Aminoácidos, Nucleotídeos e Proteínas

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Aminoácidos são substâncias orgânicas que apresentam em sua constituição dois grupos funcionais diferentes: uma carboxila (referente aos ácidos carboxílicos) e um amino (referente à amina).
Na estrutura de um aminoácido, o grupo amino e a carboxila não estão ligados diretamente. Na realidade, eles estão ligados de forma indireta, pois o grupo amino está sempre ligado ao carbono de número 2 da cadeia.
De uma forma geral, um aminoácido é referido como α-aminoácido. O termo alfa indica que o grupo amino, em qualquer aminoácido, está ligado no carbono 2, a partir da carboxila.
A união de dois ou mais α-aminoácidos leva à formação das proteínas, macromoléculas que apresentam diversas funções importantes para um organismo. Entre as funções das proteínas, podemos citar:
	Estrutural: construção de tecidos no organismo, como o muscular;
	Enzimática: formação de enzimas que atuam em reações químicas;
	Defesa: na formação deanticorpos;
	Transporte: transporte de triglicerídeos e colesterol, por exemplo;
	Hormonal: produção de hormônios.
Tipos de aminoácidos
Existem 20 α-aminoácido comuns: alanina, arginina, aspartato, asparagina, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptofano e valina.
No entanto, desses aminoácidos, o organismo humano não consegue sintetizar (produzir) nove deles: histidina, lisina, leucina, metionina, isoleucina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Por essa razão, eles são chamados de aminoácidos essenciais e devem ser são obtidos obrigatoriamente na alimentação. Já os outros 11 são produzidos pelo próprio organismo e são chamados de aminoácidos não essenciais.
Fórmulas estruturais dos aminoácidos não essenciais
Nos alimentos, os aminoácidos estão presentes na forma de proteínas. Quando consumidas, nosso organismo quebra as moléculas das proteínas na digestão, favorecendo, assim, a utilização dos aminoácidos de forma específica.
Importância dos aminoácidos
Especificamente, os aminoácidos essenciais são importantes para o nosso organismo porque participam da:
	Produção de células vermelhas do sangue;
	Produção de anticorpos;
	Produção de hormônios importantes, como a serotonina;
	Regeneração celular (da pele, por exemplo);
	Promoção da sensação de saciedade no cérebro após a alimentação.
NUCLEOTÍDEOS
Os nucleotídeos são moléculas presentes nas células formadas por bases nitrogenadas, fosfato e pentose.
A maior parte deles são encontrados unidos, formando os ácidos nucléicos. Uma pequena fração de nucleotídeos ocorre de forma livre.
Eles participam de muitas reações do metabolismo celular, das quais destacam-se:
	Transferência de energia na forma de ATP
	Mensageiros químicos
Armazenamento e transmissão da informação genética
Estrutura
Um nucleotídeo é formado por três moléculas, as quais variam entre o DNA e o RNA:
	Base nitrogenada: Bases purinas adenina (A) e guanina (G) e as bases pirimidinas citosina (C), uracila (U) e timina (T).
	Grupo fosfato (HPO4): Grupo químico derivado do ácido fosfórico. A única porção que não varia no nucleotídeo.
	Pentose: Um açúcar de 5 carbonos. No DNA temos a desoxirribose e no RNA temos a ribose.
O nucleotídeo é formado apenas pela base nitrogenada e a pentose, nele não ocorre o grupo fosfato.
Ácidos nucléicos
Os ácidos nucléicos são formados por unidades repetidas dos nucleotídeos. Assim, eles são constituídos por nucleotídeos.
Em nossas células existem dois tipos de ácidos nucleicos, o DNA e o RNA.
O DNA ou ácido desoxirribonucleico é uma molécula longa formada por duas fitas unidas constituídas por nucleotídeos. Ele é responsável por conter todas as informações genéticas.
O RNA ou ácido ribonucleico possui apenas um filamento de nucleotídeos. Ele é responsável pela SÍNTESE PROTÉICA.
Nos ácidos nucleicos, os nucleotídeos estão unidos entre si formando um polinucleotídeo. A ligação ocorre entre o fosfato de um nucleotídeo e a pentose do nucleotídeo seguinte.
