02) Água e principais biomoléculas

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Água e principais biomoléculas 
 
• Os minerais são substâncias inorgânicas necessárias à 
manutenção dos sistemas biológicos (saúde ). 
 
• Estão presentes nos tecidos em pequenas quantidades 
(aproximadamente 4%), não são sintetizados, devendo ser 
obtidos a partir dos alimentos. Estão presentes principalmente 
nos vegetais, cereais e alimentos de origem animal e também na 
água. 
 
• Podem estar presentes combinados como compostos orgânicos 
(proteínas, vitaminas, lipídios, etc.), na forma de compostos 
inorgânicos (outros minerais) e na forma livre. 
 
Na natureza, são encontrados nos solos e nas águas dos rios, 
lagos e oceanos. 
Os minerais 
Divisão dos minerais quanto a concentração 
 
 
Macroelementos : Ca, P, Mg, Na, Cl, S, K. 
 
Microelementos: Cu, I, Fe, Mn, Se, Zn, Co, Ni, V, Cr, etc. 
Ferro - Hemoglobina 
Cálcio - Hidrolise de ATP, coagulação sanguínea. 
Magnésio - Cofator de mais de 300 enzimas 
Zinco - cofator e estrutura de proteínas que interagem com DNA 
 
 
As principais funções 
 1. Componentes estruturais de órgãos e tecidos. 
 
2. Constituintes de tecidos e fluidos corporais. 
 
3. Catalisadores e/ou cofatores em sistemas hormonais e 
enzimáticos. 
Quem são as Biomoléculas? 
 
São componentes fundamentais dos organismos vivos. A maioria delas 
são macromoléculas, ou seja, moléculas grandes e com estrutura bastante complexa. 
Cada biomolécula é composta de subunidades que determinam características 
estruturais e arranjos específicos dentro da célula. Quando reunidas e devidamente 
organizadas essas moléculas interagem de modo a conferir as características dos seres 
vivos. 
É a estrutura de cada biomolécula que capacita a realizar a sua função 
 
Nas moléculas orgânicas, os átomos de carbono se unem por 
ligações simples ou duplas e formam cadeias lineares, 
ramificadas ou cíclicas. 
 
A forma como os carbonos se organizam define sua estrutura 
tridimensional, o que determina suas funções. 
 
 
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
 A forma como se organizam os carbonos e os grupos 
funcionais definem a estrutura tridimensional da molécula, 
conferindo-lhe características e funções específicas. 
Eletronegatividade – força de atração de um átomo pelo par de elétrons da ligação 
Compostos moleculares são classificados de acordo com a 
polaridade 
 
O tipo de ligação entre os átomos determina a polaridade 
Polaridade dos compostos 
Polaridade das moléculas 
apolar 
Polares 
Exemplos 
A água é abundante e fundamental para os seres vivos 
 
Presente em ¾ da superfície da terra. 
 
A maioria das biomoléculas são capazes de executar suas funções biológicas 
devido a sua estrutura tridimensional formada em meio aquoso, sendo a água o 
principal. 
 
A água também participa de muitas reações que ocorrem nos seres vivos. 
ÁGUA 
todos os aspectos da estrutura e função das células e, portanto da vida, são 
adaptados às propriedades físicas e químicas da água. 
A molécula de água é constituída de 2 átomos hidrogênio (H) e 1 de 
oxigênio (O) e, por essa razão, representada pela fórmula 
 
A molécula de água 
O núcleo do oxigênio atrai mais os 
elétrons que o núcleo do hidrogênio, 
ou seja, o oxigênio é mais 
eletronegativo. 
O Oxigenio tem carga parcial – e a o 
Hidrogênio carga parcial +. 
 
A água é encontrada principalmente na forma molecular 
pequena proporção de água se ioniza, produzindo os íons: 
 
 
 
 
A água se ioniza 
Características da água 
• A água pura não tem cor, odor ou sabor. 
• Água pura ferve (ponto de ebulição) a 100 °C a pressão de 
1atm 
 e congela (ponto de fusão) a 0°C. 
 
