína.
A estrutura secundária geralmente é resultante de ligações de hidrogênio que ocorrem entre o hidrogênio do grupo – NH e o oxigenio do grupo C ═ O. Assim, formam-se estruturas como as mostradas abaixo, parecidas com uma mola (um exemplo ocorre com a queratina de nossos cabelos) ou como folhas de papel dobradas (esse tipo ocorre com a fibroína da teia da aranha):
Esses são apenas dois exemplos de possibilidades de estruturas secundárias para as proteínas. Abaixo temos a estrutura secundária do colágeno. Veja que as interações que resultaram numa estrutra “enrolada” em forma de espiral são ligações de hidrogênio:
Quando as estruturas secundárias das proteínas se dobram sobre si mesmas, elas dão origem a uma disposição espacial denominada de estrutura terciária. Ela ocorre geralmente como resultado de ligações de enxofre, conhecidas como pontes de dissulfetos. Mas, podem ocorrer outras ligações espaciais também, como as realizadas por átomos de metais.
A seguir, temos a estrutura terciária da hemoglobina: 
Já a estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias que assumem formas espaciais bem definidas. Por exemplo, abaixo temos um modelo da estrutura quaternária da hemoglobina humana, a proteína nos glóbulos vermelhos que transporta oxigênio pelo organismo.
Essa estrutura é formada por quatro estruturas terciárias, sendo que existem entre elas grupos prostéticos (heme) formados pelo ferro, como mostrado na próxima ilustração:
Funções orgânicas nos aminoácidos
 
A carne é um alimento rico em aminoácidos
Os aminoácidos, também denominados de peptídeos, representam a menor unidade elementar na constituição de uma proteína. Os aminoácidos têm duas funções em suas estruturas:
Função amina: presença do grupo amino ─ NH2, que caracteriza a basicidade.
Função ácido carboxílico: presença do grupo carboxílico COOH, que caracteriza a acidez.
Por apresentar simultaneamente caracteres ácido e básico, os aminoácidos são denominados compostos anfóteros e reagem tanto com bases como com ácidos.
Os aminoácidos se classificam em essenciais e não essenciais. Os essenciais são indispensáveis para nossa saúde, mas o organismo humano não consegue sintetizá-los, é preciso então ingerir esses aminoácidos na forma de alimentos para não ocorrer uma desnutrição alimentar. Dentre os aminoácidos essenciais temos, por exemplo, a valina, lisina, triptofano, leucina, isoleucina, fenilalanina, metionina e treonina.
Os aminoácidos não essenciais são sintetizados pelo organismo a partir dos alimentos ingeridos, as principais fontes são carne, leite e ovos.
Aminoácidos são fundamentais na construção do corpo. Além de compor as células e recuperar ostecidos, eles formam anticorpos para combater as bactérias e vírus que possam nos infectar. Esses compostos fazem parte das enzimas e do sistema hormonal e são responsáveis pela composição das nucleoproteínas (RNA e DNA) e por transportar oxigênio por todo corpo e ainda participam das atividades dos músculos.
Para saber se o organismo possui a quantidade de aminoácidos necessária ao nosso bem estar, pode se realizar a dosagem de aminoácidos em nosso sangue. Isso só é possível graças à reação desse composto com ácido nitroso produzindo nitrogênio e um hidroxiácido. A aplicação dessa reação é a determinante na dosagem de aminoácidos no sangue, ela mede o volume de nitrogênio produzido (método de Slyke).
Funções das Proteínas
As proteínas desempenham um grande número de funções biológicas nas células:
Enzimas
As enzimas são catalisadores biológicos com alta especificidade. É o grupo mais variado de proteínas. Praticamente todas as reações do organismo são catalisadas por enzimas.
Proteínas transportadoras
Podemos encontrar proteínas transportadoras nas membranas plasmáticas e intracelulares de todos os organismos. Elas transportam substâncias como glicose, aminoácidos, etc. através das membranas celulares. Também estão presentes noplasma sanguíneo, transportando íons ou moléculas específicas de um órgão para outro. A hemoglobina presente nos glóbulos vermelhos transporta gás oxigênio para os tecidos. O LDL e o HDL também são proteínas transportadoras.
Proteínas estruturais
As proteínas participam da arquitetura celular, conferindo formas, suporte e resistência, como é o caso da cartilagem e dos tendões, que possuem a proteína colágeno.
Proteínas de defesa
Os anticorpos são proteínas que atuam defendendo o corpo contra os organismos invasores, assim como de ferimentos, produzindo proteínas de coagulação sanguínea como o fibrinogênio e a trombina. Os venenos de cobras, toxinas bactérias e proteínas vegetais tóxicas também atuam na defesa desses organismos.
Proteínas reguladoras
Os hormônios  são proteínas que regulam inúmeras atividades metabólicas. Entre eles podemos citar a insulina e o glucagon, que possuem função antagônica no metabolismo da glicose.
Proteínas nutrientes ou de armazenamento
Muitas proteínas são nutrientes na alimentação, como é o caso da albumina do ovo e a caseína do leite. Algumas plantas armazenam proteínas nutrientes em suas sementes para a germinação e crescimento.
Proteínas de motilidade ou contráteis
Algumas proteínas atuam na contração de células e produção de movimento, como é o caso da actina e da miosina, que se contraem produzindo o movimento muscular.
Carboidratos
A classificação dos carboidratos é feita de acordo com a quantidade de grupos cetona ou aldeído, além de levar em consideração a capacidade de sofrer hidrólise.
 