Detalhadamente, a ligação se dá através da hidroxila (OH) presente no carbono 5 do grupo fosfato com a hidroxila do carbono 3 da pentose do outro nucleotídeo. Dizemos que esta é uma ligação fosfodiéster
 PROTEÍNAS
As proteínas são as macromoléculas orgânicas mais abundantes das células, fundamentais para a estrutura e função celular. Elas são encontradas em todos os tipos de células e nos vírus.
Elas são formadas por aminoácidos ligados entre si e unidos através de ligações peptídicas.
Aminoácidos
O aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem, pelo menos, um grupo amina - NH2 e um grupo carboxila - COOH em sua estrutura.
As proteínas são polímeros de aminoácidos ligados entre si por ligações peptídicas. Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH2) de um aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido.
Eles são as unidades fundamentais das proteínas. Todas as proteínas são formadas a partir da ligação sequencial de 20 aminoácidos. Alguns aminoácidos especiais podem estar presentes em alguns tipos de proteínas.
Composição das Proteínas
De peso molecular extremamente elevado, as proteínas são compostas por carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, sendo que praticamente todas elas possuem enxofre. Elementos como ferro, zinco e cobre também podem estar presentes.
Todas as proteínas são formadas por um conjunto de 20 aminoácidos, arranjados em sequências específicas variadas.
Tipos de Proteínas
Dependendo da sua função no organismo, as proteínas são classificadas em dois grandes grupos:
	Proteínas Dinâmicas: Esse tipo de proteína realiza funções como defesa do organismo, transporte de substâncias, catálise de reações, controle do metabolismo;
	Proteínas Estruturais: Como o próprio nome indica, sua função principal é a estruturação das células e dos tecidos no corpo humano. O colágeno e a elastina são exemplos desse tipo de proteína.
Classificação das Proteínas
As proteínas podem ser classificadas das seguintes formas:
Quanto à Composição
	Proteínas Simples: Liberam apenas aminoácidos durante a hidrólise;
	Proteínas Conjugadas: Por hidrólise, liberam aminoácidos e um radical não peptídico, denominado grupo prostético.
Quanto ao Número de Cadeias Polipeptídicas
	Proteínas Monoméricas: Formadas apenas por uma cadeia polipeptídica;
	Proteínas Oligoméricas: De estrutura e função mais complexas, são formadas por mais de uma cadeia polipeptídica.
Quanto à Forma
	Proteínas Fibrosas: A maioria das proteínas fibrosas são insolúveis em meio aquosos e possuem pesos moleculares bastante elevados. Normalmente são formadas por longas moléculas de formato quase retilíneo e paralelas ao eixo da fibra. Fazem parte deste grupo as proteínas estruturais como o colágeno do tecido conjuntivo, a queratina do cabelo, a miosina dos músculos, entre outras;
	Proteínas Globulares: Possuem estrutura espacial mais complexa e são esféricas. Geralmente são solúveis em meio aquoso. São exemplos de proteínas globulares as proteínas ativas, como as enzimas, e as transportadoras, como a hemoglobina.
Função das Proteínas
As principais funções das proteínas são:
Fornecimento de energia;
	Estruturação da célula;
	Catalisador de funções biológicas, na forma de ENZIMAS
	Regulação de processo metabólicos;
	Armazenamento de substâncias;
	Transporte de substâncias;
	Construção e reparação dos tecidos e músculos;
	Defesa do organismo, na forma de anticorpos;
	Produção de hormônios e neurotransmissores.
LIPÍDEOS
Os lipídios são substâncias que se caracterizam pela sua baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos, como o álcool e o éter. A sua grande maioria deriva ou possui, na sua estrutura, a presença de ácidos graxos e é caloricamente mais densa que os carboidratos.
→ Funções dos lipídios
Os lipídios são substâncias encontradas em todos os seres vivos, sendo abundantes em vegetais e animais. Eles desempenham importante papel na sobrevivência dos organismos, além de terem ampla aplicação econômica. Entre as principais funções dos lipídios,destacam-se:
-Reserva de energia;
-Componente das membranas celulares;
-Transporte de nutrientes e vitaminas lipossolúveis;
-Isolante térmico;
-Isolante que permite a condução do impulso nervoso;
- Protege contra impactos;
-Precursor de hormônios;
-Melhora sabor e textura de alimentos.
