Bioquímica Celular e Sais Minerais

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Bioquímica
A Química da Célula
Teorias Citológicas: → Teoria celular: seres vivos possuem célula → Teoria de Spencer: volume celular → Teoria de Driesch: Mesma espécie possui células do mesmo tamanho 
Componentes da Matéria Viva → Sais Minerais: são substâncias inorgânicas formadas por íons. Não são produzidos pelo nosso corpo e são fundamentais para os seres vivos ↳ Minerais cristalizados Quando ocorrem em grande quantidade, alguns sais minerais podem sofrer precipitação e impregnam o espaço extracelular, conferindo dureza. Isso ocorre nas conchas (que possuem carbonato de cálcio) e ossos (impregnados com fosfato de cálcio). ￫ Cálculos Renais É um agregado cristalino sólido que se forma nos rins a partir de sais minerais presentes na urina. Sua formação ocorre pela combinação de grande quantidade de sais minerais na urina com pequena ingestão de água. A urina se torna muito concentrada, e os sais precipitam, formando cristais. ↳ Minerais complexados a moléculas orgânicas Alguns íons se encontram associados a compostos orgânicos, principalmente proteínas e pigmentos, sendo fundamentais para que essas moléculas exerçam sua atividade biológica. A hemoglobina, por exemplo, possui quatro íons ferro em sua composição, enquanto a clorofila apresenta um íon magnésio ↳ Atividades metabólicas dos minerais - Os minerais desempenham muitas atividades vitais, e sua falta pode causar problemas de saúde ↳ Manutenção do equilíbrio eletrolítico - Ânions e cátions se distribuem de modo desigual dentro e fora das células: Há maior abundância de íons positivos na face externa da membrana e de íons negativos na face interna. Essa distribuição estabelece uma diferença de potencial elétrico (cargas elétricas), de maneira análoga a uma pilha. O fluxo de íons para dentro e fora da célula promove uma mudança de potencial elétrico, que é usado para condução de estímulos pela superfície celular. ￫ Cofatores de moléculas orgânicas e reguladores enzimáticos - Muitas moléculas de biológicas só adquirem sua atividade se estiverem ligadas a um íon orgânico, como o ferro, magnésio ou o fosfato. Muitos desses compostos podem ser regulados - ativados ou desativados - pela ligação com determinado íon. ￫ Equilíbrio osmótico - Os íons dissolvidos podem levar à retenção de água nos seres vivos ou impedir que esta seja perdida para o meio externo. Os íons também podem ser carreados para o meio interno ou externo da célula, levando ao ganho ou a perda de água pelos seres vivos. ￫ Manutenção do equilíbrio ácido-base - Alguns íons podem se comportar como ácidos ou bases, auxiliando na regulação do pH do meio intra e extracelular. É o caso do íon bicarbonato (HCO3-). Por outro lado, o excesso desses íons cria um ambiente extremamente ácido ou básico, como ocorre com o suco gástrico e o suco pancreático.
NOTA: Animais precisam ingerir sódio? O íon Na+ é importante para vários processos do organismo dos animais, mas é bastante escasso na maioria dos vegetais. Por esse motivo, animais herbívoros, como bois ou elefantes, procuram fontes de sal natural (NaCl) a fim de obter o precioso sódio. Ao mesmo tempo, o excesso de K+ absorvido das plantas é eliminada na forma de KCl pela urina. Por sua vez, a urina acaba se tornando adubo para vegetais, pois é rica em K+ . 
OBS: Metabolismo - conjunto de transformações, num organismo vivo, pelas quais passam as substâncias que o constituem: reações de síntese (anabolismo) e reações de desassimilação (catabolismo) que liberam energia.
↳ Principais disfunções associadas à carência de sais ￫ Anemia Ferropriva (Ferro – Fe2+) +- Decorrente da privação, deficiência, de ferro dentro do organismo levando à uma diminuição da produção, tamanho e teor de hemoglobina dos glóbulos vermelhos, hemácias. ￫ Raquitismo (Cálcio – Ca2+) - Amolecimento e enfraquecimento dos ossos em crianças, devido à hipocalcemia ￫ Hipertensão (Sódio – Na+) - Aumenta o volume de sangue dentro das veias e artérias por osmose ￫ Bócio (Iodo – I-) - Se caracteriza pelo aumento do tamanho da glândula tireoide, conhecida como papo ou bócio
→ Água ↳ Solvente Universal – Polar e dipolo ↳ Menor atrito no organismo (líquido amniótico) ↳ Maior quantidade no meio intracelular ↳ Tensão superficial (Mosquito) – Pontes de Hidrogênio. ↳ Hidrólise – Quebra e moléculas compostas ↳ Adesão – Se unem a outras moléculas polares ↳ Coesão – forte ligação entre as moléculas de H2O ↳ Capilaridade (A +C) – Afinidade com os vasos ↳ Transporte de substâncias ↳ Alto calor específico – termo regulação ↳ ↑Água ↑Metabolismo ↓Idade ￫ Anabolismo (síntese – desidratação) ￫ Catabolismo (quebra – hidrólise) ￫ Quanto maior for o consumo metabólico do tecido, maior será a quantidade de água H2Omsuculo > H2Oepiderme 
→ Proteínas: são formadas por um conjunto aminoácidos ligados (cadeia de aminoácidos) entre si por ligações peptídicas. ↳ Composição molecular das proteínas ￫ Aminoácidos: moléculas formadas por C, H, O e N, nas quais encontramos um grupo amina
(-NH2) e um grupo carboxila (-COOH) - Existem 20 tipos de aminoácidos, dos quais existem dois tipos: .Aminoácidos Essenciais -> Não são produzidos pelo indivíduo .Aminoácidos Naturais - > São sintetizados pelo corpo - Integrante da Membrana Plasmática e do Citoplasma ￫ Ligação Peptídica: ligação entre dois aminoácidos vizinhos em uma molécula de proteína. Resultado de uma síntese por desidratação. 
↳ Arquitetura das proteínas: proteína podem diferir umas das outras nos seguintes aspectos; pela quantidade de aminoácidos da cadeia peptídica; pelos tipos de aminoácidos presentes na cadeia e pela sequência em que os aminoácidos se dispõem.
 
