Bioquímica celular

Bioquímica celular

            Para iniciar o estudo das células (citologia) devemos primeiramente ter uma noção das estruturas básicas da célula ou as estruturas químicas que a célula possui.

Desde o descobrimento das células o ser humano se preocupa em classificá-la e assim as estruturas químicas das células são divididas em dois grandes grupos: substancias inorgânicas: água e sais minerais. Substancias orgânicas: vitaminas, carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos.

Vamos estudá-las separadamente para facilitar o entendimento.

Substâncias inorgânicas

Água

         É a substancia mais abundante no planeta terra. A molécula de água é composta de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, interligados por ligação covalente. Uma propriedade exclusiva da água é a coesão de suas forças que fazem com que essa substancia seja fluida tornando-a forma de acordo com o recipiente. Essa coesão é responsável pela tensão superficial, que permite a alguns insetos pousar na superfície da água.

         A água é considerada o solvente universal, pois tem grande força de adesão, ou seja, a união de moléculas polares. As substancias que se dissolvem na água são chamadas de hidrofílicas e as que não dissolvem são chamadas hidrofóbicas.

         A água participa da maioria das reações químicas e essa reação pode ser feita de duas maneiras:

§                     Rações de síntese por desidratação: por perda de água. Quando na união há a liberação de uma molécula de água.

§                     Reações de hidrólise: a molécula é quebrada em duas e nesse processo há a entrada de molécula de água.

Sais minerais

         Como já diz o nome são os sais extraídos de minérios, eles têm função esquelética ou estrutural. São dissolvidos em água e são fundamentais ao metabolismo celular.

Observe os principais sais minerais:

Íon	Principais funções	Fontes alimentares
Cálcio	Faz parte da formação e da manutenção dos ossos e dentes.	Leite e derivados
Ferro	Componente da hemoglobina	Carnes e leguminosas
Zinco	Constituinte das enzimas, células com muitas funções dentro do organismo.	Carnes e ovos
Cloro	Participa da regulação e do equilíbrio hídrico	Sal comum de cozinha
Potássio	Participa do processo de contração muscular e da síntese de glicogênio.

Substancias orgânicas

Vitaminas

         As vitaminas são substancias orgânicas essenciais para o metabolismo das células. Quimicamente podemos dizer que as vitaminas são dissolvidas em dois tipos de substancias: existem as vitaminas hidrossolúveis, que dissolvem em água, e as lipossolúveis, que são dissolvidas em lipídios. Existem muitas variedades de vitaminas, portanto, serão apresentadas apenas algumas mais faladas:

Hidrossolúveis	Vitaminas	Principais fontes	Sintomas de sua deficiência
	B¹²	Carnes, ovos e laticínio.	Anemia, distúrbios no sistema nervoso.
	C	Frutas, verduras e legumes.	Escorbuto
Lipossolúveis	D	Laticínio, ovo, vegetal e raios solares.	Raquitismo e enfraquecimento dos ossos
	E	Trigo, cereais e ovo.	Anemia e esterilidade

Carboidratos

Os carboidratos tambem chamados de glicídios, de hidratos de carbono ou açucares são divididos em três grupos:

1.                   Monossacarídeos: são os carboidratos mais simples, sua forma geral é composta da seguinte maneira:

(CH2O) ⁿ

Por isso são chamados de hidratos de carbono, tem água e carbono em sua formula. De acordo com o numero de n de cada monossacarídeo recebe um nome especifico observe:

§                      Trioses: com três átomos de carbono (C3H6O3)

§                      Tetroses: com quatro átomos de carbono (C4H8O4)

§                      Pentoses: com cinco átomos de carbono (C5H10O5)

§                      Hexoses: com seis átomos de carbono (C6H12O6)

Dentre as principais pentoses existentes destacam a ribose e desoxirribose que participam da síntese dos ácidos nucléicos. Dentre as hexoses destacam a frutose e a glicose importantes fontes de energia.

2. Dissacarídeos: é a união de dois monossacarídeos, um exemplo é a sacarose, a união da glicose com a frutose. Nessa reação de união ocorre a síntese por desidratação, onde a liberação de uma molécula de água. Inversamente, para quebrar uma molécula de dissacarídeo devemos utilizar a quebra pó hidrolise, entrada de uma molécula de água em uma substancia. É importante lembrar que para o corpo utilizar a fonte de energia de um dissacarídeo, ele tem que quebrar suas moléculas por meio da hidrolise. São solúveis em água.

3. polissacarídeos: são formados por varias moléculas de monossacarídeos, formando imensas cadeias de energia. Eles são insolúveis à água e assim são extremamente importantes para o metabolismo do organismo, pois servem com fonte de energia fixa e tambem de componentes estruturais das células.

       

Principais polissacarídeos
Polissacarídeos     Estruturais	Celulose	O mais abundante na natureza, encontrado nas plantas fazendo parte de sua parede celular.
	Quitina	Formado por glicose e é encontrado nas paredes celulares dos fungos
Polissacarídeos    Energéticos	Amido	Encontrado nas plantas e alguns protistas. Tem função de reserva
	Glicogênio	Encontrado nos fungos e nos animais. tem função de reserva.

