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ISOLADO BIOLOGIA Profo. Rodrigo Maciel Lima ALUNO:_______________________ NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS Existem vários níveis hierárquicos de organização entre os seres vivos, começando pelos átomos e terminando na biosfera. Cada um desses níveis é motivo de estudo para os biólogos. Átomos e moléculas Os átomos forma toda a matéria que existe. Eles se unem por meio de ligações químicas para formar as moléculas, desde moléculas simples como a água (H2O), até moléculas complexas como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos. A matéria viva é formada principalmente pela união dos átomos (C) Carbono, (H) Hidrogênio, (O) Oxigênio e (N) Nitrogênio, Fósforo (P) e Enxofre (S). São os CHONPS. Organelas e Células As organelas são estruturas presentes no interior das células, que desempenham funções específicas. São formadas a partir da união de várias moléculas. A célula é a unidade básica da vida, sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos de células, cada uma com sua função específica. Tecidos Os tecidos são formados pela união de células especializadas. Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é o muscular tem a função de produzir os movimentos do corpo, o tecido ósseo, formado pelas células ósseas tem a função de sustentar o organismo. Órgãos Os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles são formados de vários tipos de tecidos, por exemplo. O coração é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os ossos são formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso. Sistemas Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que se trabalham em conjunto para exercer uma determinada função corporal, por exemplo, o sistema digestório, que é formado por vários órgãos, como boca, estômago, intestino, glândulas, etc. Organismo A união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser uma pessoa, uma planta, um peixe, um cachorro, um pássaro, um verme, etc. População Dificilmente um organismo vive isolado, ele interage com outros organismos da mesma espécie e de outras espécies, e também com o meio ambiente. O conjunto de organismos da uma mesma espécie, interagindo entre si e que habitam uma determinada região, em uma determinada época, chama-se população. Comunidade O conjunto de indivíduos de diferentes espécies interagindo entre si numa determinada região geográfica, ou seja, conjunto de diferentes populações vivendo juntas e interagindo é chamado de comunidade. Ecossistema O ecossistema é o conjunto dos seres vivos da comunidade, com os fatores não vivos, como temperatura, luminosidade, umidade e componentes químicos. Esses fatores não vivos são chamados de fatores abióticos. Os seres vivos são chamados de fatores bióticos. A interação entre os seres bióticos e os abióticos recebe o nome de ecossistema. Por exemplo, uma população de jacarés que está tomando sol em cima de uma pedra, nas margens de um rio. Biosfera A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta Terra. A biosfera é a mais alta de todas as hierarquias. Resumindo.... CITOLOGIA O termo célula (do grego kytos = cela; do latim cella = espaço vazio), foi usado pela primeira vez por Robert Hooke (em 1655) para descrever suas investigações sobre a constituição da cortiça analisada através de lentes de aumento. Citologia é a parte da Biologia que estuda as células, seus componentes e as funções que estes componentes desempenham com a finalidade de manter a homeostase celular. Segundo a Teoria Celular, elaborada por Schleiden e Schwann (1839), todos os seres vivos são constituídos por células. Logo, estas são as unidades morfofuncionais de todos os seres vivos. As células provêm de outras preexistentes. As reações metabólicas do organismo ocorrem nas células. Embora os diferentes tipos de seres vivos apresentem uma espetacular diversidade de células, que exibem uma grande variedade de formas, tamanhos e funções, sabe-se que todas elas são equipadas por um conjunto comum de componentes capazes de garantir o desempenho de suas atividades vitais. Os organismos unicelulares e pluricelulares têm a célula como unidade estrutural e funcional. Na classificação dos seres vivos, são utilizados critérios de organização e fisiologia celular para diferenciar os diferentes grupos (reinos). Quanto à organização celular, as células podem ser procarióticas (procariontes) ou eucarióticas (eucariontes). E os seres possuidores dessas células são ditos eucariontes e procariontes. As células procarióticas apresentam organização mais simples, sem núcleo organizado e sem organelas membranosas, como retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndria, entre outras. Possuem célula procariótica os organismos do reino Monera (bactérias e cianobactérias). REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA CÉLULA PROCARIÓTICA Com exceção das bactérias e das algas azuis (Cianobactérias), todos os demais seres vivos são constituídos de células eucariotas, isto é, dotadas de um núcleo delimitado por uma membrana. Essa membrana é denominada carioteca ou membrana nuclear. Os organismos dotados de células eucarióticas são, por isso, chamados eucariontes (do Grego eu = verdadeiro; karion = núcleo; onthos = seres). Além da membrana nuclear, as células eucariotas diferem das procarióticas por serem ainda dotadas de inúmeras organelas membranosas, como as mitocôndrias, o complexo de Golgi, o retículo endoplasmático liso e rugoso, lisossomos, etc. REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA CÉLULA EUCARIÓTICA VERIFICAÇÃO DA APRENDIZAGEM 1) Nosso corpo é formado por várias partes que trabalham juntas e garantem o bom funcionamento do organismo. Relacione a seqüência dos níveis de organização a seus exemplos. (1) Célula ( ) circulatório (2) Tecido ( ) neurônio (3) Órgão ( ) cérebro (4) Sistema ( ) conjuntivo Assinale a alternativa que apresenta a associação correta: a) 2 - 4 - 3 - 1. b) 4 - 1 - 3 - 2. c) 2 - 3 - 4 - 1. d) 3 - 1 - 2 - 4. e) 1 - 3 - 2 - 4. 2) A seqüência indica os crescentes níveis de organização biológica: célula → I → II → III → população → IV → V → biosfera. Os níveis I, III e IV correspondem, respectivamente, à a) órgão, organismo e comunidade. b) tecido, organismo e comunidade. c) órgão, tecido e ecossistema. d) tecido, órgão e bioma. e) tecido, comunidade e ecossistema. 3) Considere as características das células A, B e C indicadas na tabela adiante quanto à presença (+) ou ausência (-) de alguns componentes, e responda: a) Quais das células A, B e C são eucarióticas e quais são procarióticas? b) Qual célula (A, B ou C) é característica de cada um dos seguintes reinos: Monera, Animal e Vegetal? Que componentes celulares presentes ou ausentes os diferenciam? 4) Os procariontes diferenciam-se dos eucariontes porque os primeiros, entre outras características: a)não possuem material genético. b) possuem material genético como os eucariontes, mas são anucleados. c) possuem núcleo, mas o material genético encontra-se disperso no citoplasma. d) possuem material genético disperso no núcleo, mas não em estruturas organizadas denominadas cromossomos. e) possuem núcleo e material genético organizado nos cromossomos. 5) O desenho a seguir mostra a síntese de um polipeptídio a partir da molécula de DNA num certo organismo. Esse organismo é um procarioto ou um eucarioto? Por quê? 6) Assinale a alternativa que apresenta estruturas encontradas em todos os tipos de células. a) núcleo, mitocôndrias e ribossomos. b) parede celular, ribossomos e nucléolo. c) centríolo, complexo de Golgi e núcleo. d) ribossomos, membrana plasmática e hialoplasma. e) hialoplasma, carioteca e retículo endoplasmático. 