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COMPOSTOS ORGÂNICOS Caderno 4 2 CA D ER N O 4 COMPOSTOS ORGÂNICOS Mesmo com uma grande diversidade de compostos químicos presentes nas células dos seres vivos, podemos classificar suas substâncias em dois principais grupos: as inorgânicas e as orgânicas. As inorgânicas são compostas pela água e sais minerais. Já as orgânicas as proteínas, lipídeos, os carboidratos, e ácidos nucleicos. COMPOSTOS INORGÂNICOS Água: Se voltarmos desde do início da vida na Terra, temos a certeza que encontraríamos os primeiros seres se formando na água. Esse elemento tão vital para todos os seres vivos, pode ser encontrado em abundância em todas as células, compondo mais de 95% no caso de alguns Cnidários. Nos seres humanos, 70% da massa dos nossos corpos é água. Compostas por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio e classificada como uma molécula polar, a água tem um elevado ponto de fusão e vaporização. Dentre as principais características da água para os organismos está a sua propriedade de solvente universal, reações de hidrólise, ciclose e transporte dentro do corpo. Sais Minerais: São substâncias inorgânicas formadas por íons, muitos dos quais são fundamentais para o bom funcionamento dos seres vivos. Esses podem ser divididos em dois grupos. O primeiro seria os micronutrientes como por exemplo, os sais de flúor, ferro e zinco, necessários em pequenas quantidades para os organismos. Em contraponto, os sais de cálcio, fósforo, cloro e enxofre são necessários em maior quantidade, sendo chamados de macronutrientes. Como as necessidades dos seres vivos é muito variável tanto entre espécies, como ao longo do tempo, os sais mineiras são utilizados de maneiras muito diversas e em quantidade também muito variáveis. Mesmo assim, alguns usos se mantiveram comuns em todos os seres vivos, como por exemplo os sais de fósforo para a formação de membrana celular. COMPOSTOS ORGÂNICOS Carboidratos Formados por átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio, os carboidratos são fundamentais para o metabolismo celular, como por exemplo a produção de energia. Sua classificação é feita a partir do número e proporção de moléculas, podendo ser monossacarídeos, oligossacarídeos ou polissacarídeos. 3www.biologiatotal.com.br CA D ER N O 4 Normalmente associadas correntemente a gorduras, os lipídeos apresentam ligações com diversas outras moléculas e adquirindo outras funções dentro do corpo humano. Destaca- se os fosfolipídios, formados a partir da união com moléculas do grupo fosfato e presente nas membranas celulares. Aminoácidos: Com um átomo de carbono central, se ligam um grupo carboxila (COOH) e um grupo amina (NH2), aos aminoácidos são as estruturas bases para as proteínas. Dentre os mais famosos estão Tirosina, Alanina e a Serina. Essas moléculas são formadas pelo processo de síntese proteica, a partir de 3 bases nitrogenadas denominadas códons, existindo 64 opções diferentes (4³). Vale ressaltar, que são reconhecidos apenas 20 aminoácidos, resultando que códons diferentes produzem a mesma molécula. Além disso, um código tem a função de início da síntese enquanto três servem exclusivamente para a finalização da mesma. Outra característica importante é que devido à grande variedade, as propriedades químicas desses compostos também são diversas. Essas podem ser ácidas, básicas, polares ou apolares. Por consequência, existe uma infinidade de arranjos diferentes, criando proteínas completamente distintas. Os monossacarídeos têm a proporção de duas moléculas de hidrogênio para cada de carbono e oxigênio. O mais abundante e famoso carboidrato dessa categoria são os hexoses (C6H12O6), como por exemplo a glicose, frutose e galactose. Outra molécula importante é a pentoses (C5H10O5), extremamente importantes para a vida, por serem as moléculas do DNA e