→ Lipídios de importância biológica
Glicerídios – São lipídios que atuam como reserva energética e isolante térmico, além de amenizarem impactos mecânicos. Óleos e gorduras são exemplos de glicerídios e podem ser classificados de acordo com o seu ponto de fusão. Gorduras são lipídios sólidos, na temperatura ambiente, obtidos a partir de animais. Já os óleos são lipídios líquidos, na temperatura ambiente, obtidos a partir de produtos vegetais.
Os lipídios são moléculas orgânicas formadas a partir da associação entre ácidos graxos e álcool, tais como óleos e gorduras. Eles não são solúveis em água, mas se dissolvem em solventes orgânicos, como a benzina e o éter. Apresentam coloração esbranquiçada ou levemente amarelada.
De acordo com a natureza do ácido graxo e do álcool que formam os lipídios, eles podem ser classificados em quatro grandes grupos: simples, complexos, derivados e precursores.
Os lipídios simples ou ternários são compostos apenas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Já os lipídios complexos ou compostos, além de possuírem os átomos presentes nos lipídios simples, apresentam átomos de outros elementos, como o fósforo. Os lipídios precursores são formados a partir da hidrólise de lipídios simples e complexos. Os derivados, por sua vez, são formados após transformações metabólicas sofridas pelos ácidos graxos.
Utilizando como critério o ponto de fusão, podemos classificar os lipídios em dois grandes grupos: as gorduras e os óleos. As gorduras são sólidas em temperatura ambiente, são produzidas por animais e seus ácidos graxos são de cadeia saturada, ou seja, unidos por ligações simples. Os óleos, por sua vez, são líquidos em temperatura ambiente, fabricados por vegetais e seus ácidos graxos possuem cadeia insaturada, ou seja, apresentam dupla ligação.
Os lipídios apresentam várias funções, destacando-se:
→ Composição das membranas biológicas: Todos os tecidos apresentam lipídios em sua composição, uma vez que a membrana das células é formada por fosfolipídios
Fornecimento de energia: Quando comparado com os carboidratos, os lipídios liberam, em média, 2,23 vezes mais energia quando oxidados. Estima-se que cada grama de gordura seja responsável por liberar cerca de 9Kcal. Já uma grama de carboidrato produz apenas 4 Kcal. Vale destacar, no entanto, que o metabolismo energético dos lipídios ocorre de maneira secundária ao dos carboidratos.
→ Precursores de hormônios e de sais biliares: Os lipídios estão relacionados com a produção de hormônios esteroides, tais como a testosterona, progesterona e estradiol. Também se relacionam com a produção de sais biliares, compostos que agem como detergente, ajudando no processo de absorção de lipídios.
→ Transporte de vitaminas lipossolúveis: Os lipídios transportam vitaminas que são solúveis em gordura, tais como a A, D, E e K.
→ Isolante térmico e físico: Os lipídios garantem proteção contra as baixas temperaturas e contra choques mecânicos.
→ Impermeabilização de superfícies: Os lipídios impermeabilizam evitando a desidratação. Um bom exemplo são as ceras encontradas nas superfícies dos frutos.
Percebe-se, portanto, que os lipídios são moléculas importantes para os organismos vivos, incluindo-se o homem. Sendo assim, não é recomendada a realização de dietas que restrinjam esse nutriente da alimentação. Vale destacar, no entanto, que o consumo exagerado pode trazer riscos à saúde, como o aumento das chances de infarto em decorrência da aterosclerose.
ENZIMAS
Elas aceleram a velocidade das reações, o que contribui para o metabolismo. Sem as enzimas, muitas reações seriam extremamente lentas.
Durante a reação, as enzimas não mudam sua composição e também não são consumidas. Assim, elas podem participar várias vezes do mesmo tipo de reação, em um intervalo de tempo pequeno.
Quase todas as reações do metabolismo celular são catalisadas por enzimas.
Um exemplo da atividade das enzimas ocorre no processo de digestão. Graças à ação das enzimas digestivas, as moléculas dos alimentos são quebradas em substâncias mais simples.