7) "Derrubamos a grande barreira que separava os reinos animal e vegetal: a célula é a unidade da matéria viva." Essa afirmativa foi feita por cientistas ao descobrirem, em 1839, aquilo que lírios, águas-vivas, gafanhotos, minhocas, samambaias e humanos têm em comum. Pode-se dizer que todas as células dos seres acima citados têm as seguintes características: a) centríolo e lisossomo b) parede celular e mesossomo c) núcleo individualizado e mitocôndria d) material nuclear disperso e cloroplasto 8) Considere as três afirmações: I. Somos constituídos por células mais semelhantes às amebas do que às algas unicelulares. II. Meiose é um processo de divisão celular que só ocorre em células diplóides. III. Procariontes possuem todas as organelas citoplasmáticas de um eucarionte, porém não apresentam núcleo. Está correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, II e III. 9) Observe a figura a seguir, que ilustra uma célula humana e seus principais constituintes citoplasmáticos, e analise as afirmativas. I. As células do fígado inativam substâncias nocivas ao organismo, porque possuem grande quantidade da estrutura 1. II. As hemácias não se multiplicam, porque não apresentam a estrutura 2. III. As células do pâncreas possuem acentuada síntese protéica, porque apresentam a estrutura 3 desenvolvida. IV. As células do músculo estriado utilizam prótons (H+) liberados pela estrutura 4 para realizar a contração. V. Os espermatozóides se locomovem, porque possuem flagelos originados da estrutura 5. Assinale a opção que apresenta somente afirmativas CORRETAS. a) I, II e III b) I, II e IV c) I, IV e V d) II, III e V e) III, IV e V 10) A seguir estão representados dois tipos celulares distintos. Com base em seus conhecimentos, é INCORRETO afirmar: a) Por não terem mitocôndria, as bactérias, ditas procariontes, realizam apenas respiração anaeróbia, como a fermentação láctica. b) A separação entre transcrição e tradução, e a possibilidade de realizar meiose são características exclusivas das células eucariontes. c) Os ribossomos são comuns aos dois tipos celulares, mas somente células eucariontes apresentam retículo endoplasmático rugoso. d) Os dois tipos celulares apresentam o mesmo código genético indicando ancestralidade comum. COMPONENTES QUÍMICOS CELULARES Na natureza dos seres viventes, a água é o componente químico que entra em maior quantidade, mas as substâncias orgânicas predominam em variedade, pois é grande o número de proteínas, ácidos nucléicos, lipídios, carboidratos diferentes que formam a estrutura das células e dos organismos. Sais minerais e vitaminas participam em doses pequenas, mas também desempenham papéis importantes. A água e os sais minerais formam os componentes inorgânicos da célula. Os componentes orgânicos abrangem as demais substâncias. O estudo da composição química dos organismos tem a sua maior parte fundamentada na bioquímica da célula ou Citoquímica. Afinal, os seres viventes têm a sua estrutura basicamente organizada e estabelecida na célula. Os elementos químicos que participam da composição da matéria viva estão presentes também na matéria bruta. Entretanto, nesta última, os átomos se dispõem de forma mais simples, compondo substâncias cujas fórmulas são pequenas e de pequeno peso molecular, que muitas vezes não chegam a formar moléculas. É o que acontece nos compostos iônicos como o cloreto de sódio (NaCl – sal de cozinha). Embora a matéria vivente também apresente muitas substâncias da Química Inorgânica, o seu grande predomínio qualitativo se prende aos compostos da Química Orgânica, cujas moléculas revelam cadeias de carbono que vão de uma discreta simplicidade (monossacarídeos) à mais extraordinária complexidade (proteínas). Compostos Inorgânicos Chamamos de substâncias inorgânicas àquelas que não possuem átomos de carbono em sua composição química e são encontradas livremente na natureza. São elas: água e sais minerais. A ÁGUA A quantidade de água e sais minerais na célula e nos organismos deve ser perfeitamente balanceada, qualificando o chamado equilíbrio hidrossalino. Esse equilíbrio é fator decisivo para a manutenção da homeostase. Além disso, eles desempenham numerosos papéis de relevante importância para a vida da célula. A queda do teor de água, nas células e no organismo, abaixo de certo limite, gera uma situação de desequilíbrio hidrossalino, com repercussões nos mecanismos osmóticos e na estabilidade físico-química (homeostase). Isso caracteriza a desidratação e põe em risco a vida da célula e do organismo. A água é obtida através da ingestão de alimentos sólidos ou pastosos, de líquidos e da própria água. Alguns animais nunca bebem água, eles a obtêm exclusivamente através dos alimentos. Ao fim das reações de síntese protéica, glicídica e lipídica, bem como ao final do processo respiratório e da fotossíntese, ocorre a formação de moléculas de água. Por isso o teor de água no citoplasma é proporcional à atividade celular. Nos tecidos muscular e nervoso sua proporção é de 70 a 80%, enquanto que no tecido ósseo é de cerca de 25%. Além da atividade da célula ou tecido, o teor de água em um organismo depende também da espécie considerada. Nos cnidários (águas-vivas) sua proporção pode chegar a 98%, nos moluscos é um pouco maior do que 80%, na espécie humana varia entre 60 e 70%. A proporção varia também com a idade do indivíduo. Nos embriões, a quantidade de água é maior do que nos adultos. Logo, quanto mais velho é o organismo, menor será seu teor hídrico. Importância da Água Ela representa o solvente universal dos líquidos orgânicos. É o solvente do sangue, da linfa, dos líquidos intersticiais nos tecidos e das secreções como a lágrima, o leite e o suor; É a fase dispersante de todo material citoplasmático. O citoplasma nada mais é do que uma solução coloidal de moléculas protéicas, glicídicas e lipídicas, imersas em água; Atua no transporte de substâncias entre o interior da célula e o meio extracelular; Grande número de reações químicas que se passam dentro dos organismos compreende reações de hidrólise, processos em que moléculas grandes de proteínas, lipídios e carboidratosse fragmentam em moléculas menores. Essas reações exigem a participação da água; Pelo seu elevado calor específico, a água contribui para a manutenção da temperatura nos animais homotermos (aves e mamíferos). OS SAIS MINERAIS Eles representam substâncias reguladoras do metabolismo celular. São obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos, cereais, leite, peixes, etc. Os sais minerais têm participação nos mecanismos de osmose, estimulando, em função de suas concentrações, a entrada ou a saída de água na célula. A concentração dos sais na célula determina o grau de densidade do material intracelular em relação ao meio extracelular. Em função dessa diferença ou igualdade de concentração é que a célula vai se mostrar hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação ao seu ambiente externo, justificando as correntes osmóticas ou de difusão através da sua membrana plasmática. Portanto, a água e os sais minerais são altamente importantes para a manutenção do equilíbrio hidrossalino, da pressão osmótica e da homeostase na célula. Importância dos Sais Minerais Os sais podem atuar nos organismos na sua forma cristalina ou dissociados em íons. Os sais de ferro são importantes para a formação da hemoglobina. A deficiência de ferro no organismo causa um dos tipos de anemia. Os sais de iodo têm papel relevante na ativação da glândula tireóide, cujos hormônios possuem iodo na sua fórmula. A falta de sais de iodo na alimentação ocasiona o bócio. Os fosfatos e carbonatos de cálcio participam na sua forma cristalina da composição da substância intercelular do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina. A carência desses sais na alimentação implica no desenvolvimento anormal de ossos e dentes, determinando o raquitismo. Como íons isolados, os fosfatos e carbonatos atuam no equilíbrio do pH celular. Os íons de sódio e potássio têm ativa participação na transmissão dos impulsos nervosos através dos neurônios. Os íons cálcio atuam na contração das fibras musculares e no mecanismo de coagulação sangüínea. Os íons magnésio participam da formação da molécula de clorofila, essencial para a realização da fotossíntese. Os íons fósforo fazem parte da molécula do ATP (composto que armazena energia) e integra as moléculas de ácidos nucléicos (DNA e RNA). Os sais mais comuns na composição da matéria viva são os cloretos, os carbonatos, os fosfatos, os nitratos e os sulfatos (de sódio, de potássio, de cálcio, de magnésio e outros). Verificação da Aprendizagem 11) Um ser humano adulto tem de 40 a 60% de sua massa corpórea constituída por água. A maior parte dessa água encontra-se localizada a) no meio intracelular. b) no líquido linfático. c) nas secreções glandulares e intestinais. d) na saliva. e) no plasma sangüíneo. 12) O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual NÃO está correta? a) Participa no equilíbrio osmótico. b) Catalisa reações químicas. c) Atua como solvente universal. d) Participa de reações de hidrólise. e) Participa no transporte de moléculas. 13) Recentes descobertas sobre Marte, feitas pela NASA, sugerem que o Planeta Vermelho pode ter tido vida no passado. Esta hipótese está baseada em indícios a) da existência de esporos no subsolo marciano. b) da presença de uma grande quantidade de oxigênio em sua atmosfera. c) de marcas deixadas na areia por seres vivos. d) da existência de água líquida no passado. e) de sinais de rádio oriundos do planeta. 