Capítulo 3 - A Bioquímica da vida

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Capítulo 3 - A Bioquímica da vida.
Nathália Lopes Ferreira
Unidade II
As Bases da Vida
ESCOLA ESTADUAL “ANTÔNIO MIGUEL CERQUEIRA NETO”
 
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Os seres vivos são formados de matéria: possuem átomos e moléculas, as quais constituem a unidade fundamental da matéria. Nos seres vivos, as moléculas se organizam em unidade a maiores, a célula. 
 
 
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Os seres vivos e os minerais são constituídos pelos mesmos elementos químicos encontrados na natureza.
Na Tabela periódica, observamos os principais elementos químicos necessário á vida.
Alguns elementos que são essenciais a todos os seres vivo, como o: Carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O), o nitrogênio (N). O mais abundantes são o fósforo (P) e o enxofre (S).
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Além da água, uma das bases químicas da vida é o elemento químico é o carbono, sendo assim podemos dizer que o carbono é a espinha dorsal da vida.
A química orgânica é o estudo dos compostos do carbono.
A bioquímica ou químicas dos organismo vivos, estudam as diversas formas pelas quais o carbono se apresenta nos seres vivos.
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Os elementos químicos combinam – se, formando substância que podem ser classificados segundo sua natureza química em: 
Água
Sais Minerais
Carboidratos
Lípídeos
Proteínas
Vitaminas
Ácidos Nucléicos
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O átomo de carbono tem propriedades especiais que o tornam muito versátil em ligações com outros átomos.
O Carbono e a diversidade molecular dos seres vivos
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O Carbono está sempre disposto a compartilhar dois pares de elétrons, ou seja, ele tem valência 4: é tetravalente.
Quando os átomos de carbonos se ligam a 4 átomos de hidrogênio, todos se estabilizam.
Um átomo de carbono pode formar ligações Covalentes com outros átomos de carbono.
Metano
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Nas ligações covalentes, os carbonos se ligam a outros átomos de carbono em diferentes arranjos. Esta características explica versatilidade para a formação de estruturas moleculares
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Os átomos estão estáveis, funcionam como “vagões do meio do trem”, as suas pontas são especiais são chamadas de Alfa e Ômega, 1ª e última da cadeia, tenha ela quantos átomos tiver.
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A Geometria molecular é importante na química orgânica, há três açúcares com a mesma fórmula química que só se difere na sua geometria molecular.
Alguns compostos de suma importância para todos os seres vivos, suas moléculas são, por isso, denominadas Biomoléculas.
Substância orgânicas são compostas por carbono sintetizado naturalmente pelos organismo vivos
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Os carboidratos também são chamados de hidratos de carbono, Glicídeos ou açúcares são formados de carbono, hidrogênio e oxigênio ( C (H2O).
Participam nas reações químicas que fornecem energia para os organismo
Os carboidratos podem ser classificados em três categorias:
Monossacarídeos ( Açucares simples)
Dissacarídeos (Açucares como sacarose)
Polissacarídeo (não são açucares, apenas carboidratos)
Os Carboidratos
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Os monossacarídeos são carboidratos simples, pois não sofrem o processo de hidrólise.  A maioria dos monossacarídeos possuem de 3 a 6 átomos de carbono. Constituem importante fonte de energia para o funcionamento e manutenção do corpo humano. Cn(H2O)n
Monossacarídeo
Nº carbonos
Fórmula
Nome
3
C3H6O3
Triose
4
C4H8O4
Tetrose
5
C5H10O5
Pentose
6
C6H12O6
Hexose
7
C7H14O7
heptose
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Pentose
Função
Ribose
Participa da produção do ácidoribonucléico(RNA) atuando como matéria-prima.
Desoxirribose
Participa da produção do ácidodesoxirribonucléico(DNA) atuando como matéria-prima.
Hexose
Função
Glicose
É a principal fonte de energia para os seres vivos, mais usada na obtenção de energia. É fabricada pelos vegetais na fotossíntese e utilizada por todos os outros seres vivos na alimentação.
Frutose
Possui função energética
Galactose
Possui função energética. Participa da composição de dissacarídeos da lactose, junto com a glicose.
Pentoses
Hexoses
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Os oligossacarídeos ou açúcares pequenos são carboidratos formados de duas á dez moléculas de monossacarídeo, aquele que são formados por dois monossacarídeo são chamados de dissacarídeos.
Os dissacarídeos são açúcares duplos constituídos por ligação glicosídica, de dois monossacarídeos que envolve o carbono 1( ou Alfa) de uma molécula e o carbono 4 da outra.
São solúveis em água, são de fácil digestão, e possui a função energéticas.
 Principais dissacarídeos: Sacarose, Maltose e a Lactose.
Dissacarídeos
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Dissacarídeo
Monossacarídeos constituintes
Função
Sacarose
Glicose + frutose
Apresenta função energética. Está presente nos vegetais, principalmente na cana-de-açúcar.
