Processos Biológicos A1

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A moléculas orgânicas possuem carbono em sua estrutura, sendo elas as proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucleicos. 
Proteínas
As proteínas são polímeros de aminoácidos, ou seja, a junção de monômero de estruturas mais simples. Os aminoácidos são compostos por um átomo de carbono central, ligado a um grupo de ácido carboxílico, um agrupamento amina e uma cadeia lateral “R”, unidos por uma ligação peptídica.
A cadeira lateral confere propriedades bioquímicas diferentes para cada um deles e influenciam diretamente nas proteínas que serão formadas, sendo assim, caso ocorra uma mudança nessa cadeia, como a troca de um aminoácido hidrofóbico para um aminoácido hidrofílico, sua conformação será alterada e consequentemente o aminoácido sofrerá inativação, além de que se uma proteína estiver associada a uma função vital, sua inativação pode levar a morte da célula e o organismo vivo que carrega essa mutação poderá morrer.
Os aminoácidos são classificados em dois grupos, sendo eles:
· Essencial: São essenciais em nossa dieta e obtidos apenas através de meios exógenos através da alimentação. 
· Não essenciais(naturais): São produzidos pelo nosso corpo, consequentemente não precisamos ingerir através de meios exógenos.
As proteínas são um dos compostos mais abundantes em nosso corpo, e mediadores de praticamente todas as reações celulares do nosso corpo regulando e possibilitando tais reações, possuem função catalítica(enzimática), estrutural, transporte intra e extracelular, sinalizadores, e etc. 
As proteínas podem estar associadas a compostos não proteicos, como lipídios, açúcares e íons metálicos, estes são chamados de grupos prostéticos sendo essenciais para o funcionamento correto da proteína.
Para as proteínas cumprirem seu papel biológico, elas possuem uma conformação espacial e níveis de estruturação distintos, toda proteína possui uma estrutura:
· Primária: A estrutura primária está presente em todos as proteínas, ela é composta por uma sequência de aminoácidos em um único plano, cada proteína possui sua sequencia de aminoácido especifica, uma sendo maiores e outras menores, sendo sua ordem muito importante.
· Secundaria: Na estrutura secundaria a proteína já começa a ganhar complexidade em um arranjo espacial polipeptídico e contemplando o enovelamento bidimensional da molécula, onde estão presentes as principais estruturas energeticamente mais estáveis que são a:
1. Alfa Hélice – Na alfa hélice ocorre o enrolamento em um eixo vertical, gerando uma torção.
2. Folha Beta – Diferentemente da alfa hélice, na Folha Beta a interação ocorre lateralmente, como se fossem folhas empilhadas.
Na estrutura secundária as interações ocorrem entre as cadeias peptídicas, por ligações e pontes de hidrogênio.
· Terciária: Na estrutura terciária temos o enovelamento final, que é a junção de varias estruturas secundárias, gerando várias dobras e uma estrutura mais complexa. 
· Quaternária: Na estrutura quaternária temos uma conformação mais complexa presentes em proteínas mais complexas, sendo formada por duas ou mais cadeias polipeptídicas, sua estrutura é similar a um novelo de lã. 
O enovelamento das proteínas tem como funcionalidade a busca por uma conformação mais energeticamente mais favorável, ou seja, a busca pelo menor gasto de energia. A sua conformação é característica e definida para cada tipo de proteína, e não são fixas, podendo ser alterada de acordo com a necessidade celular ou seu meio. 
A proteína pode sofrer uma desnaturação, que é quando ocorre uma deformação ou desmanche na conformação da proteína, comprometendo sua função biológica. Um dos fatores que mais são responsáveis pela desnaturação de uma proteína é a temperatura.
Podemos classificar as proteínas ainda de acordo com a sua forma, sendo elas:
1. Proteínas Globulares: Sua forma é enovelada similar a uma esfera, e é composta de proteínas solúveis.
2. Proteínas Fibrosas: Sua forma é alongada e possui função estrutural, como a queratina e a quitina que fazem parte da composição do exoesqueleto.
A proteína responsável pela função catalisadora, isto é, responsável pela aceleração de processos químicos das células, que resulta no favorecimento de uma reação química, diminuindo a energia necessária para que a mesma ocorra, é a enzima. 