14) A água é um dos componentes mais importantes das células. A tabela a seguir mostra como a quantidade de água varia em seres humanos, dependendo do tipo de célula. Em média, a água corresponde a 70% da composição química de um indivíduo normal. Durante uma biópsia, foi isolada uma amostra de tecido para anáIise em um laboratório. Enquanto intacta, essa amostra pesava 200 mg. Após secagem em estufa, quando se retirou toda a água do tecido, a amostra passou a pesar 80 mg. Baseado na tabela, pode-se afirmar que essa é uma amostra de: a) tecido nervoso - substância cinzenta. b) tecido nervoso - substância branca. c) hemácias. d) tecido conjuntivo. e) tecido adiposo. 15) A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os seres vivos. Qual, dentre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância fundamental para os sistemas biológicos? a) Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade. b) Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear. c) Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 °C. d) É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias. e) Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias. 16) A sonda Phoenix, lançada pela NASA, explorou em 2008 o solo do planeta Marte, onde se detectou a presença de água, magnésio, sódio, potássio e cloretos. Ainda não foi detectada a presença de fósforo naquele planeta. Caso esse elemento químico não esteja presente, a vida, tal como a conhecemos na Terra, só seria possível se em Marte surgissem formas diferentes de: a) DNA e proteínas. b) ácidos graxos e trifosfato de adenosina. c) trifosfato de adenosina e DNA. d) RNA e açúcares. e) Ácidos graxos e DNA. 17) Leia o texto a seguir. As três décadas de estudos sobre os alimentos, o metabolismo humano e a fisiologia do esporte mostram que as dietas radicais não funcionam. Na busca do corpo saudável e esbelto, a melhor dieta é a do bom senso. Uma das dietas mundialmente conhecidas proíbe o consumo de leite e derivados e limita muito o consumo de proteínas. Essas restrições levam à carência de minerais, especialmente o cálcio e ferro. (VEJA, São Paulo, mar. 2007, n. 11, p. 62. [Adaptado]). Um indivíduo adulto que adotou essa dieta por um período prolongado pode apresentar a) hemorragia e escorbuto. b) cegueira noturna e xeroftalmia. c) beribéri e pelagra. d) bócio endêmico e cãibras. e) osteoporose e anemia. 18) Considere um grupo de pessoas com características homogêneas no que se refere à cor de pele. Assinale a alternativa, dentre as apresentadas, que corresponde às pessoas desse grupo que têm maior chance de apresentar deficiência de vitamina D e que estão mais sujeitas a fraturas ósseas. a) Indivíduos que ingerem alimentos ricos em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que freqüentemente tomam sol. b) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que freqüentemente tomam sol. c) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que raramente tomam sol. d) Indivíduos que ingerem alimentos ricos em cálcio, como frutas cítricas e arroz, e que raramente tomam sol. e) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como frutas cítricas e arroz, e que raramente tomam sol. 19) Uma mulher de baixo nível sócio- econômico está amamentando ofilho recém- nascido, mas ingere menos cálcio do que aquela quantidade normalmente perdida no aleitamento. Sobre essa mãe é correto afirmar, EXCETO: a) O valor nutritivo do seu leite pode não estar sendo afetado. b) Apresenta prolactina no seu sangue. c) Em breve não terá mais cálcio para colocar no leite. d) Apresenta no sangue hormônio produzido pelas paratireóides. 20) No sal de cozinha costuma-se adicionar sais de iodo. O iodo participa da constituição dos hormônios da glândula tiróide. A falta do iodo pode provocar nas pessoas: a) barriga d'água b) amarelão c) papo d) mau hálito Compostos Orgânicos Compostos orgânicos são os que possuem átomos de carbono e são elaboradas pelos organismos vivos. São eles: carboidratos, lipídios, proteínas, ácidos nucléicos e vitaminas. OS CARBOIDRATOS OU GLICÍDIOS Carboidratos, glicídios, glúcides ou hidratos de carbono são compostos formados por cadeias de carbono, ricos em hidrogênio e oxigênio, e que representam as primeiras substâncias orgânicas formadas na natureza, graças à fotossíntese das plantas e quimiossíntese das bactérias. Podemos representar o processo pela equação simplificada: H2O + CO2 + luz --> Cn(H2O)n + O2 Observe que como produto secundário da reação forma-se o oxigênio. Nesses compostos, para cada átomo de carbono existem 2 átomos de hidrogênio e 1 de oxigênio, na proporção da molécula da água. Daí o nome hidrato de carbono, podendo-se representar genericamente por Cn(H2O)n (onde n representa o número de átomos de carbono). A energia foi incorporada nas moléculas de carboidrato. No processo inverso (respiração) a energia será liberada. Os carboidratos são substâncias essencialmente energéticas. A oxidação dos mesmos na célula libera considerável quantidade de energia. Cn(H2O)n + O2 --> CO2 + H2O + energia Sob o aspecto biológico, os carboidratos podem ser classificados em: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Monossacarídeos ou oses são carboidratos que não sofrem hidrólise. Suas moléculas possuem de 3 a 7 átomos de carbono e podem ser chamadas de trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses. Apresentam valor biológico as hexoses [(C6H12O6) – glicose, frutose e galactose} e as pentoses {ribose (C5H10O5) e desoxirribose (C5H10O4)]. A glicose é encontrada em todos os carboidratos. No sangue humano deve estar na proporção de 70 a 110 mg por 100 ml. É a principal fonte de energia dos seres vivos. A frutose é encontrada no mel e nas frutas. A galactose é componente do açúcar do leite. A ribose é componente das moléculas de RNA e a desoxirribose do DNA. Estrutura químicas dos principais monossacarídeos: Hexoses Dissacarídeos são glicídios que, por hidrólise, fornecem duas moléculas de monossacarídeos. Os principais são a maltose, a sacarose e a lactose. A maltose (glicose + glicose) é um produto da hidrólise do amido. A sacarose (glicose + frutose) é o açúcar da cana e da beterraba. A lactose (glicose + galactose) é o açúcar do leite. Estrutura químicas dos principais dissacarídeos: Polissacarídeos são glicídios constituídos de grande número de moléculas de monossacarídeos. Os principais são o amido, o glicogênio e a celulose. O amido forma-se como produto de reserva dos vegetais. É encontrado na mandioca, batatas, trigo, arroz, milho, etc. Pode ser reconhecido pela reação com uma solução alcoólica de iodo ou lugol, quando adquire uma coloração arroxeada. O glicogênio forma-se como produto de reserva dos animais e fungos. Nos animais acumula-se no fígado e nos músculos. A celulose forma a parede das células vegetais, onde serve de proteção e sustentação. É insolúvel na água. Estrutura químicas dos principais polissacarídeos: Os animais herbívoros dependem de bactérias e protozoários (flora intestinal) para a digestão da celulose. Nos seres humanos ela é importante na formação do bolo fecal e no peristaltismo intestinal. Existem polissacarídeos que apresentam também átomos de nitrogênio, como a quitina (parede celular dos fungos e exoesqueleto dos artrópodes), coniferina (coníferas) e digitalina (usada no tratamento de doenças cardíacas). OS LIPÍDIOS Os lipídios ou lípides são compostos orgânicos que têm a natureza de ésteres, pois são formados pela combinação de ácidos (graxos) com álcoois. Ácidos graxos são ácidos orgânicos que revelam longas cadeias, variando entre 14 e 22 carbonos. Alguns ácidos graxos são saturados e outros são insaturados. Os ácidos graxos saturados não possuem qualquer ligação dupla entre os átomos de carbono, o que significa que não têm disponibilidade para receber mais átomos de hidrogênio. A ingestão de grande quantidade de ácidos graxos saturados é prejudicial a saúde pois promove aumento do colesterol sanguíneo. O fígado utiliza ácidos graxos saturados na produção de colesterol. Quando a taxa de colesterol se eleva, maiores são as chances de desenvolvimento de placas de ateroma. Assim, o organismo pode sofrer um AVE, IAM, etc. Placa de ateroma em desenvolvimento e suas conseqüências. Os ácidos graxos insaturados possuem uma ou mais ligações duplas entre os átomos de carbono, o que lhes permite receber átomos de hidrogênio na molécula. A ingestão moderada destes ácidos graxos promove benefício para a saúde, pois reduzem o colesterol sanguíneo, uma vez que são utilizados