 
A estrutura acima é um exemplo de osídeo (um tipo de carboidrato) formado pela ligação glicosídica de dois monossacarídeos (também são carboidratos)
Os carboidratos ou hidratos de carbono são também conhecidos como glicídios e como açúcares, porém, nem todo carboidrato é um açúcar, conforme veremos mais adiante. Esses compostos possuem a principal função biológica de fornecimento de energia e podem ser quimicamente definidos como compostos que possuem vários átomos de carbono (3 ou mais) ligados a grupos hidroxila (OH) e que possuem também as funções cetona ou aldeído.
Os carboidratos podem ser classificados em oses ou monossacarídeos e em osídeos, que envolvem osoligossacarídeos e os polissacarídeos.
1- Oses ou monossacarídeos:
São os carboidratos de estrutura mais simples, possuindo apenas um grupo aldeído ou cetona. Eles não sofrem hidrólise, mas podem ocorrer reações entre monossacarídeos com a formação de um dissacarídeo ou de um polissacarídeo.
Entre os principais monossacarídeos temos a glicose e a frutose. Na imagem abaixo, suas cadeias carbônicas estão abertas, mas elas também podem se apresentar como cadeias fechadas.  
2- Osídeos:
Sofrem hidrólise, produzindo oses. De acordo com a quantidade de oses, podem ser oligossacarídeos ou polissacarídeos:
2.1- Oligossacarídeos:
Quando sofrem hidrólise, os oligossacarídeos produzem um número pequeno de oses. Se forem duas oses, o carboidrato será um dissacarídeo. O principal dissacarídeo é o açúcar comum ou sacarose (C12H22O11), que é formada por dois monossacarídeos, a glicose e a frutose:
C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 +H2O
Por outro lado, quando a sacarose sofre hidrólise, ocorre a reação inversa da demonstrada acima e formam-se dois monossacarídeos, a glicose e a frutose:
C12H22O11 +H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Outros exemplos de dissacarídeos são a maltose (formada por duas moléculas de α-glicose), acelobiose (formada por duas moléculas de β-glicose) e a lactose (formada por uma α-glicose e uma α-galactose).
2.2- Polissacarídeos:
Eles são formados pela união de várias moléculas de monossacarídeos. Quando sofrem hidrólise, também produzem um número grande de unidades de monossacarídeos iguais ou diferentes.
Alguns dos exemplos principais de polissacarídeos são o amido e a celulose:
A função dos carboidratos
 
As funções dos carboidratos são: 
1- Armazenamento energético – o amido e o glicogênio são os carboidratos responsáveis pelo armazenamento de energia dos animais e vegetais. 
2- Produção de energia – os carboidratos são as principais fontes de energia. 
3. Estruturais – todos os componentes celulares são formados por um carboidrato, e eles formam bases necessárias para a estruturação das célula.
Lipídios
 
 
Lípidios: insolúveis em solventes polares e solúveis em solventes orgânicos
Os lipídios são compostos com estrutura molecular variada, apresentando diversas funções orgânicas: reserva energética (fonte de energia para os animais hibernantes), isolante térmico (mamíferos), além de colaborar na composição da membrana plasmática das células (os fosfolipídios).
São substâncias cuja característica principal é a insolubilidade em solventes polares e a solubilidade em solventes orgânicos (apolares), apresentando natureza hidrofóbica, ou seja, aversão à molécula de água.
Essa característica é de fundamental importância, mesmo o organismo possuindo considerável concentração hídrica. Isso porque a insolubilidade permite uma interface mantida entre o meio intra e extracelular.
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias insaturadas) e gorduras (substâncias saturadas), encontrados nos alimentos, tanto de origem vegetal quanto animal, por exemplo: nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e também na gema de ovo.
Em geral, todos os seres vivos são capazes de sintetizar lipídios, no entanto algumas classes só podem ser sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais.
A formação molecular mais comum dos lipídeos, constituindo os alimentos, é estabelecida através do arranjo pela união de um glicerol (álcool) ligado a três cadeias carbônicas longas de ácido graxo.
Dentre os lipídeos, recebem destaque os fosfolipídios, os glicerídeos, os esteroides e os cerídeos.
Cerídeos → classificados como lipídios simples, são encontrados na cera produzida pelas abelhas (construção da colmeia), na superfície das folhas (cera de carnaúba) e dos frutos (a manga). Exerce função de impermeabilização e proteção.
Fosfolipídios → moléculas anfipáticas, isto é, possui uma região polar (cabeça hidrofílica), tendo afinidade por água, e outra região apolar (calda hidrofóbica), que repele a água.
Glicerídeos → podem ser sólidos (gorduras) ou líquidos (óleos) à temperatura ambiente.
Esteroides → formados por longas cadeias carbônicas dispostas em quatro anéis ligados entre si. São amplamente distribuídos nos organismos vivos constituindo os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis (colesterol).
Funções dos lipídios
 
Os lipídios possuem quatro funções básicas nos organismos:
 
- Fornecimento de energia para as células. Porém, estas preferem utilizarprimeiramente a energia fornecida pelos glicídios.
 
- Alguns tipos de lipídios participam da composição das membranas celulares.
 
- Nos animais endodérmicos, atuam como isolantes térmicos.
 
- Facilitação de determinadas reações químicas que ocorrem no organismo dos seres vivos. Possuem esta função os seguintes lipídios: hormônios sexuais, vitaminas lipossolúveis (vitaminas A, K, D e E) e as prostaglandinas.
 
Principais fontes de lipídios (alimentos):
 
- Margarinas
- Milho
- Aveia
- Soja
- Gergilim
- Cevada
- Trigo integral
- Centeio
- Óleo de canola
- Óleo de soja
- Óleo de peixes