Lactose
Glicose + galactose
Apresenta função energética e é o açúcar presente no leite.
Maltose
Glicose + glicose
Apresenta função energética e é encontrado em vegetais.
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Os polissacarídeos são formados pela união de muitos monossacarídeo. Alguns apresentam em sua fórmula átomos de nitrogênio e enxofre.
Os polissacarídeos são moléculas muito grandes, em comparação com os outros carboidratos, por isso são considerados macromoléculas.
Os polissacarídeos são insolúveis em água, o que é de grande importância para os seres vivos, pois desempenham função estrutural e armazenadora de energia
Polissacarídeos
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Polissacarídeo
Função
Celulose
Participa da composição da parede celular dos vegetais. É o carboidrato mais abundantenanatureza.
Quitina
Está presente na parede celular de fungos e no exoesqueleto dosartropodes. Possuem grupos amina(NH2) em sua cadeia.
Principais Polissacarídeos estruturais
Polissacarídeo
Função
Amido
Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e folhas. ( Amilase eAmilopectina).
Glicogênio
É o carboidrato de reserva dos animais e dos fungos. É armazenado nos músculos e no fígado dos animais.
Principais Polissacarídeos energéticos
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Glicogênio
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As proteínas são polímeros de Aminoácidos ou peptídeos unidos por ligações peptídicas.
Aminoácidos são substâncias químicas orgânicas com radical (-NH2 ) e um radial ácido (-COOH). Na natureza, existem cerca de vinte aminoácidos diferentes, todos se diferentes por um Radical R
As proteínas
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Tipos de Aminoácidos
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A união entre aminoácidos é denominada ligação peptídica e ocorre entre o grupo amina (NH2) de uma aminoácido e o grupamento carboxílico (COOH) de outro, por meio destas ligações como essa podem ser formadas longas cadeias peptídicas.
Portanto, uma proteína é um polipeptídio.
Ligação Peptídica
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A sequência de aminoácido que compõe o polipeptídio é denominada estrutura primária da proteína. Esse é o nível estrutural mais simples e dele deriva todo o arranjo espacial da molécula.
A estrutura secundária descreva a formação de estruturas regulares de cadeia polipeptídica, por exemplo, o enrolamento da proteína ao redor de um eixo.
A estrutura das proteínas
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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)
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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.
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á 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 vermelhosque transporta oxigênio pelo organismo.
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O aquecimento de uma proteína a determinadas temperaturas promove a ruptura das ligações internas entre os aminoácidos, responsáveis pela manutenção das estruturas secundária e terciária. Os aminoácidos não se separam, são se rompem as ligações peptídicas, porém a proteína fica “desmantelada”, perde a sua estrutura original. Dizemos que ocorreu uma desnaturação protéica, com perda da sua forma origina. Dessa maneira a função biológica da proteína é prejudicada.
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As proteínas atuam como hormônios e anticorpos, há proteínas que aceleram reações químicas, sem delas participar como reagentes, denominadas ENZIMAS.
As proteínas possuem a capacidade de reconhecer determinadas substância ( Substratos) elas se ligam por meio de ligações fracas em uma região da molécula denominada Sítio ativo. Com essa ligação ocorre mudanças na forma da enzima que acarreta a transformação do substrato que originam os produtos.
Propriedades funcionais das proteínas 
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A enzima catalisa uma reação de clivagem, ou seja, ela separa partes constituintes de uma substancia.
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Temperatura - Dentro de certos limites, a velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente.
Grau de acidez (pH) - Outro fator que afeta a forma das proteínas é o grau de acidez do meio, também conhecido como pH (potencial hidrogeniônico).
Fatores que interferem a ação das enzimas
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Elas desempenham um papel muito importante em nosso organismo, pois fornecem material tanto para a construção como para a manutenção de todos os nossos órgãos e tecidos.
As proteínas podem ser de origem vegetal ou animal. No caso das primeiras, elas são consideradas incompletas por serem pobres em variedade de aminoácidos essenciais (aqueles que o corpo não é capaz de produzir). Já a proteína de origem animal, é considerada completa por conter todos os aminoácidos essenciais.
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Origem Animal
Origem Vegetal
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Os lipídios tem em comum duas propriedades fáceis de evidenciar: eles não são solúveis em água, isto é, são compostos hidrofóbicos, e, por outro lado dissolvem – se facilmente em solventes orgânicos, como álcool e éter.
Os Lipídeos
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Fornecimento de energia para as células. Porém, estas preferem utilizar primeiramente 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.
Funções dos Lipídios
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Moléculas hidrofóbicas são aquelas que tem pouco o nenhuma propensão a se dissolver na água (hidro = água, fobia= medo). Moléculas hidrofílicas, ao contrário, são aquelas que têm grande propensão a se dissolverem na água (filia = atração).