A manutenção da vida celular depende de dois fatores:
1. Velocidade: As reações químicas ocorrem em uma velocidade especifica e adequada para que não haja excesso nem falta de nenhuma substância.
2. Especificidade: As reações químicas precisam ser altamente especificas, para que o produto no qual foi definido seja produzido.
As enzimas são especificas, ou seja, elas atuam sobre determinado substrato (substância que é transformada na reação catalisada pela enzima) especifico, este modelo é conhecido como chave-fechadura, ademais as enzimas também são reutilizáveis, ou seja, podem ser utilizadas novamente para uma nova reação química. 
A reação enzimática funciona através da ligação do substrato por meio do seu sitio ativo (porção da enzima que se liga ao substrato), o processo enzimático começa através do reconhecimento enzimático do substrato pela enzima, então é formado a transição enzima-substrato, após a ação da enzima, forma-se o produto energeticamente estável. Apesar da enzima fazer parte da ação catalítica, ela não sofre modificação no processo.
Algumas enzimas precisam de cofatores para sua reação catalítica, os cofatores se associam aos sítios ativos das enzimas, podendo ser íons metálicos ou moléculas orgânicas.
Alguns fatores podem interferir no processo enzimática sofrendo desnaturação, que afeta sua conformação e provoca mudanças na conformação da proteína, são eles:
· Alteração na temperatura: A temperatura é um fator importante na reação e especifica, se houver um aumento ou diminuição da temperatura a reação enzimática é comprometida havendo a diminuição da velocidade da reação e desnaturação.
· Alteração no PH: Cada enzima possui um ph especifico, no estomago o ph é extremamente baixo, caso este ph sofra uma alteração, sua eficiência é comprometida, ou seja, se o ph de uma enzima qualquer for alterada, ela sofre desnaturação.
· Concentração do substrato: A velocidade da reação varia de acordo com a concentração de substrato, quanto mais substrato houver, maior vai ser a velocidade da reação, quando a concentração de substrato é muito grande e preenche todos sítios ativos das enzimas, é atingido uma velocidade máxima, chegando a um “platô” na velocidade da reação, tendo o momento de saturação e estabilização da velocidade da reação. 
Carboidratos
Os Carboidratos também conhecidos como açúcares são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, dando sabor doce aos alimentos como glicose, frutose ou sacarose. São importantes macromoléculas de produção energética, reserva energética, estrutural, sinalização entre proteínas, e etc. Os carboidratos são classificados de acordo com o número de carbonos em sua estrutura, com:
1. Trioses – Possui três átomos de carbono.
2. Tetroses – Possui quatro átomos de carbono.
3. Pentoses – Possui cinco átomos de carbono.
4. Hexoses – Possui seis átomos de carbono.
Os carboidratos ainda podem ser classificados quanto ao número de suas unidades em componentes em:
· Monossacarídeos (monômeros): Monossacarídeos ou monômeros são os tipos mais simples de carboidratos, formados por apenas uma molécula, um dos mais comuns são a glicose, e a frutose.
· Dissacarídeos: É o carboidrato formado pela junção de dois monossacarídeos, como a lactose, e a sacarose. 
· Polissacarídeos: É o carboidrato formado pela junção de 3 ou mais monossacarídeos. Os polissacarídeos são moléculas de reserva energética nos seres vivos como o glicogênio, e o amido, e possuem função estrutural como a quitina, e a celulose. 
Os dissacarídeos e o polissacarídeos não podem ser usados como principais fontes de energia, eles precisam antes serem quebrados em unidades de monossacarídeos.
É importante falar sobre a glicose, que é o principal carboidrato obtido pela alimentação, ademais é importantepara as funções neurológicas, é baseada na ingestão de amido, sacarose e lactose. A glicose é utilizada pelas vias metabólicas e garante a sobrevivência das células. 