na produção de HDL, lipoproteína que transporta o excesso de colesterol do sangue para o fígado para que este seja metabolizado. O álcool mais comumente encontrado na composição dos lipídios é o glicerol, que possui apenas 3 átomos de carbono. O glicerol pode se combinar com 1, 2 ou 3 moléculas de ácidos graxos iguais ou diferentes entre si, formando os monoglicerídeos, diglicerídeos e triglicerídeos, estes últimos muito comentados por suas implicações com as doenças do sistema cardiocirculatório, como a aterosclerose. Os lipídios são também compostos energéticos, pois, na falta de glicose, a célula os oxida para liberação de energia. Uma molécula lipídica fornece mais que o dobro da quantidade de calorias (9kcal/g) em relação ao que oferece uma molécula glicídica (4kcal/g). Entretanto, por ser mais fácil a oxidação de uma molécula de glicose, os lipídios só são metabolizados na falta desta. Na célula eles têm também um papel estrutural. Participam da formação da estrutura da membrana plasmática e de diversas outras. Nos animais homotermos, existe uma camada adiposa sob a pele que tem a função de isolante térmico, evitando a perda excessiva de calor. É o caso do urso polar que possui o tecido adiposo bastante desenvolvido para se proteger do frio. Os lipídios atuam como solventes de algumas vitaminas (A, D, E, K) e outras substâncias ditas lipossolúveis, de grande importância para os organismos. Uma característica importante de todos os lipídios é a circunstância de não se dissolverem na água, sendo solúveis apenas nos chamados líquidos orgânicos como o álcool, o éter, o clorofórmioe o benzeno. Classificação dos Lipídios 1) Simples: possui em sua constituição apenas átomos de CARBONO, HIDROGÊNIO e OXIGÊNIO. São eles: Glicerídeos: álcool – glicerol. Ex: gorduras e óleos; Cerídeos: álcool superior ao glicerol. Ex: ceras animais e vegetais; Esterídeos ou esteróides: álcool de cadeia fechada (colesterol). Ex: hormônios sexuais e do córtex das supra-renais. 2) Complexos: apresentam, além dos elementos contidos nos lipídios simples, átomos de FÓSFORO e NITROGÊNIO. São eles: Fosfolipideos e esfingolipídeos: com radical fosforado ou aminado. Ex: lecitina, cefalina e esfingomielina. Os glicerídeos compreendem as gorduras e os óleos. As gorduras são derivadas de ácidos graxos saturados e os óleos de ácidos graxos insaturados. As gorduras se mostram sólidas à temperatura ambiente, enquanto os óleos se apresentam líquidos. Existem gorduras animais (banha de porco) e gorduras vegetais (gordura de coco), bem como óleos animais (óleo de fígado de bacalhau) e óleos vegetais (de oliva, soja, milho, etc.). Triacilglicerol ou Triglicerídeo: Os cerídeos ou ceras abrangem produtos de origem animal (cerúmen do ouvido e cera de abelha) e de origem vegetal (cêra de carnaúba, cutina). Palmitato de cetila: extraído da espermacete da baleia cachalote. Os esteróides são lipídeos derivados do colesterol. Eles atuam, nos organismos, como hormônios e, nos humanos, são secretados pelas gônadas, córtex adrenal e pela placenta. A testosterona é o hormônio sexual masculino, enquanto que o estradiol é o hormônio responsável por muitas das características femininas. O colesterol, além da atividade hormonal, também desempenha um papel estrutural - habita a pseudofase orgânica nas membranas celulares. Muitas vezes chamado de vilão pela mídia, o colesterol é um composto vital para a maioria dos seres vivos. Os fosfolipídios possuem um radical fosforado. Os esfingolipídios possuem um álcool aminado. A principal diferença entre os esfingolipídios e os fosfolipídios é o álcool no qual estes se baseiam: em vez do glicerol, eles são derivados de um amino álcool denominado esfingosina. Constituem exemplos: a lecitina, integrante da membrana plasmática de todas as células animais e vegetais; a cefalina e a esfingomielina, encontradas na estrutura do encéfalo e da medula espinhal. Esfingolipídio: AS PROTEÍNAS Elas constituem o componente orgânico mais abundante na célula (15%) e isso se explica porque são as principais substâncias sólidas que formam praticamente todas as estruturas celulares. Ainda que possam fornecer energia, quando oxidadas, as proteínas são muito mais compostos plásticos ou estruturais e que têm relevantes funções na organização, no funcionamento, no crescimento, na conservação, na reconstrução e na reprodução dos organismos. São sempre compostos quaternários, pois possuem carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio na sua composição. Apresentam sempre elevado peso molecular, já que são formadas pela polimerização de centenas de aminoácidos, constituindo moléculas enormes de estrutura complexa. A hidrólise completa de uma molécula protéica determina a liberação de um grande número de aminoácidos. Aminoácidos ou ácidos aminados são os monômeros (moléculas unitárias) de todas as proteínas. São compostos orgânicos cujas cadeias de carbono têm invariavelmente duas características: um radicall COOH (carboxila ou grupamento ácido) e um radical NH2 (grupamento amina); o restante da cadeia de carbonos é que diferencia um aminoácido de outro. Estrutura geral dos aminoácidos: Os aminoácidos se combinam encadeando-se uns aos outros por meio de ligações peptídicas que são ligações entre a hidroxila do grupo carboxila (COOH) de um aminoácido e o hidrogênio do grupo amino (NH2) de outro, com a saída de uma molécula de água. Forma-se assim, uma ligação peptídica. Veja: Na natureza das proteínas comuns que formam a matéria viva são comumente encontrados cerca de 20 aminoácidos diversos. Nos animais, um aminoácido é considerado essencial quando não pode ser sintetizado pelas células, tendo que ser absorvido através da alimentação, e natural quando pode ser sintetizado pelas células. Nos seres humanos, o fígado é o responsável pelas reações de transaminação ou síntese de aminoácidos. Classificação dos Aminoácidos nos Seres Humanos Essenciais: são aqueles que o organismo não é capaz de produzir e, portanto, devem ser adquiridos através da alimentação. São eles: Fenilalanina (FEN), Isoleucina (ILE), Leucina (LEU), Lisina (LIS), Metionina (MET), Treonina (TRE), Triptofano (TRI) e Valina (VAL). Naturais: são aqueles que o organismo é capaz de produzir a partir de reações de transaminação que ocorrem no fígado. São eles: Alanina (ALA), Ácido aspártico (ASP), Ácido glutâmico (GLU), Arginina (ARG), Asparagina (ASN), Cisteína (CIS), Glutamina (GLN), Glicina (GLI), Histidina (HIS), Prolina (PRO), Serina (SER), Tirosina (TIR). Exemplo de reação de transaminação: A seqüência de aminoácidos em cadeias peptídicas determina a formação de dipeptídios, tripeptídios, etc., a partir de 100 aminoácidos se qualifica o polímero de polipeptídio ou proteína. A disposição intercalada, repetitiva, invertida dos 20 aminoácidos, em moléculas que podem chegar a mais de mil monômeros, é o que justifica o número incalculável de proteínas diferentes na natureza. Às vezes, basta uma inversão na posição entre dois aminoácidos, a ausência de um ou a presença de mais um, em qualquer ponto da seqüência, para que já se tenha uma nova proteína, com propriedades diversas. Algumas moléculas protéicas se mostram como finos e longos filamentos que são insolúveis em água. Essas são as proteínas fibrosas como o colágeno e a fibrina. Na maioria dos casos, a molécula protéica é formada por cadeias enroscadas como um novelo, assumindo aspecto globular. Estas participam das estruturas celulares (na membrana plasmática, no colóide citoplasmático, na formação dos cromossomos e genes, etc.) ou têm ação ativadora das reações químicas (enzimas). Existem proteínas simples que são formadas apenas pelo encadeamento de aminoácidos, e proteínas complexas, em cuja composição se encontra também um radical não protéico. São as glicoproteínas, as lipoproteínas, as cromoproteínas e as nucleoproteínas. Exemplo de uma proteína simples: Exemplo de uma proteína complexa: As proteínas necessitam de temperaturas e pH específicos. Alterações muito grandes na temperatura ou no pH podem inativar ou desnaturar as proteínas. Ao se tornar inativa ela deixa de realizar suas funções, porém pode voltar ao normal se o meio se tornar propício. Ao se desnaturar ela perde a sua forma e função características e não mais retorna à condição inicial. Funções das proteínas no organismo: Elas exercem funções diversas, como: Catalisadores (enzimas); Elementos estruturais (colágeno) e sistemas contráteis (actina e miosina); Armazenamento (ferritina); Veículos de transporte (hemoglobina); Hormônios (insulina, glucagon); Anti-infecciosas (imunoglobulina, anticorpos); Nutricional (caseína); As Enzimas Enzimas são proteínas especiais que têm ação catalisadora (biocatalizadores orgânicos), estimulando ou desencadeando reações químicas importantíssimas para a vida, que dificilmente se realizariam sem elas. Como catalisadores de uma reação química, sua função é diminuir a energia de ativação necessária para que uma reação aconteça, tornando-a, assim, mais rápida. São sempre produzidas pelas células, mas podem evidenciar sua atividade intra ou extracelularmente. Realizada a sua ação, a enzima permanece intacta. Ela acelera a reação, mas não participa dela. Assim, uma mesma molécula de enzima pode atuar inúmeras vezes. São características das enzimas: Atividade específica na relação enzima- substrato: São considerados substratos as substâncias sobre as quais agem as enzimas. Cada enzima atua exclusivamente sobre determinado ou determinados substratos, não tendo qualquer efeito sobre outros; Atividade reversível: A atividade enzimática pode ocorrer nos dois sentidos da reação (a+b=c ou c=a+b); Intensidade de ação proporcional à temperatura: Dentro de certos limites, a intensidade de ação da enzima aumenta ou diminui quando a temperatura se eleva ou abaixa. O ponto ótimo de ação das enzimas varia de um organismo para outro. Variações muito grandes de temperatura levam à inativação ou desnaturação da enzima; Intensidade de ação relacionada com o pH: Algumas enzimas só agem em meio ácido, outras somente em meio alcalino. Mudanças no pH podem inativar ou desnaturar a enzima. Os Anticorpos Outro grupo importante de proteínas são os anticorpos. Quando uma proteína estranha (antígeno) penetra em um organismo animal, ocorre a produção de uma proteína de defesa chamada anticorpo. Eles são produzidos por células do sistema imunológico (linfócitos B, quando estes se diferenciam em plasmócitos). Os anticorpos são específicos: determinado anticorpo age somente contra aquele antígeno particular que induziu a sua formação. Desde que um certo antígeno tenha penetrado uma primeira vez no organismo, provocando a fabricação de anticorpos, o organismo guarda uma ‘lembrança’ da proteína invasora. Ocorrendo novas invasões, o organismo se defende com os anticorpos formados. Diz-se que o organismo ficou imunizado. Se a ação do antígeno for muito rápida, perigosa ou letal, a ciência recorre a vacinas e soros. O soro contém anticorpos específicos para um determinado antígeno e normalmente são produzidos em animais de grande porte, como os cavalos. Esquema da produção de soro antiofídico: As vacinas vão induzir o organismo a produzir anticorpos contra determinado antígeno (imunização ativa) enquanto os soros já contêm o anticorpo específico (imunização passiva). Na vacinação o antígeno atenuado será aplicado no seu organismo para que o mesmo elabore uma resposta de defesa eficaz no combate a este antígeno. Esta resposta é duradoura, uma vez que envolve a formação de células de memória. Isto não acontece na soroterapia, logo, nesta última não haverá proteção duradoura. Esquema da imunização ativa: OS ÁCIDOS NUCLÉICOS São moléculas envolvidas no armazenamento das informações genéticas dos seres vivos em geral. Existem dois tipos básicos de ácidos nucléicos: O ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO (DNA) e o ÁCIDO RIBONUCLÉICO (RNA). Os ácidos nucléicos estão sempre associados a proteínas, normalmente histonas, constituindo uma nucleoproteína. São encontrados em todos os seres vivos, entretanto, a maioria dos vírus possui apenas um tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA (exceção o citomegalovírus e o mimivírus que possuem os dois tipos de material genético). Eles constituem a base química da hereditariedade. Nas células eucarióticas, o DNA é encontrado quase exclusivamente no núcleo, embora exista também nos cloroplastos e nas mitocôndrias. Tem a função de sintetizar as moléculas de RNA e de transmitir as características genéticas. Ele contém os genes, pois no longo código genético de cada DNA, registrado na seqüência de suas bases nitrogenadas, está implícita a programação de um ou mais caráter hereditário. Se o DNA encerra no seu código a programação para um certo caráter, é preciso que ele forme um RNA que transcreva o seu código. O RNA é encontrado tanto no núcleo como no citoplasma, embora sua função de controle da síntese de proteínas seja exercida exclusivamente no citoplasma. São encontrados no núcleo, formando os nucléolos e no citoplasma, formando os ribossomos. Os RNAs a partir de um molde de DNA (transcrição). O RNA, formado no molde do DNA, passa ao citoplasma, levando consigo a mensagem do DNA. No citoplasma ele vai cumprir o seu papel, determinando a a proteína que deverá ser sintetizada (tradução). Essa proteína terá um papel na manifestação do caráter hereditário condicionado pela presença daquele DNA nas células do indivíduo. Logo, o DNA tem uma função eminentemente genética, mas que só é exercida pela atividade dos RNA, que são os moldes para a síntese protéica. Esquema dos processos de replicação, transcrição e tradução: As unidades estruturais de um ácido nucléico são as mesmas, tanto numa bactéria (procarioto) como em um mamífero (eucarioto). Todos os ácidos nucléicos são constituídos de filamentos longos nos quais se sucedem, por polimerização, unidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por um fosfato (P), uma pentose (ribose ou desoxirribose) e uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina ou uracila). O radical fosfato (HPO4) é proveniente do ácido fosfórico. A ose (uma pentose, monossacarídeo com 5 átomos de carbono) é a ribose no RNA, e a desoxirribose no DNA. As bases são de dois tipos: bases púricas e bases pirimídicas: As bases púricas são a adenina (A) e a guanina (G), ambas encontradas tanto no DNA como no RNA. As bases pirimídicas são a citosina, encontrada no DNA e no RNA; a timina (T), encontrada no DNA; e a uracila (U), encontrada no RNA. Estrutura dos nucleotídeos No DNA, encontramos sempre duas cadeias antiparalelas de nucleotídeos. No RNA, só há uma cadeia de nucleotídeos. As cadeias de ácidos nucléicos são longas e encerram muitas centenas de nucleotídeos. Elas se mostram como filamentos enrolados em trajetória helicoidal. No caso do DNA, especificamente, as bases nitrogenadas se comportam como os degraus de uma escada de corda. Verificou-se que no DNA a quantidade de adenina é sempre igual à de timina, e a quantidade de guanina é sempre igual à de citosina. Isso porque a adenina está ligada à timina e a guanina se liga à citosina. Essas ligações são feitas por meio de ligações de hidrogênio, duas ligações entre a A e T e três ligações entre C e G. Representação esquemática da molécula de DNA A molécula de DNA tem a forma de uma espiral dupla, assemelhando-se a uma escada retorcida, onde os corrimões seriam formados pelos fosfatos e pentoses e cada degrauseria uma dupla de bases ligadas às pentoses. A seqüência das bases nitrogenadas ao longo da cadeia de polinucleotídeos pode variar, mas a outra cadeia terá de ser complementar. Se numa das cadeias tivermos: A T C G C T G T A C A T Na cadeia complementar teremos: T A G C G A C A T G T A As moléculas de DNA são capazes de se autoduplicar (replicação), originando duas novas moléculas com a mesma seqüência de bases nitrogenadas, onde cada uma delas conserva a metade da cadeia da molécula original (replicação semiconservativa). Pela ação da enzima helicase, as ligações de hidrogênio são rompidas e as cadeias de DNA separam-se. Posteriormente, por meio da ação de outra enzima, a DNA- polimerase, novas moléculas de nucleotídeos vão-se ligando às moléculas complementares já existentes na cadeia original, seguindo as ligações A-T e C-G. Dessa forma surgem duas moléculas de DNA, cada uma das quais com uma nova espiral proveniente de uma molécula-mãe desse ácido. Cada uma das duas novas moléculas formadas contém metade do material original. Por esse motivo, o processo recebe o nome de síntese semiconservativa. A autoduplicação do DNA ocorre sempre que uma célula vai iniciar os processos de divisão celular (mitose ou meiose). AS VITAMINAS São substâncias orgânicas especiais que atuam a nível celular como desencadeadores da atividade de enzimas (coenzimas). Elas são atuantes em quantidades mínimas na química da célula, com função exclusivamente reguladora. São produzidas habitualmente nas estruturas das plantas e por alguns organismos unicelulares. Os seres mais desenvolvidos necessitam obtê-las através da alimentação. Algumas vitaminas são obtidas pelos animais na forma de provitamina, substância não ativa, precursora