A polaridade da água e sua capacidade de 
estabelecer pontes de hidrogênio são responsáveis 
pelas propriedades da água como solvente. 
Os estados físicos da água 
Maior quantidade de energia é 
necessária para o rompimento das 
pontes de hidrogênio e separação das 
moléculas de água, a fim de atingir o 
estado gasoso, e o ponto de ebulição 
da água ao nível do mar é 100 °C. 
Portanto, as pontes de hidrogênio 
entre moléculas de água consistem 
nas forças que fazem da água um 
líquido à temperatura ambiente. O 
ponto de fusão ou congelamento da 
água - 0 °C, 
No estado líquido e em temperatura ambiente, muitas moléculas de 
água se ligam, por interação eletrostática: um lado de carga parcial 
positiva de uma molécula se liga a um lado de carga parcial negativa 
de outra – uma ligação denominada ligação hidrogênio ou ponte de 
hidrogênio. 
• É uma molécula polar e por isso dissolve muitos materiais. 
• O Oxigenio tem carga parcial – e a o Hidrogênio carga parcial + 
Quando um soluto se dissolve num solvente, os íons ou 
moléculas que constituem o soluto ficam separados uns 
dos outros por moléculas do solvente, formando a 
solução. Geralmente, um soluto se dissolve num 
solvente que tem estrutura semelhante a ele. 
 
Dissolução das moléculas em água 
Solventes polares como a água tendem a dissolver solutos 
polares ou iônicos, enquanto solventes não polares, como 
gasolina, éter e óleos, tendem a dissolver solutos não polares. 
A água dissolve sais, como o cloreto de sódio - o sal 
de cozinha, por interação eletrostática com os íons 
(partículas carregadas), hidratando-os e 
neutralizando-os parcialmente, e assim 
enfraquecendo as interações iônicas que mantém o 
retículo cristalino. 
Dissolução das moléculas em água 
 
Gorduras, óleos e ceras são biomoléculas não polares por isso 
apresentam baixa solubilidade em água. 
A polaridade da água e sua capacidade de estabelecer 
pontes de hidrogênio são responsáveis pelas propriedades 
da água como solvente. 
 
 
Dissolução de moléculas polares 
 
A água dissolve moléculas polares, como a sacarose - o açúcar comum, e outros 
carboidratos, porque as pontes de hidrogênio entre as moléculas de água são 
substituídas por pontes de hidrogênio entre a água e as moléculas do soluto. 
 
Biomoléculas polares não carregadas se dissolvem prontamente na água devido 
ao efeito estabilizante de muitas PONTES DE HIDROGÊNIO. 
As moléculas que tem parte polar e parte não polar são denominadas anfipáticas. 
 Ex. lipídios de membranas 
 
 Em soluções aquosas, essas moléculas anfipáticas tendem a se reunir, diminuindo os 
efeitos energéticos desfavoráveis de sua presença na água, formando bicamadas em 
agregados característicos responsáveis pelas membranas celulares. 
Interações com as moléculas anfipáticas 
Substâncias pouco polares e não polares apresentam baixa solubilidade 
em água, ou seja, são pouco solúveis ou insolúveis em água. 
 
Muitas biomoléculas, especialmente as proteínas e ácidos nucleicos apresentam grupos 
que se ionizam, capazes de doar ou aceitar prótons, e funcionam como ácidos ou bases 
fracos, e seus estados iônicos dependem das concentrações relativas de H + e OH nas 
soluções aquosas, nas quais estão presentes. 
 
 
O fundamental de todos os seres vivos é que muitas propriedades físicas e químicas das 
biomoléculas presentes nas células, especialmente proteínas e ácidos nucleicos, derivam 
de suas interações com moléculas de água do meio ou com seus íons. 
 
A água participa de reações 
A água não é apenas o solvente das reações que ocorrem nos seres vivos, mas 
também participa de muitas delas. A água é o produto da reação da oxidação 
aeróbica completa de combustíveis como a glicose: 
Reação de Hidrólise 
Reação de um composto com a água. 
A água não é apenas o solvente das reações que ocorrem nos 
seres vivos, mas também participa de muitas delas. 
 
A água é o produto da reação da oxidação aeróbica completa 
de combustíveis como a glicose: 
 
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O 
Água como produto de reação