Temos como principais carboidratos:
1. Glicose – Monossacarídeo e mais abundante em nossa dieta.
2. Galactose – Monossacarídeo encontrado em grãos e no leite.
3. Frutose – Monossacarídeo encontrado em diversas frutas.
4. Sacarose – Dissacarídeo (frutose + glicose) quem compõe o açúcar.
5. Maltose – Dissacarídeo (glicose + glicose) encontrado em cereais.
6. Lactose – Dissacarídeo (glicose + frutose) que compões o açúcar, encontrado no leite e seus derivados.
Lipídios 
Os Lipídios (gorduras ou óleos) são hidrocarbonetos, ou seja, formados por carbono e hidrogênio, e moléculas hidrofóbicas, consequentemente insolúveis em água. Tem como principal função a manutenção estrutural da célula, visto que estão presentes na membrana plasmática como barreira seletiva e de proteção, importantes na reserva energética, manutenção da temperatura e estrutural, além de servirem como percursores para a síntese de vitaminas e hormônios. 
Os lipídios são classificados em dois grupos com base na estrutura deles, os ácidos graxos e os esteroides.
· Ácidos Graxos
São ácidos orgânicos que possuem uma cadeia longa, encontradas em temperatura ambiente na fase sólida, semissólida e liquida. São usados como reserva de energia no tecido adiposo, componentes das membranas celulares na forma de fosfolipídios, mediadores químicos, e agentes impermeabilizantes.
Além de possuírem uma cadeia carbônica longa, possui número par de átomos de carbono, podendo ser saturadas (contém apenas ligações simples) ou conter uma ou mais insaturações (ligações duplas) ao longo da cadeia. Ademais em temperatura ambiente ácidos graxos saturados com mais de 14 carbonos são sólidos, e ácidos graxos insaturados são líquidos. 
Os ácidos graxos que possuem apenas uma insaturação são chamadas de monoinsaturadas, sou se possuírem duas ou mais insaturações, são chamadas de poli-insaturadas.
Esse ácido também determinam o grau de fluidez da membrana plasmática, dependendo do tipo de ácido graxo presente no lipídio estrutural. 
· Esteroides 
São lipídios de estrutura cíclica e menos flexíveis do que os ácidos graxos. Um esteroide importante é o colesterol, que é convertido em várias moléculas como hormônios (testosterona e progesterona) e vitamina D. Ademais o colesterol é muito importante no controle da fluidez das membranas celulares.
Existem dois tipos de colesterol:
1. LDL – O LDL (Lipídio de baixa densidade) tem a função de transportar os lipídios na corrente sanguínea, ele é formado por vários ácidos graxos na forma de triglicerídeos, colesterol e proteínas. Seu excesso pode resultar no entupimento das artérias.
2. HDL – O HDL (Lipídio de alta densidade) é uma molécula parecida com o LDL, porem possui menos moléculas de lipídios, e mais moléculas de proteínas. O HDL tema função de remover o excesso de LDL do tecido para o fígado.
Ácidos Nucleicos 
Os ácidos nucleicos ou polímeros de nucleotídeos(monômeros), é um composto orgânico formado por carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e fosforo. Os nucleotídeos são os constituintes dos ácidos nucleicos, DNA e RNA, formados por:
· Um grupo fosfato 
Formado por um átomo de fósforo, ligado por três ligações simples a um átomo de oxigênio, e duas moléculas de óxido de hidrogênio.
· Uma pentose 
Açúcares de cinco carbonos, sendo a ribose (possui uma hidroxila) e a desoxirribose (possui um hidrogênio). Na formação de RNA é uma ribose, na formação de DNA é uma desoxirribose. 
· Uma base nitrogenada 
A base nitrogenada é única que muda na composição dos ácidos nucleicos, elas são classificadas em dois grupos:
(a) Bases Nitrogenadas Purinas – Possui dois anéis. Adenina(A) e Guanina(G)
(b) Bases Nitrogenadas Pirimidinas – Possui apenas um anel. Timina(T), Uracila(U) e Citosina(C).
A polimerização dos nucleotídeos forma os ácidos nucleicos: RNA e DNA. A distinção do RNA, para o DNA ocorre pela presença de pentoses diferentes e na substituição da base timina pela uracila. Ademais, o DNA é o ácido que possui a pentose desoxirribose e a base timina, já o RNA possui a pentose ribose e a base uracila.
O DNA é um polímero de nucleotídeo e o material genético de todos os seres vivos, o DNA possui a capacidade de replicação, chamado de duplicação semiconservativa, e são encontrados no núcleo e mitocôndrias. O DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos que se ligam através das pontes de hidrogênio, se enrolando em seguida, em formato de dupla hélice.