das vitaminas propriamente ditas. Assim acontece com a vitamina A, que é encontrada como provitamina A ou caroteno; e a vitamina D2 (calciferol), obtida de certos óleos vegetais na forma de ergosterol ou provitamina D2. A falta de determinada vitamina no organismo humano causa distúrbios que caracterizam uma avitaminose ou doença carencial. A melhor forma de se evitar as avitaminoses é consumir uma dieta rica em frutos, verduras, cereais, leite e derivados, ovos e carnes. As vitaminas se classificam em hidrossolúveis e lipossolúveis, conforme sejam solúveis em água ou lipídios (óleos e gorduras). São lipossolúveis as vitaminas A, D, E e K; as demais são hidrossolúveis. As vitaminas hidrossolúveis (complexo B e C) dissolvem-se na água durante o processo de cozimento de verduras e legumes, por isso, recomenda-se o aproveitamento do caldo resultante. Vitamina A (axeroftol ou retinol) Pode ser encontrada no leite, na manteiga, na gema de ovos, nos óleos de fígado de bacalhau e baleia. Na cenoura, nas pimentas e outros vegetais amarelos, alaranjados e vermelhos, a mesma é encontrada na sua forma precursora que é o beta caroteno. É termoestável, pois suporta temperaturas de até 100 0C. É importante nos processos de cicatrização e entra na composição da rodopsina ou púrpura visual, substância formada na retina e necessária para o bom funcionamento da visão. A sua carência provoca dificuldade de adaptação da visão em locais pouco iluminados, o que é conhecido como hemeralopia ou cegueira noturna. Também provoca a xeroftalmia, que é um processo de ressecamento e ulceração da córnea transparente do olho, podendo levar à cegueira parcial ou total. Vitamina B1 (tiamina ou aneurina) Encontrada no arroz e trigo integrais, na levedura de cerveja e em vegetais verdes folhosos (couve, repolho, alface), fígado, ovos, soja, nozes, feijões, leite e derivados, frutas frescas, carne e peixes. Atua nos processos de oxidação da glicose e outros carboidratos. Sua carência provoca o beribéri, caracterizado por fraqueza e atrofia muscular, inflamação de nervos periféricos (polineurite), absorção defeituosa de alimentos no intestino, falta de apetite (anorexia), crescimento retardado, inchaços (edemas) e insuficiência cardíaca. Vitamina B2 (riboflavina) Também é obtida de vegetais folhosos, de cereais, do leite e de frutos. Previne contra neurites. Sua carência provoca lesões na mucosa bucal (glossite) e rachaduras nos cantos dos lábios (queilose). Vitamina B12 (cianocobalamina e hidroxicobalamina) É encontrada na carne fresca, no fígado, nos rins e é produzida no intestino por alguns microrganismos (leveduras do gênero Streptomyces). É essencial para o processo de maturação dos glóbulos vermelhos na medula óssea. Tem ação antineurítica e antianêmica. Sua carência provoca a formação de hemácias imaturas, ocasionando a chamada anemia perniciosa ou megaloblástica. Vitamina B3 ou PP (niacina ou nicotinamida) Pertence ao complexo B, sendo obtida das mesmas fontes das anteriores. Sua carência ocasiona a pelagra, distúrbio que provoca diarréia, dermatite (inflamação da pele) e lesões nervosas que afetam o sistema nervoso central, levando à demência. É chamada doença dos três D: dermatite, diarréia, demência. Além dessas, fazem parte do Complexo B as vitaminas B6 (piridoxina, sua carência causa anemia, irritabilidade, convulsões), B8 ou H (biotina), assim como o ácido fólico (B9, sua carência causa anemia e problemas gastrintestinais), o ácido pantotênico (B5, sua carência causa anemia). Vitamina C (ácido ascórbico) Encontrada nos frutos cítricos (laranja, limão, tangerina), na acerola, no caju, no pimentão, na goiaba e nas hortaliças em geral. Decompõe-se facilmente quando exposta às condições normais do meio ambiente. É essencial para a produção adequada de colágeno, participa do desenvolvimento do tecido conjuntivo e é estimulante da produção de anticorpos pelo organismo. É por isso chamada de vitamina antiifecciosa, sendo largamente usada no tratamento e prevenção dos estados gripais. Sua carência provoca o escorbuto, caracterizado por lesões da mucosa intestinal com hemorragias digestivas, vermelhidão das gengivas que sangram facilmente e enfraquecimento dos dentes. Vitamina E (tocoferol) Encontrada nas verduras, cereais (aveia, cevada, milho, trigo, arroz), leguminosas (feijão, ervilha, soja), leite e seus derivados, ovos, etc. Age como estimulante da gametogênese, retarda o envelhecimento e regulariza a taxa de colesterol. Vitamina K (filoquinona) É encontrada em vegetais folhosos e no alho. Também é sintetizada naturalmente pela flora bacteriana do nosso intestino delgado. É conhecida como anti-hemorrágica porque atua no mecanismo de formação da protrombina, substância que entra no processo de coagulação sangüínea. Sua carência ocasiona um tempo maior para a coagulação do sangue, o que pode ser fatal em alguns casos. Vitamina D [calciferol (D2 – vegetal) e 7- deidrocolesterol ativado (D3 - animal)] Na forma de provitamina D2 (ergosterol), é encontrada nos óleos vegetais e de fígado de bacalhau e baleia, leite e seus derivados, gema de ovos, fígado bovino,etc. Só se forma pela transformação das provitaminas na pele, quando o indivíduo se expõe às radiações ultravioletas dos raios solares. Ela atua estimulando a absorção dos sais de cálcio nos intestinos, regulando a sua fixação nos ossos e nos dentes. A carência de vitamina D implica no raquitismo, doença que se caracteriza pela formação defeituosa dos ossos e dentes. Os ossos ficam moles e deformáveis, comprometendo o crescimento. Os ossos da cabeça se alargam e os do tórax se deformam, originando o chamado ‘peito de pombo’ (curvatura óssea do tórax para fora), os ossos da perna se curvam para fora, a coluna vertebral se apresenta com saliências anormais (rosário raquítico). Verificação da Aprendizagem 21) A revista Pesquisa "Fapesp", edição online de 27/11/2007, publicou matéria intitulada "Etanol de quê? A cana é hoje a melhor opção para produzir álcool, mas o milho, e sobretudo a mandioca, também têm bom potencial". O álcool é produzido por processo de fermentação do açúcar. Assinale a alternativa que indica o nome dado ao açúcar da cana, classificado como dissacarídeo. a) Lactose. b) Frutose. c) Amido. d) Sacarose. e) Ribose. 22) A ingestão diária de leite pode causar perturbações digestivas em milhões de brasileiros que apresentam intolerância a esse alimento, a qual é provocada pela deficiência de lactase no adulto, uma condição determinada geneticamente e de prevalência significativa no Brasil. "CIÊNCIA HOJE", v. 26, n. 152, ago. 1999, p. 49. [Adaptado]. Tendo em vista o tema apresentado acima, é INCORRETO afirmar: a) A lactose, presente no leite, bem como outros carboidratos de origem animal representam uma importante fonte de energia na dieta humana. b) A lactase, assim como outras enzimas, tem sua atividade influenciada por diversos fatores, tais como a temperatura e o pH. c) A lactase é uma enzima que age sobre a lactose, quebrando-a em duas moléculas, sendo uma de maltose e outra de galactose. d) O efeito simultâneo da desnutrição e das infecções intestinais pode resultar em deficiência secundária de lactase, aumentando ainda mais o número de pessoas com intolerância à lactose. 23) Pesquisadores franceses identificaram um gene chamado de RN, que, quando mutado, altera o metabolismo energético do músculo de suínos, provocando um acúmulo de glicogênio muscular, o que prejudica a qualidade da carne e a produção de presunto. (Pesquisa "FAPESP", n¡. 54, p. 37, 2000). Com base nos conhecimentos sobre o glicogênio e o seu acúmulo como reserva nos vertebrados, é correto afirmar: a) É um tipo de glicolipídeo de reserva muscular acumulado pela ação da adrenalina. b) É um tipo de glicoproteína de reserva muscular acumulado pela ação do glucagon. c) É um polímero de glicose estocado no fígado e nos músculos pela ação da insulina. d) É um polímero de frutose, presente apenas em músculos de suínos. e) É um polímero protéico estocado no fígado e nos músculos pela ação do glucagon. 