A água é uma molécula polar. Lembre-se da regra que “iguais se dissolvem em iguais” e você vai concluir que substâncias hidrofóbicas são moléculas apolares e hidrofílicas são moléculas polares.
Moléculas hidrofóbicas e Moléculas hidrofílicas
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São ésteres formados da união de ácidos graxos com álcool, através de uma síntese por desidratação.
Nos lipídeos, o ácido é graxo, ou seja, ácido orgânico com uma grande cadeia hidrocarbonada, cuja a formula geral é: CH3 – (CH2 ) - COOH.
Os ácidos graxos podem ser saturados, quanto apresentação ligações simples (- C – C- C), ou insaturados, quando apresentam ligações duplas (- C= C).
Os lipídeos simples
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Os principais tipos de lipídeos são os triglicerídeos (gorduras e óleos), fosfolipídeos, ceras e esteroides.
 Conforme o álcool, os lipídeos simples são classificados: 
Óleos
Gorduras
Ceras
Esteroides
Ácido graxos
Classificação dos Lipídios
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Os lipídeos glicerídeos tem por álcool o glicerol e são representados por gorduras e óleos. Têm função energética de reserva nutritiva, isolante térmico, constituição do tecido adiposo.
O glicerol é uma cadeia linear de três carbonos; o carbono central está ligado a um radical hidroxila (-OH) e um átomo de hidrogênio. Os outros dois carbonos das extremidades estão ligados cada um a um radical hidroxila e dois átomos de hidrogênio. Espacialmente, a molécula de glicerol apresenta os grupos hidroxila virados para o mesmo lado.
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Os triglicerídeos, gorduras ou óleos, são feitos a partir da ligação entre ácidos graxos e uma molécula de glicerol. As hidroxilas de cada um dos ácidos graxos e cada uma dos hidrogênios que formam a hidroxila do glicerol se ligam, liberando três moléculas de água, sua reação esterificadora.
Os triglicerídeos
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Os fosfolipídeos são moléculas feitas de glicerol ligados a duas longas cadeias de ácidos graxos e um grupo fosfato (PO4-3). Além disso, os fosfolipídeos são moléculas anfipáticas, isto quer dizer, elas têm uma parte apolar (a longa cadeia de ácidos graxos) e uma parte polar (relacionada ao grupo fosfato).
Os fosfolipídeos são as principais moléculas que formam a membrana plasmática. A esfingomielina, macromolécula que forma a bainha de mielina nos axônios no sistema nervoso, é um fosfolipídeo também
Os Fosfolipídeos
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Os esteroides são lipídeos formados a partir da combinação de quatro anéis de carbono, três deles feitos com seis carbonos cada e um feito com cinco carbonos na sua extremidade. A união entre cada anel é feita através do compartilhamento de dois átomos de carbono que pertencem aos dois anéis.
Os sais biliares, colesterol, os hormônios sexuais (estrógeno, progesterona e testosterona), os corticoesteroides e a pro-Vitamina D são exemplos de esteroides.
Esteroides
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As vitaminas são substâncias que o organismo não tem condições de produzir e, por isso, precisam fazer parte da dieta alimentar. Suas principais fontes são as frutas, verduras e legumes, mas elas também são encontradas na carne, no leite, nos ovos e cereais.
Vitaminas
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As vitaminas desempenham diversas funções no desenvolvimento e no metabolismo orgânico. No entanto, não são usadas nem como energia, nem como material de reposição celular. Funcionam como aditivos– são indispensáveis ao mecanismo de produção de energia e outros, mas em quantidades pequenas. 
A falta delas, porém, pode causar várias doenças, como o raquitismo (enfraquecimento dos ossos pela falta da vitamina D) ou o escorbuto (falta de vitamina C), que matou tripulações inteiras até dois séculos atrás, quando os marinheiros enfrentavam viagens longas comendo apenas pães e conservas.
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As vitaminas classificam – se em dois grupos: 
Lipossolúveis, solúveis em lípideos, como as vitaminas A, D, E e K.
Hidrossolúveis em água, como principalmente as vitaminas do complexo B (B1, B2, B3, B6, B12, H e P) e a vitamina C.
Classificação das Vitaminas
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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.
Grupo das vitaminas lipossolúveis
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Vitamina K - Componente 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 e doenças cardiovasculares; protege o sistema reprodutor; previne catarata; reforça o sistema imunológico; melhora a ação da insulina. Principais fontes: óleos (girassol, amendoim), sementes de girassol, amêndoas, amendoim, vegetaisde folhas verde-escuras
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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.
Grupo das principais vitaminas hidrossolúveis (complexo B):
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- 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).
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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; ajuda a 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.
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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.
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Acne
Anemia
Cirrose
Depressão
Desordens autoimunes
Diarreia
 Enxaqueca
Estresse
 Flatulência
Gripe
Hipertensão
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Fim!!!!!
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