A química da vida
A química da vida
I) Biologia Molecular
A biologia molecular estuda as moléculas que compõem as estruturas celulares e auxiliam no metabolismo celular. Os grupos de moléculas estão descritos abaixo:
Substâncias inorgânicas
a) Água: composto inorgânico que é o solvente universal. Possui as seguintes propriedades:
a.1) É polar e se dissocia em: H2O <--> H+ + OH-
a.2) Poder de capilaridade: capacidade da água ascender numa coluna cilíndrica, à medida que o diâmetro do cilindro diminui.
a.3) Poder de adesão: capacidade de se combinar com outras moléculas polares;
a.4) Poder de coesão: capacidade de ligação entre as moléculas de água através de pontes de hidrogênio.
a.5) Elevado calor específico: auxilia no processo de homeostase, possibilitando o controle da temperatura corporal.
b) Sais minerais: são compostos inorgânicos encontrados na natureza no estado iônico, cristalizados na forma de minerais ou combinados a outros compostos inorgânicos que podem assim formar moléculas orgânicas.
b.1) Sódio (Na+): participa do controle osmótico e transmissão dos impulsos nervosos.
b.2) Cloro (Cl-): participa do controle osmótico.
b.3) Potássio (K+): participa dos processos de contração muscular, coagulação sanguínea e transmissão dos impulsos nervosos.
b.4) Fósforo (P): forma a estrutura molecular dos nucleotídeos de ácidos nucleicos e das moléculas de ATP, atuando em processos energéticos, além de compor estruturalmente ossos e dentes.
b.5) Ferro (Fe): compõe a molécula de hemoglobina, responsável pelo transporte de gases na corrente sanguínea.
b.6) Cálcio (Ca++): participa dos processos de contração muscular e coagulação sanguínea, além de compor estruturalmente ossos e dentes.
b.7) Iodo (I-): compõem os hormônios da tireoide, responsáveis pelo controle metabólico.
b.8) Flúor (F-): compõem estruturalmente ossos e o esmalte do dente.
Substâncias orgânicas
c) Carboidratos ou hidratos de carbono: compostos orgânicos (formados por carbono), que participam dos processos energéticos e na composição estrutural. São formados por unidades fundamentais denominadas monossacarídeos, como fórmula geral: Cn(H2O)n. São divididos em:
c.1) Monossacarídeos: de acordo com o número de carbonos são classificados em trioses, tetroses, pentoses etc.
c.2) Dissacarídeos: são formados pela junção de dois monossacarídeos.
glicose + glicose = maltose
glicose + frutose = sacarose
glicose + galactose = lactose
c.3) Polissacarídeos: são polímeros formados por muitos monossacarídeos.
Carboidratos estruturais:
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Celulose à encontrado nas paredes celulares dos vegetais.
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Quitina à forma o exoesqueleto dos artrópodes.
Carboidratos energéticos:
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Amido: encontrado nos vegetais.
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Glicogênio: encontrado nos animais.
d) Lipídios: compostos orgânicos que participam principalmente dos processos de armazenamento energético e da composição estrutural das membranas celulares. São formados por unidades fundamentais de álcoois e ácidos graxos. São divididos em:
d.1) Glicerídeos: são caracterizados pelos óleos e gorduras (fontes de reserva energética) que têm na sua estrutura fundamental as moléculas de triglicerídeos, compostas por cadeias de ácidos graxos mais glicerol (um álcool).
d.2) Cerídeos: são caracterizados pelas ceras, que têm função principalmente na impermeabilização de superfícies.
d.3) Esteroides: são caracterizados principalmente por moléculas de colesterol e hormônios esteroides (testosterona e estrogênio). O colesterol participa na formação das lipoproteínas, que são associações de proteínas mais lipídios. As lipoproteínas são classificadas de acordo com a sua densidade, como:
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LDL (low density lipoprotein) = lipoproteína de densidade baixa: cede colesterol para os tecidos e é conhecida como “mau colesterol”.
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HDL (high density lipoprotein) = lipoproteína de densidade alta: remove colesterol dos tecidos e é conhecida como “bom colesterol”.
d.4) Fosfolipídios: são moléculas importantes na composição das membranas celulares, pois possuem uma porção hidrofílica (afinidade com a água) e uma porção hidrofóbica (não afinidade com a água).
e) Proteínas: compostos orgânicos que participam de uma série de processos celulares, tanto estruturais quanto funcionais. São formados por unidades fundamentais denominadas aminoácidos. Os aminoácidos ligam-se através de ligações peptídicas. São classificadas em:
e.1) proteínas simples – formadas somente por aminoácidos;
e.2) proteínas conjugadas – formadas por aminoácidos associados a outros compostos.
Existem diversos tipos de proteínas que são classificadas de acordo com sua função, como:
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proteínas estruturais (exemplo: actina e miosina);
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proteínas transportadoras (exemplo: hemoglobina);
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proteínas de defesa (exemplo: anticorpos);
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proteínas com função metabólica (exemplo: enzimas).
As enzimas são biocatalisadoras que diminuem a energia de ativação de uma reação química sem interferir estruturalmente na geração da molécula formada como produto final. A reação geral é a seguinte:
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E + S <--> complexo ES <--> E + P (E = enzima; S = substrato; P = produto)
As enzimas possuem determinadas propriedades, como:
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Atuam em substrato específico (modelo chave-fechadura);
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Possuem reversibilidade de reação, podendo a reação ser classificada como reversível (ocorre nos dois sentidos) e irreversível (ocorre somente em um sentido);
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Atuam especificamente de acordo com as condições de pH, temperatura e concentração substrato.
f) Vitaminas: são compostos orgânicos com função de regulação metabólica. São divididas de acordo com sua solubilidade:
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Hidrossolúveis (solúveis em água): vitaminas do complexo B e vitamina C.
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Lipossolúveis (solúveis em lipídios): vitaminas A, D, E e K.
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