RNA. Oligossacarídeos: Formadas pela união entre 2 a 10 moléculas de monossacarídeos, as principais utilizadas no metabolismo celular são as formadas pela união de uma molécula de glicose com outra molécula, como por exemplo a frutose e galactose formando respectivamente sacarose e lactose. Polissacarídeos: São as moléculas de carboidratos formadas por mais de 10 monossacarídeos. Em comparação com as demais, essas são bem abundantes na natureza e presentes em todos os seres vivos. Suas funções variam de reserva energética - como por exemplo o amido – até de estrutura celular, como a celulose e a quitina. Lipídeos: Formadas por ácidos graxos e álcool – normalmente glicerol-, os lipídeos apresentam em suas constituições carbono, hidrogênio e oxigênio. De forma geral, essas substâncias são pouco insolúveis em água, porém solúveis em compostos orgânicos como éter, por exemplo. GLICOSE LACTOSE FRUTOSE SACAROSECELULOSE Exemplos de estrutura de alguns dos principais carboidratos entre monossacarídeos (glicose e frutose), oligossacarídeos (sacarose e lactose) e polissacarídeos (celulose). R Grupamento Amino Hidrogênio Grupamento Carboxila (ácido carboxílico) Agrupamento “R” ou cadeia lateral Fórmula geral de um aminoácido 4 CA D ER N O 4 Proteínas: De tamanho variável, essas macromoléculas estão associadas a diversos processos metabólicos, tais como a facilitação para reações químicas (enzimas), transporte de O2, defesa do organismo (anticorpos), comunicação entre células do corpo (hormônios) e até estruturação celular e de tecidos. Como dito anteriormente a estrutura dessas moléculas varia de acordo com a quantidade e quais aminoácidos estão presentes, sendo chamada a sequência linear de estrutura primária. Ao se enrolar, em um processo natural químico, a proteína se mantêm um formato helicoidal, formando uma estrutura secundária. Quando essas se dobram nelas mesmas, formam a estrutura terciária, adquirindo a configuração tridimensional. Entretanto, comumente as proteínas se associam com outras cadeias polipeptídicas (cadeia de aminoácidos), formando uma estrutura quaternária, como por exemplo as hemoglobinas. Como os demais compostos orgânicos, as proteínas se modificam ao se submeter a elevações de temperatura, variações do pH ou radioatividade. No caso específico dessas moléculas, ocorre a desnaturação, causando o desenrolamento – normalmente irreversível- sem alteração da sequência de aminoácidos. Enzimas: Dentre todas as proteínas um dos grupos mais especiais são as enzimas, responsáveis por agilizar as reações do nosso corpo, em um processo denominado catalisação metabólica. Para ocorrer as reações enzimáticas, as moléculas que serão reagidas – ou substrato- devem atingir um nível de energia maior do que o normal. Com a presença dos catalisadores, essas variação energética pode ser muito menor, agilizando a reação. A importância das proteínas no organismo humano. Estruturas das proteínas, começando pela primária (cadeia de aminoácidos), secundária (dobramentos devidos às ligações), terciária (enovelamento) e quaternária (conjugação de mais de uma proteína). 5www.biologiatotal.com.br CA D ER N O 4 Em uma análise mais minuciosa, observa-se que as enzimas são acopladas em locais específicos, chamados de centro ativo, se desprendendo após o final da reação. Devido a essa característica, a mesma enzima pode participar diversas vezes das mesmas reações antes de serem degradas. Algumas enzimas não conseguem se ligar de forma direta nas moléculas, necessitando de outro composto, denominado cofator ou coenzima. Um exemplo clássico são as vitaminas, sendo, portanto, vital a ingestão das mesmas. Mesmo não sendo regra geral, grande parte das enzimas são especificas a determinado substrato ou reações, sendo denominadas a partir das suas funções. Dentre as mais comuns estão as hidrolases (utiliza água para a