↳Tipos de proteínas: ￫ Fibrosas – exemplo: Queratina ￫ Globulares – exemplo: Anticorpos ↳ Funções das proteínas: Enzimas, Anticorpos, Contração muscular, coagulação, hormônios e transporte de oxigênio - hemoglobina ￫ Enzimas: são proteínas que atuam como catalizadores biológicos capazes de acelerar reações química sem desgastar ou alterar o curso da reação. Pois apenas diminui a energia de ativação necessária para ocorrer a reação.
- As enzimas são específicas e tem uma forma característica em relação ao substrato - A grande especificidade é explicada pelo fato das enzimas se encaixarem perfeitamente como uma chave em sua fechadura - A nomenclatura da enzima é feita utilizando o nome do substrato, acrescentando ase - A parte da enzima responsável pelo encaixe com o substrato é chamado de sítio ativo
 
￫ Inibição da atividade enzimática - Reversível . Inibidor Competitivo: A molécula inibidora apresenta estrutura semelhante ao substrato da enzima que se liga para realizar a catálise. Ela liga-se ao sítio ativo da enzima, que não pode realizar o processo catalítico, pois seu sítio ativo está ocupado para poder ligar-se ao substrato correto. Portanto o inibidor compete como substrato pelo sítio de ação. O inibidor forma com a enzima o complexo enzima-inibidor EI, que é análogo ao complexo enzima substrato ES. A molécula do inibidor não é modificada pela enzima. 
 
Km é a concentração de substrato necessária para que a reação atinja a metade da velocidade máxima
. Inibidor Não-Competitivo: Um inibidor não competitivo pode se combinar com a enzima livre ou com o complexo ES, interferindo na ação de ambos. Esses inibidores ligam-se a um sítio da enzima diferente do sítio ativo, muitas vezes ocasionando deformação da mesma de forma que ela não forme o complexo ES na velocidade usual e, uma vez formado, ele não se desdobra na velocidade normal para originar o produto. Ocorre quando uma molécula ou íon pode se ligar em um segundo local na superfície enzimática, que não seja o sítio ativo. Isto pode distorcer a enzima tornando o processo catalítico ineficiente.
O inibidor não competitivo pode ser uma molécula que não se assemelha com o substrato, mas apresenta uma grande afinidade com a enzima. É o mecanismo inverso do inibidor competitivo, porque inibe a ligação do complexo ES e não da enzima livre.
 
- Irreversível .Inibidor Incompetitivo: caracteriza-se pelo fato de o inibidor não se combinar com a enzima livre, nem afetar sua reação com o substrato normal; contudo ele se combina com o complexo ES para originar um complexo ternário inativo ESI, incapaz de sofrer a etapa subsequente da reação para produzir o produto. Essas interrelações indicam que o grau de inibição pode aumentar à medida que se aumenta a concentração do substrato. Podem ser observadas em reações catalisadas por enzimas que possuem mais de um substrato. 
 