A eficiência de uma molécula de enzima é muito grande. Estima-se que, em geral, uma molécula de enzima seja capaz de converter 1000 moléculas de substrato em seus respectivos produtos, isso em apenas 1 minuto.
Como funcionam?
Cada enzima é específica para um tipo de reação. Ou seja, elas atuam somente em um determinado composto e efetuam sempre o mesmo tipo de reação.
O composto sobre o qual a enzima age é genericamente denominado substrato. A grande especificidade enzima-substrato está relacionada à forma tridimensional de ambos.
A enzima se liga a uma molécula de substrato em uma região específica denominada sítio de ligação. Para isso, tanto a enzima quanto o substrato sofrem mudança de conformação para o encaixe.
Eles se encaixam perfeitamente como chaves em fechaduras. A esse comportamento damos o nome de Teoria da Chave-Fechadura.
Entre os fatores que alteram a atividade das enzimas estão:
	Temperatura: A temperatura condiciona a velocidade da reação. Temperaturas extremamente altas podem desnaturar as enzimas. Cada enzima atua sob uma temperatura ideal.
	pH: Cada enzima possui uma faixa de pH considerada ideal. Dentro desses valores a atividade é máxima.
	Tempo: Quando mais tempo a enzima tiver contato com o substrato, mais produtos serão produzidos.
	Concentração da enzima e do substrato: Quanto maior a concentração da enzima e do substrato, maior será a velocidade da reação.
Classificação
As enzimas são classificadas nos seguintes grupos, conforme o tipo de reação química que catalisam:
	Oxido-redutases: reações de oxidação-redução ou transferência de elétrons. Exemplo: Desidrogenases e Oxidases.
	Transferases: transferência de grupos funcionais como amina, fosfato, acil e carboxi. Exemplo: Quinases e Transaminases.
	Hidrolases: reações de hidrólise de ligação covalente. Exemplo: Peptidases.
	Liases: reações de quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, amônia e gás carbônico. Exemplo: Dehidratases e Descarboxilases.
	Isomerases: reações de interconversão entre isômeros óticos ou geométricos. Exemplo: Epimerases.
	Ligases: reações de formação de novas moléculas a partir da ligação entre duas pré-existentes. Exemplo: Sintetases.
Exemplos e Tipos
As enzimas são formadas por uma parte protéica, chamada de apoenzima e outra parte não protéica, chamada de co-fator.
Quando o co-fator é uma molécula orgânica, recebe a denominação de coenzima. Muitas coenzimas são relacionadas com as vitaminas.
O conjunto da enzima + co-fator, é chamado de holoenzima.
Veja algumas das principais enzimas e suas ações:
	Catalase: decompõe o peróxido de hidrogênio;
	DNA polimerase ou Transcriptase Reversa: catalisa a duplicação do DNA;
	Lactase: facilita a hidrólise da lactose;
	Lipase: facilita a digestão de lipídios;
	Protease: atuam sobre as proteínas;
	Urease: facilita a degradação da ureia;
	Ptialina ou Amilase: atua na degradação do amido na boca, transformando-o em maltose (molécula de menor tamanho);
	Pepsina ou Protease: atua sobre proteínas, degradando-as em moléculas menores;
	Tripsina: participa da degradação de proteínas que não foram digeridas no estômago.
Enzimas de Restrição
As enzimas de restrição ou endonucleases de restrição são produzidas por bactérias.
Elas são capazes de cortar o DNA em pontos específicos.
Podemos considerá-las tesouras moleculares. As enzimas de restrição são fundamentais para a manipulação do DNA.
Saiba também sobre DNA recombinante.
Ribozimas
Ribozimas são moléculas de RNA que atuam como enzimas. Muitas reações químicas que ocorrem dentro das células são catalisadas pelo RNA.
Assim como as proteínas que atuam como enzimas, essas moléculas de RNA aceleram a velocidade de certasreações químicas.
Elas também são altamente específicas quanto ao substrato e permanecem quimicamente intactas após a reação.
A atuação dessas ribozimas está ligada a várias etapas da síntese de proteínas nas células