Introdução à Bioquímica: A Química da Água

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INTRODUÇÃO GERAL À BIOQUÍMICA
Bioquímica
Organização dos seres vivos
A química da água 
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ÁGUA
 Molécula inorgânica 
 70% dos organismos vivos
 A água e o principal componente dos sistemas vivos responsável pela realização das reações químicas e bioquímicas nos organismos 
 Estrutura química da água 
 Oxigênio + Hidrogênio 
A água
A água é o meio onde ocorrem as interações moleculares e as reações do metabolismo celular, ou seja, as reações químicas da célula.
A polaridade da molécula de água
A água é uma molécula dipolar, onde o átomo de oxigênio é mais eletronegativo que seu átomo de hidrogênio.
Dessa forma, a molécula da água apresenta duas cargas parciais negativas (-) no átomo de oxigênio, por causa dos pares de elétrons não compartilhados, e duas cargas positivas parciais (+) nos átomos de hidrogênio, cargas essas que assumem uma configuração tetraédrica (formando quatro ângulos) na molécula da água.
A água é uma molécula dipolar
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ÁGUA
 As interações de hidrogênio se formam e se quebram continuamente. Desta forma, as interações entre moléculas de água são extremamente dinâmicas. 
 Permitindo que a água consiga interagir com outras moléculas polares por intermédio das pontes de hidrogênio, como também favorecer o meio para a catalise das reações químicas.
Ligações de hidrogênio na água
No estado líquido, as moléculas de água estão em movimento contínuo, possibilitando, assim, que as ligações de hidrogênio sejam formadas e quebradas muito rapidamente.
No gelo, ou seja, na água em estado sólido, cada molécula de água está fixa em um determinado ponto, formando ligações de hidrogênio com quatro moléculas de água adjacentes, constituindo, desta forma, uma rede regular de ligações de hidrogênio.
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Propriedades da água como solvente
A natureza polar da água determina, em parte, suas propriedades de solvente. Compostos iônicos com cargas tendem a dissolver-se em água. O princípio físico envolvido é a atração entre cargas opostas dessas moléculas atraindo as cargas da água.
Substâncias iônicas
As substâncias iônicas são as que apresentam cargas elétricas positiva ou negativa.
Substâncias iônicas se dissolvem na água devido à capacidade de formar uma camada de hidratação entre elas e as moléculas de água.
Substâncias polares
Interagem com a água por formação de ligações de hidrogênio.
Ex: glicose, etanol, acetona
Substâncias polares
Substâncias anfipáticas
Apresentam natureza dupla, com um grupo polar e outro apolar na mesma molécula. Quando são agitados em água podem formar estruturas como micelas, lipossomos e bicamadas lipídicas. 
O grupo polar é denominado cabeça polar e o grupo apolar é a cauda apolar.
Ex: lipídios de membranas
Os resíduos hidrofóbicos (apolares) são repelidos pela água e tendem a se agrupar distantes da interface da água. 
Essas moléculas se localizam no centro das proteínas e, particularmente, no interior de membranas biológicas.
Estabilizam as moléculas.
Micela 
Bicamada lipídica
Solubilização de moléculas anfipáticas
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Ionização da Água 
 Ionização é quando uma molécula adquire as características carregadas, sejam elas positivas ou negativas 
 Dissociação da água acontece quando a molécula se separa em seu átomos e pode se junta novamente formando assim o composto inicial. 
 Ph neutro= 7 
pH sanguíneo e celular 
 O Ph serve como determinante do perfil de funcionamento de uma série de proteínas, portanto quaisquer variações no Ph pode afetar o funcionamento destas proteínas
 Ph é a concentração de ions H+ no meio, seja ele solúvel ou não.
pH sanguíneo e celular 
 O pH deve ser finamente regulado no organismo pois é nesta faixa onde há o funcionamento ótimo das proteínas e outras macromoléculas do organismo.
 pH e temperatura andam juntos no nosso organismo para o perfeito funcionamento do organismo humano.
Tampões 
 Tampão é toda solução que impede que ocorram variações bruscas de pH em uma determinada faixa mesmo quando adicionado ácido ou base ao meio
 Tampão bicarbonato é o principal tampão responsável por manter o pH sanguíneo nas faixas ótimas para o seu perfeito funcionamento
 O principal responsável pelo tamponamento do sangue está no equilíbrio entre o ácido carbônico e seu íon, o bicarbonato (TAMPÃO BICARBONATO) Este sistema impede variações de PH maiores do que 0,2 unidades, o que traria sérias conseqüências ao metabolismo caso ocorresse.
Tampões 
 Tampão Fosfato:
 É o principal tampão dos líquidos intracelulares e das células tubulares renais, pois a concentração de tampão fosfato é bem maior no meio intracelular do que no meio extracelular
 O tampão fosfato atua nos túbulos renais devido ao seu acúmulo nestas células, promovendo efeito tamponante. 
Fundamentos da Bioquímica
A água é a substância mais abundante, constituindo 70% do corpo humano. O meio no qual ocorre a maioria das reações nos seres vivos é aquoso, sendo a água o veículo de assimilação e eliminação de muitas substâncias. Além disso, os aspectos estruturais e funcionais das células, e portanto da vida, são adaptados às propriedades físicas e químicas da água. Como a polaridade da água influencia em sua ação como solvente universal?
Conteúdo complementar 
 Leia também o texto: Água - Uma Visão Integrada. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/08/03-CTN1.pdf Acesso em: 08 de julho de 2020