￫ Fatores que afetam a atividade das enzimas - Temperatura: fator importante na atividade das enzimas. Dentro de certos limites, a elevação da temperatura causa aumento na velocidade de uma reação catalisada enzimaticamente. Entretanto, a partir de determinada temperatura, a velocidade da reação diminui acentuadamente, em consequência da desnaturação (quando a enzima perde suas propriedades/ é irreversível) da enzima. *Temperatura ótima: faixa de temperatura que a enzima tem a melhor atuação.
 
- pH: o grau de acidez do meio é outro fator que afeta a atividade das enzimas. Cada enzima tem seu pH ótimo de atuação, no qual sua atividade é máxima. 
- Concentração Enzimática: a velocidade máxima da reação é uma função da quantidade de enzima disponível, aquela aumenta proporcionalmente pela introdução de mais enzimas ao sistema 
- Concentração de Substrato: seguindo proporcionalmente a quantidade suficiente de substratos para reagir com as enzimas. 
→Lipídios: substâncias orgânicas insolúveis em água, pois são apolares ↳ Funções dos lipídios: Armazenar energia, Age como hormônio, Isolante térmico, absorve luz no processo de fotossíntese e compõem a membrana plasmática. ↳ Classificação dos lipídios ￫ Glicerídeos: são óleos e gorduras. Triglicerídeos – forma mais comum dos lipídios no corpo humano, seu consumo em excesso está ligado à aterosclerose ￫ Ceras: podem ser encontradas na superfície das folhas e revestimento corporal de alguns animais – função estrutural ￫ Esteroides: Composição química da membrana plasmática e hormônios (testosterona e progesterona) ￫ Fosfolipídios: Função estrutural, membrana plasmática e transporte de substâncias ￫ Carotenoides: sintetiza a vitamina A → Glicídios ou Carboidratos: são compostos orgânicos compostos por átomos de C, H e O. Tem função energética e alguns funções estruturais. ↳ Classificação dos Glicídios ￫ Monossacarídeos: Carboidratos simples, não necessitam de digestão
- Ribose e Desoxirribose / função estrutural - Glicose, Frutose e galactose / função energética ￫ Dissacarídeos: União de dois monossacarídeos coma formação de H2O (síntese por desidratação) - Sacarose / Glicose + Frutose - Lactose / Glicose + Galactose - Maltose / Glicose + Glicose ￫ Polissacarídeos: são carboidratos complexos – polímeros - Amido: reserva energética vegetal - Glicogênio: reserva energética animal - Quitina: presente na parede celular dos fungos e exoesqueleto dos artrópodes - Celulose: presente na parede celular vegetal - Pectina: polissacarídeo ramificado contido na parede celular de plantas terrestres → Ácidos Nucleicos: formados por unidades de nucleotídeos ↳ Nucleotídeos: são constituídos por três tipos de componentes: glicídios do grupo das pentoses, ácido fosfórico e bases nitrogenadas. Esses componentes organizam-se em trios moleculares ￫Funções: - Transferência de energia (ATP) - Mensageiros químicos - Armazenamento e transmissão da informação genética ￫ Estrutura: 
 ↳ Estrutura dos Ácidos Nucleicos
 
- Grupo Fosfato (ácido fosfórico):HPO4: - Pentose: Dna -> desoxirribose fsfsfsfsfs fsRna -> ribose *DNA: fita dupla, antiparalela, helicoidal /α hélice, ATGC e desoxirribose *RNA: fira simples, helicoidal, ribose e AUGC.. Respnsável pela síntese proteica 
→ Vitaminas: são substâncias utilizadas em pequenas doses pelo metabolismo celular. Atuam quase sempre como coenzimas (uma molécula orgânica unida a uma enzima, que juntas tem uma função catalítica.) ↳ Podem ser: - Hidrossolúveis: absorvidas em H2O (vitamina C e complexo B) - Absorção facilitada pelos lipídios (Vitamina A, D, E, K). * Beribéri: Perda de apetite, fraqueza e dor * Xeroftalmia ou cegueira noturna: causa dificuldade na visão * Escorbuto: hemorragia e queda resistência a infecções * Raquitismo: mineralização insuficiente dos ossos * Osteoporose: Osteoporose é uma condição metabólica que se caracteriza pela diminuição progressiva da densidade óssea e aumento do risco de fraturas. 
 
→ Trifosfato de Adenosina (ATP) - As células necessitam de suprimento constante de energia para manter-se organizada e funcionando. A energia, que provém primariamente da degradação de moléculas orgânicas do alimento, encontra-se armazenada em moléculas de uma substância chamada trisfosfato de adenosina (ATP – 3 fosfatos juntos com uma adenosina = adenina +ribose.