catalisação), desidrogenase (utiliza íons de hidrogênio) e protease (quebram proteínas). IMPORTANTE: O sufixo “-ase” é comumente utilizado na nomenclatura de enzimas.Vitaminas: Atuando em quantidades reduzidas, essas substâncias orgânicas são desencadeadoras da atividade enzimas do metabolismo. Essa denominação é dada para todos os macronutrientes que não conseguem ser produzidos em quantidade suficiente no metabolismo dos seres vivos, sendo necessário a ingestão das mesmas, através das dietas alimentares. Em relação a sua solubilidade, as vitaminas podem ser divididas em lipossolúveis e hidrossolúveis, sendo dissolvidas em lipídeos e água, respectivamente. No caso do primeiro grupo, destaca-se as vitaminas A, D, E e K, quanto hidrossolúveis, podemos citar as do complexo B e C. Funcionamento de uma enzima sobre um substrato. TABELA RELACIONANDO AS PRINCIPAIS VITAMINAS PARA O CORPO HUMANO: Vitaminas Fontes Funções no Organismo Doenças LI PO SS O LÚ VE IS A (Re�nol) Fígado de aves, animais e cenoura. Combate a radicais livres; Formação dos ossos e pele; Funções da re�na. Hemeralopia; Xero�almia; Diminuição de glóbulos vermelhos; Formação de cálculos renais. D (Calciferol) Óleo de peixe, �gado, gema de ovos. Regulação do cálcio do sangue e dos ossos. Raqui�smo; Osteoporose. E (Tocoferol) Verduras, azeite e vegetais. An�oxidante que protege as células do organismo contra radicais livres. Dificuldades visuais; Alterações neurológicas. K (Filoquinona) Fígado e verduras. Atua na coagulação do sangue; Previne a osteoporose. Desnutrição; Má função do �gado; Problemas intes�nais. HI DR O SS O LÚ VE IS B1 (Tiamina) Cereais, carnes, verduras, levedo de cerveja. Atua no metabolismo energé�co dos açúcares. Beribéri. B2 (Riboflavina) Leites, carnes, verdura. Atua no metabolismo de enzimas; Proteção do sistema nervoso. Inflamações na língua; Anemias; Seborreia. PP ou B3 (Niacina) Ervilha, amendoim, fava, peixe, feijão, �gado. Manutenção da pele; Proteção do �gado; Regula a taxa de colesterol no sangue. Insônia; Dor de cabeça; Pelagra (derma�te, diarreia, depressão). B5 (Ácido Pantotênico) Fígado, cogumelos, milho, abacate, ovos, leite, vegetais. Metabolismo de proteínas, gorduras e açúcares. Fadigas; Cãimbras musculares. B8 (Bio�na) Carnes, legumes, verduras e bactérias Atua como coenzima em processos energe�cos da célula, na síntese de ácidos graxos e das bases nitrogenadas B9 (Ácido fólico) Frutas, cereais e vegetais verde Atua na síntese de DNA e RNA e da hemoglobina Anemia, redução do crescimento e problemas congênitos no feto Distúrbios neuromusculares e inaflamações na pele. B6 (Piridoxina) Carnes, frutas, verduras e cereais. Crescimento; Proteção celular; Metabolismo de gorduras e proteínas; Produção de hormônios. Seborreia; Anemia; Distúrbios de crescimento. B12 (Cianocobalamina) Fígado, carnes. Formação de hemácias; Mul�plicação celular. Anemia perniciosa. C (Ácido Ascórbico) Laranja, limão, abacaxi, kiwi, acerola, morango, brócolis, melão, manga. Fortalecimento do sistema imunológico; Combate a radicais livres; Aumento da absorção de ferro pelo intes�no. Escorbuto. 6 CA D ER N O 4 Vitaminas Fontes Funções no Organismo Doenças LI PO SS O LÚ VE IS A (Re�nol) Fígado de aves, animais e cenoura. Combate a radicais livres; Formação dos ossos e pele; Funções da re�na. Hemeralopia; Xero�almia; Diminuição de glóbulos vermelhos; Formação de cálculos renais. D (Calciferol) Óleo de peixe, �gado, gema de ovos. Regulação do cálcio do sangue e dos ossos. Raqui�smo; Osteoporose. E (Tocoferol) Verduras, azeite e vegetais. An�oxidante que protege as células do organismo contra radicais livres. Dificuldades visuais; Alterações neurológicas. K (Filoquinona) Fígado e verduras. Atua na coagulação do sangue; Previne a osteoporose. Desnutrição; Má função do �gado; Problemas intes�nais. HI DR O SS O LÚ VE IS B1 (Tiamina) Cereais, carnes, verduras, levedo de cerveja. Atua no metabolismo energé�co dos açúcares. Beribéri. B2 (Riboflavina) Leites, carnes, verdura. Atua no metabolismo de enzimas; Proteção do sistema nervoso. Inflamações na língua; Anemias; Seborreia. PP ou B3 (Niacina) Ervilha, amendoim, fava, peixe, feijão, �gado. Manutenção da pele; Proteção do �gado; Regula a taxa de colesterol no sangue. Insônia; Dor de cabeça; Pelagra (derma�te, diarreia, depressão). B5 (Ácido Pantotênico) Fígado, cogumelos, milho, abacate, ovos, leite, vegetais. Metabolismo de proteínas, gorduras e açúcares. Fadigas; Cãimbras musculares. B8 (Bio�na) Carnes, legumes, verduras e bactérias Atua como coenzima em processos energe�cos da célula, na síntese de ácidos graxos e das bases nitrogenadas B9 (Ácido fólico) Frutas, cereais e vegetais verde Atua na síntese de DNA e RNA e da hemoglobina Anemia, redução do crescimento e problemas congênitos no feto Distúrbios neuromusculares e inaflamações na pele. B6 (Piridoxina) Carnes, frutas, verduras e cereais. Crescimento; Proteção celular; Metabolismo de gorduras e proteínas; Produção de hormônios. Seborreia; Anemia; Distúrbios de crescimento. B12 (Cianocobalamina) Fígado, carnes. Formação de hemácias; Mul�plicação celular. Anemia perniciosa. C (Ácido Ascórbico) Laranja, limão, abacaxi, kiwi, acerola, morango, brócolis, melão, manga. Fortalecimento do sistema imunológico; Combate a radicais livres; Aumento da absorção de ferro pelo intes�no. Escorbuto. Vitaminas Fontes Funções no Organismo Doenças LI PO SS O LÚ VE IS A (Re�nol) Fígado de aves, animais e cenoura. Combate a radicais livres; Formação dos ossos e pele; Funções da re�na. Hemeralopia; Xero�almia; Diminuição de glóbulos vermelhos; Formação de cálculos renais. D (Calciferol) Óleo de peixe, �gado, gema de ovos. Regulação do cálcio do sangue e dos ossos. Raqui�smo; Osteoporose. E (Tocoferol) Verduras, azeite e vegetais. An�oxidante que protege as células do organismo contra radicais livres. Dificuldades visuais; Alterações neurológicas. K (Filoquinona) Fígado e verduras. Atua na coagulação do sangue; Previne a osteoporose. Desnutrição; Má função do �gado; Problemas intes�nais. HI DR O SS O LÚ VE IS B1 (Tiamina) Cereais, carnes, verduras, levedo de cerveja. Atua no metabolismo energé�co dos açúcares. Beribéri. B2 (Riboflavina) Leites, carnes, verdura. Atua no metabolismo de enzimas; Proteção do sistema nervoso. Inflamações na língua; Anemias; Seborreia. PP ou B3 (Niacina) Ervilha, amendoim, fava, peixe, feijão, �gado. Manutenção da pele; Proteção do �gado; Regula a taxa de colesterol no sangue. Insônia; Dor de cabeça; Pelagra (derma�te, diarreia, depressão). B5 (Ácido Pantotênico) Fígado, cogumelos, milho, abacate, ovos, leite, vegetais. Metabolismo de proteínas, gorduras e açúcares. Fadigas; Cãimbras musculares. B8 (Bio�na) Carnes, legumes, verduras e bactérias Atua como coenzima em processos energe�cos da célula, na síntese de ácidos graxos e das bases nitrogenadas B9 (Ácido fólico) Frutas, cereais e vegetais verde Atua na síntese de DNA e RNA e da hemoglobina Anemia, redução do crescimento e problemas congênitos no feto Distúrbios neuromusculares e inaflamações na pele. B6 (Piridoxina) Carnes, frutas, verduras e cereais. Crescimento; Proteção celular; Metabolismo de gorduras e proteínas; Produção de hormônios. Seborreia; Anemia; Distúrbios de crescimento. B12 (Cianocobalamina) Fígado, carnes. Formação de hemácias; Mul�plicação celular. Anemia perniciosa. C (Ácido Ascórbico) Laranja, limão, abacaxi, kiwi, acerola, morango, brócolis, melão, manga. Fortalecimento do sistema imunológico; Combate a radicais livres; Aumento da absorção de ferro pelo intes�no. Escorbuto. ANOTAÇÕEScontato@biologiatotal.com.br /biologiajubilut Biologia Total com Prof. Jubilut @biologiatotaloficial @paulojubilut @Prof_jubilut biologiajubilut +biologiatotalbrjubilut