24) Encontro em lanchonetes ou no intervalo das aulas é uma das atividades de lazer de crianças e de adolescentes, e a comida preferida é o lanche à base de hambúrguer com maionese e ketchup, batata frita, salgadinhos, refrigerantes, entre outros. Porém esses alimentos vêm sofrendo condenação pelos médicos e nutricionistas, em especial por conterem componentes não recomendados, que são considerados "vilões" para a saúde dessa população jovem como, por exemplo, as gorduras trans e o excesso de sódio. Entre os componentes da gordura presentes nesses alimentos, o que oferece maior risco à saúde humana é aquele que contém os ácidos graxos saturados e gorduras trans. Segundo especialistas no assunto, as gorduras são necessárias ao corpo, pois fornecem energia e ácidos graxos essenciais ao organismo, porém a trans é considerada pior que a gordura saturada, pois está associada ao aumento do nível do colesterol LDL (indesejável) e à diminuição do HDL (desejável). A Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) determinou que, a partir de 1o de agosto de 2006, as empresas devem especificar nos rótulos o teor de gordura trans de seus produtos. É válido afirmar que a finalidade dessa determinação é a) esclarecer ou alertar sobre a quantidade de gorduras saturadas e de gordura trans. b) eliminar a adição de gorduras ou de ácidos graxos nos alimentos industrializados. c) substituir as gorduras ditas trans por gorduras saturadas desejáveis ao organismo humano. d) estimular o consumo de outros alimentos, em especial à base de carboidratos. e) alertar sobre a necessidade dos ácidos graxos essenciais ao organismo. 25) Leia as informações a seguir. A ingestão de gordura trans promove um aumento mais significativo na razão: lipoproteína de baixa densidade/lipoproteína de alta densidade (LDL/HDL), do que a ingestão de gordura saturada. Aued-Pimentel, S. et al. "Revista do Instituto Adolfo Lutz", 62 (2):131-137, 2003. [Adaptado]. Para a Agência Nacional de Vigilância Sanitária, um alimento só pode ser considerado "zero trans" quando contiver quantidade menor ou igual a 0,2 g desse nutriente, não sendo recomendado consumir mais que 2 g de gordura trans por dia. O quadro abaixo representa um rótulo de um biscoito comercialmente vendido que atende às especificações do porcentual de gorduras trans, exigidas pela nova legislação brasileira. As informações apresentadas permitem concluir que o consumo diário excessivo do biscoito poderia provocar alteração de: a) triglicéride, reduzindo sua concentração plasmática. b) triacilglicerol, diminuindo sua síntese no tecido adiposo. c) LDL-colesterol, aumentando sua concentração plasmática. d) HDL-colesterol, elevando sua concentração plasmática. e) colesterol, reduzindo sua concentração plasmática. 26) O colesterol tem sido considerado um vilão nos últimos tempos, uma vez que as doenças cardiovasculares estão associadas a altos níveis desse composto no sangue. No entanto, o colesterol desempenha importantes funções no organismo. Analise os itens a seguir. I. O colesterol é importante para a integridade da membrana celular. II. O colesterol participa da síntese dos hormônios esteróides. III. O colesterol participa da síntese dos sais biliares. São corretas: a) somente I. b) somente II. c) somente III. d) somente I e II. e) I, II e III. 27) Embora o excesso de radiação UV possa provocar câncer, uma certa quantidade dessa radiação é necessária para a saúde, porque ela está relacionada com a a) transformação de um derivado do colesterol em calciferol. b) absorção do ácido fólico encontrado nos alimentos. c) síntese da vitamina K, que atua na coagulação sanguínea. d) ativação da vitamina E, que inibe as reações de oxidação. 28) Embora seja visto como um vilão, o colesterol é muito importante para o organismo humano porque ele é a) precursor da síntese de testosterona e progesterona. b) agente oxidante dos carboidratos. c) responsável pela resistência de cartilagens e tendões. d) cofator das reações biológicas. 29) O uso de óleosvegetais na preparação de alimentos é recomendado para ajudar a manter baixo o nível de colesterol no sangue. Isso ocorre porque esses óleos a) têm pouca quantidade de glicerol. b) são pouco absorvidos no intestino. c) são pobres em ácidos graxos saturados. d) têm baixa solubilidade no líquido extracelular. 30) "A margarina finlandesa que reduz o COLESTEROL chega ao mercado americano ano que vem." (JORNAL DO BRASIL, 23/07/98) "O uso de ALBUMINA está sob suspeita" (O GLOBO, 27/07/98) "LACTOSE não degradada gera dificuldades digestivas" (IMPRENSA BRASILEIRA, agosto/98) As substâncias em destaque nos artigos são, respectivamente, de natureza: a) lipídica, protéica e glicídica. b) lipídica, glicídica e protéica. c) glicídica, orgânica e lipídica. d) glicerídica, inorgânica e protéica. e) glicerídica, protéica e inorgânica. 31) Assinale a alternativa INCORRETA a respeito da molécula dada pela fórmula geral a seguir: a) É capaz de se ligar a outra molécula do mesmo tipo através de pontes de hidrogênio. b) Entra na constituição de enzimas. c) R representa um radical variável que identifica diferentes tipos moleculares dessa substância. d) Os vegetais são capazes de produzir todos os tipos moleculares dessa substância, necessários à sua sobrevivência. e) Essas moléculas são unidas umas às outras nos ribossomos. 32) Nos laboratórios químicos, a maneira mais freqüente de ativar uma reação é fornecendo calor, que funciona como energia de ativação. Nos seres vivos isso não é possível, pois corre-se o risco de as proteínas serem desnaturadas. A estratégia desenvolvida pelos seres vivos para superar a barreira inicial das reações foi a utilização de: a) ATP. b) enzimas. c) hormônios. d) glicose. e) clorofila. 33) A síndrome conhecida como "vaca louca" é uma doença infecciosa que ataca o sistema nervoso central de animais e até do homem. O agente infeccioso dessa doença é um príon - molécula normal de células nervosas - alterado em sua estrutura tridimensional. Os príons assim alterados têm a propriedade de transformar príons normais em príons infecciosos. Os príons normais são digeridos por enzimas do tipo da tripsina. Curiosamente, os alterados não o são, o que, entre outras razões, permite a transmissão da doença por via digestiva. Tais dados indicam que a molécula do príon é de natureza: a) glicolipídica. b) polipeptídica. c) polissacarídica. d) oligonucleotídica. 34) Observe a seguir a composição de três macromoléculas hipotéticas: Molécula 1 - 500 aminoácidos, sendo 50 argininas, 75 leucinas, 42 treoninas, 21 fenilalaninas, 27 triptofanos, 35 serinas, 53 metioninas, 77 valinas, 19 histidinas, 33 asparaginas e 68 glicinas. Molécula 2 - 500 nucleotídeos, sendo 100 de timina, 150 de citosina, 150 de guanina e 100 de adenina. Molécula 3 - 500 aminoácidos, sendo 50 argininas, 75 leucinas, 42 treoninas, 21 fenilalaninas, 27 riptofanos, 35 serinas, 53 metioninas, 77 valinas , 19 histidinas, 33 asparaginas e 68 glicinas. Em relação a essas moléculas podemos afirmar que: a) a de número 2 é de natureza lipídica e tem capacidade de autoduplicação. b) as de número 1 e 2 são de natureza polissacarídica e têm capacidade de autoduplicação. c) as de número 1 e 3 têm natureza protéica e podem ter atividade catalítica. d) todas as três moléculas têm natureza polissacarídica e atividade enzimática. e) as de número 1 e 3 têm a mesma composição e, obrigatoriamente a mesma estrutura primária. 35) Após a análise de DNA de uma célula de mamífero, verifica-se que 15% das bases nitrogenadas são representadas por uma base que tem como característica a formação de três pontes de hidrogênio com a base complementar. Considerando essas informações, é correto afirmar que a quantidade de a) Citosina representa 35% da quantidade total de bases nitrogenadas. b) Adenina representa 30% da quantidade total de bases nitrogenadas. c) Timina representa 35% da quantidade total de bases nitrogenadas. d) Guanina representa 30% da quantidade total de bases nitrogenadas. 36) Erros podem ocorrer, embora em baixa freqüência, durante os processos de replicação, transcrição e tradução do DNA. Entretanto, as conseqüências desses erros podem ser mais graves, por serem herdáveis, quando ocorrem a) na transcrição, apenas. b) na replicação, apenas. c) na replicação e na transcrição, apenas. d) na transcrição e na tradução, apenas. e) em qualquer um dos três processos. 37) A seqüência de nucleotídeos ATGCACCT forma um segmento de DNA dupla hélice ao se ligar à fita complementar a) AUGCACCU. b) UACGUGGA. c) TACGTGGA. d) TCCACGTA. e) ATGCACCT. 38) Uma das doenças mais comuns entre as tripulações que participaram das grandes navegações apresenta, como sintomas, hemorragia nas mucosas, sob a pele e nas articulações. Essa doença, causada pela falta de vitamina C, é conhecida como: a) beribéri. b) anemia. c) escarlatina. d) escorbuto. e) raquitismo. 39) As vitaminas são usualmente classificadas em dois grupos, com base em sua solubilidade, o que, para alguns graus determina sua estabilidade, ocorrência em alimentos, distribuição nos fluídos corpóreos e sua capacidade de armazenamento no tecidos. (MAHAN, L. K. & ESCOTT-STUMP, S. "Alimentos, nutrição e dietoterapia". 9.ed. São Paulo: Roca, 1998. p. 78). Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa CORRETA. a) A vitamina E é lipossolúvel, age como um antioxidante, protege as hemácias da hemólise, atua na reprodução animal e na manutenção do tecido epitelial. b) A vitamina A é hidrossolúvel, auxilia na produção de protrombina – um composto necessário para a coagulação do sangue – e apresenta baixa toxicidade quando consumida em grande quantidade. c) A vitamina D é hidrossolúvel, auxilia no crescimento normal, melhora a visão noturna, auxilia o desenvolvimento ósseo e influencia a formação normal dos dentes. d) A vitamina B6 é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, além de estar envolvida na glicólise, na síntese de gordura e na respiração tecidual. e) A vitamina C é lipossolúvel, auxilia na resposta imunológica, na cicatrização de feridas e reações alérgicas, na síntese e quebra de aminoácidos e na síntese de ácidos graxos insaturados. 40) Atua na coagulação do sangue, prevenindo hemorragias, a vitamina: a) K b) B6 c) C d) E e) A ORGANELAS CELULARES O surgimento de células eucariontes provém da hipótese de que uma célula procariótica teria sofrido modificações evolutivas. Com a invaginação de membranas; acúmulo de enzimas em compartimentos individualizados, com diferentes composições químicas e funções químicas, surgiram as organelas citoplasmáticas. Enfim, a necessidade de adaptação a Terra primitiva fez com que surgissem seres mais especializados. Esquema representativo dos processos de invaginação e evaginação de membranas: As organelas podem ser divididas em: OBS: os componentes citoplasmáticos não membranosos são denominados de organóides. Organelas membranosas Nãomembranosas Mitocôndrias, Retículo endoplasmático liso e rugoso, Complexo de Golgi, Peroxisomos, Lisossomos, Cloroplastos, vacúolos, etc. Ribossomos e Centríolos ORGANELAS MEMBRANOSAS: 1) Retículo Endoplasmático: É uma rede de estruturas tubulares e vesiculares achatadas, sendo que os túbulos e as vesículas são interconectados uns aos outros. Por outro lado, suas paredes são formadas por membranas de bicamadas lipídicas, contendo grandes quantidades de proteínas, de forma semelhante à membrana celular. Funciona como sistema circulatório – atua como transportador e armazenador de substâncias. O Retículo Endoplasmático se diferencia em 2 tipos clássicos: Retículo Endoplasmático Rugoso ou Retículo Endoplasmático Granular (RER ou REG): possui ribossomos aderidos a sua superfície o que lhe confere aspecto rugoso em foto de microscopia eletrônica. O RER tem a função de sintetizar proteínas que serão, necessariamente, enviadas ao Complexo de Golgi, onde sofrerão endereçamento. As proteínas fabricadas no RER (devido à presença dos ribossomos) penetram nas bolsas e se deslocam em direção ao aparelho de Golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais do REL. Com origem na membrana plasmática, apresenta também na sua constituição lipídios e proteínas. Além das funções já citadas atua também aumentando a superfície interna da célula produzindo um gradiente de concentração diferenciado. O RER também é chamado de ergastoplasma e é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos (ribossomos) aderidos à sua superfície externa, voltada para o citosol. Retículo Endoplasmático Liso ou Retículo Endoplasmático Agranular (REL ou REA): não possui ribossomos aderidos a sua superfície e, portanto, apresenta-se com aspecto liso quando observado por microscopia eletrônica. Funções do Retículo Endoplasmático liso: 1) Produção de Lipídios: A lecitina e o colesterol são exemplos de componentes lipídicos que existem em todas as membranas celulares e são produzidas no REL. Outros tipos de lipídios produzidos são os hormônios esteróides, dentre os quais estão a testosterona e o estrógeno (hormônios sexuais produzidos nas células das gônadas de animais vertebrados); 2) Desintoxicação: O REL participa dos processos de desintoxicação do organismo, sendo que nas células do fígado as substâncias tóxicas são absorvidas e posteriormente são modificadas ou destruídas, de modo a não causarem danos ao organismo. A atuação do retículo das células hepáticas permitem eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias potencialmente nocivas que ingerimos. 3) Armazenamento de Substâncias: Os vacúolos das células vegetais são exemplos de bolsas membranosas derivadas do REL que crescem pelo acúmulo de soluções aquosas ali armazenadas. 2) Complexo de Golgi: São estruturas membranosas e achatadas, cuja função é elaborar e armazenar proteínas oriundas do retículo endoplasmático; podem também eliminar substâncias produzidas pela célula, mas que irão atuar fora da estrutura celular que originou (enzimas por exemplo). Produzem ainda os lisossomos (suco digestivo celular). É responsável pela formação do acrossomo dos espermatozóides, estrutura que contém hialuronidase que permite a fecundação do óvulo. A síntese de enzimas e a gênese de lisossomos são organelas responsáveis pela digestão da célula. Nos vegetais denomina - se dictiossomo e é responsável pela formação da lamela média da parede celulósica. Esta organela foi descoberta pelo citologista italiano Camillo Golgi que viveu no século XIX. O complexo de Golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes e em geral é formado por quatro ou mais camadas empilhadas de delgadas vesículas achatadas chamadas de dictiossomo, que situam - se próximas ao núcleo. Funções do Complexo de Golgi: Secreção de Enzimas Digestivas: As enzimas digestivas do pâncreas são exemplo de enzimas produzidas no RER e levadas até as bolsas do complexo de Golgi, onde são empacotadas em pequenas bolsas, que se desprendem dos dictiossomos e se acumulam em um dos pólos da célula pancreática. A produção de enzimas digestivas pelo pâncreas é apenas um entre muitos exemplos do papel do complexo de Golgi nos processos de secreção celular. Perceba na figura abaixo que um ácino pancreático possui retículo endoplasmático rugoso e o complexo de Glogo bastante desenvolvidos para a realização das secreções pancreáticas exócrinas (enzimas digestivas). Formação do Acrossomo do Espermatozóide: O acrossomo é uma bolsa de enzimas digestivas do espermatozóide maduro, que irão perfurar as membranas do óvulo e permitir a fecundação. O acrossomo contém as seguintes enzimas: hialurinidase (degrada o ácido hialurônico), a neuraminidase (degrada carboidratos existentes na zona pelúcida do ovócito) e a acrosina (degrada proteínas presentes na zona pelúcida do ovócito). Formação da Lamela Média em Células Vegetais: A lamela média é a primeira membrana que separa duas células recém - originadas da divisão celular. Os dictiossomos acumulam o polissacarídio pectina, que é eliminado entre as células – irmãs recém – formadas, constituindo a primeira separação entre elas e, mais tarde, a lâmina que as mantém unidas. 3) Lisossomos: Estrutura que apresenta enzimas digestivas capazes de digerir um grande número de produtos orgânicos. Realiza a digestão intracelular. Apresenta - se de 3 formas: lisossomo primário que contém apenas enzimas digestivas em seu interior, lisossomo secundário ou vacúolo digestivo que resulta da fusão de um lisossomo primário e um fagossomo ou pinossomo e o lisossomo terciário ou residual que contém apenas sobras da digestão intracelular. É importante nos glóbulos brancos e de modo geral para a célula já que digere as partes desta (autofagia) que serão substituídas por outras mais novas, o que ocorre com freqüência em nossas células. Realiza também a autólise e histólise (destruição de um tecido) como o que pode ser observado na regressão da cauda dos girinos. Originam-se no Complexo de Golgi. Estas organelas são vesículas esféricas repletas de enzimas hidrolíticas que atuam em pH ácido. Tipos de Lisossomos: 1) Lisossomo Primário: É o lisossomo propriamente dito, ou seja, a vesícula possuindo no seu interior as enzimas digestivas; 2) Lisossomo Secundário: Denomina-se também de Vacúolo Digestivo e resulta da fusão do lisossomo primário com a partícula englobada; Funções dos Lisossomos: Digestão Intracelular: A digestão ocorrerá no interior dos vacúolos digestivos, que são bolsas originadas pela fusão do lisossomo com o fagossomo ou pinossomo e contêm partículas capturadas do meio externo. A digestão intracelular pode ser classificada em: Autofagia – quando os lisossomos digerem uma partícula pertencente à própria célula e Heterofagia – quando a partícula digerida pelos lisossomos é proveniente
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