Lipídios

        Abrangem uma grande variedade de funções e se caracterizam por serem insolúveis em água. Observe os seguintes grupos de lipídios:

1. Carotenóides

        São aqueles que atuam como pigmentos acessórios nas plantas no momento da fotossíntese. Existem dois grupos de carotenóides: o caroteno e as xantofilas. Existem ainda aqueles que atuam na alimentação humana e tem função de renovar as células da pele e de evitar a cegueira.

2. Triglicerídeos

         São representados pelos óleos e pelas gorduras e formados pela união de três moléculas de acido graxo com glicerol. Sua decomposição é feita por hidrolise, onde há a separação dos ácidos graxos.

         Os óleos são encontrados em plantas e raramente em animais. Já as gorduras são encontradas facilmente em animais, acumulando em células adiposas tendo função de reserva energética e proteção com a perda de calor.

         Os ácidos graxos são divididos em dois grupos:

§                     Saturados: formam a gordura animal e fica armazenada nas células

§                     Insaturados: formam os óleos presentes nas plantas

Alguns ácidos graxos são considerados essenciais, pois não há a produção dele no organismo, sendo assim que devemos obtê-lo por meio da alimentação.

3. fosfolipídios

         São formados por duas moléculas de acido graxo contendo fosfato e uma molécula de glicerol. Um grande exemplo desse subgrupo é a membrana plasmática que é formada por duas camadas de fosfolipídios com proteínas imersas, o que é chamada de camada lipoprotéica. Uma característica exclusiva é que metade da substancia é solúvel a água (hidrofílica) e outra metade não é solúvel a água (hidrofóbica).

         Essa camada da membrana plasmática tem uma particularidade, as suas dimensões são fluidas, ou seja, permitem a passagem de substancias e depois ela é fechada como se fosse uma porta.

4. Cerídeos

         São as ceras em geral. Têm a importância de impermeabilização da superfície de frutos, folhas com o objetivo de evitar a perda de água.

5. Esteróides

         São os lipídios relativamente complexos, destacando o colesterol abundante nos tecidos animais. Ele tem varias funções dentro do organismo e em quantidade normal faz bem a saúde, mas em excesso pode trazer prejuízos e acarretar doenças. Nas plantas e fungos não existe o colesterol e sim outros esteróides com a mesma função.

Proteínas

         São macromoléculas formadas basicamente de aminoácidos. Esses têm em resumo, moléculas de carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio. As proteínas têm diversas funções dentro do organismo e em geral podemos dizer que elas têm função energética e estrutural. Exemplos de proteínas são as enzimas, responsável pela aceleração das reações químicas, os anticorpos, responsáveis pela defesa do organismo.

Aminoácidos: como o nome já diz, os aminoácidos possuem dois grupos em sua estrutura química: o grupo amina (NH2) e o grupo ácido (COOH). Esse grupamento está ligado ao mesmo carbono que está ligado com o hidrogênio e um radical que varia de aminoácido para aminoácido. As células vegetais sintetizam todos os vinte aminoácidos necessários à sobrevivência, já os animais não sintetizam precisando assim ingeri-los por meio da alimentação. Desse modo obtemos o seguinte conceito: os aminoácidos presentes naturalmente no organismo são chamados de naturais e os que precisamos ingerir são chamados de essenciais.

Ligação peptídica: é a ligação que une aminoácidos, caracterizada pela junção do grupo amina de uma, aminoácido com o grupo carboxila (acido) de outro aminoácido. Essas ligações podem ser quebradas por meio de hidrolise voltando as moléculas ao estado inicial. Dois aminoácidos em uma ligação são chamados de dipeptideo, já a ligação com vários aminoácidos é chamada de polipeptídio, como é o caso da albumina, do ovo e a hemoglobina do sangue.  

Estrutura da proteína: as proteínas são colocadas de diversas formas e segundos elas, determinam as funções e também a sua forma geométrica. Uma proteína em que se parece com um fio esticado esta em sua forma primária e assim as mesmas proteínas com os dobramentos vão caracterizando as estruturas secundaria, terciária e quartenária. Fica evidente a percepção quando uma proteína muda sua função quando se muda sua forma, onde mudando uma substancia na hemoglobina, ela prejudica seu funcionamento podendo até ser letal ao ser. Esse processo de mudança da forma da proteína pode ocorrer por desnaturação podendo até ser irreversível.

Classificação: podem ser classificadas em simples e conjugadas, onde a única diferença entre as duas é que a simples é composta por apenas um aminoácido e a conjugada tem outros componentes como é o caso da hemoglobina que tem moléculas de ferro em sua estrutura.

Principais proteínas: dentre as principais podemos destacar a insulina, a albumina, a queratina, o colágeno dentre outras.

Enzimas

         Em geral, as reações químicas dentro do organismo são muito lentas e nem sempre ideal para a sobrevivência do ser. A solução para esse grande problema seria o aumento da temperatura, mas não seria ideal porque assim as proteínas seria tambem desnaturadas. Portanto nos organismos existem proteínas extremamentes importantes para o metabolismo em que aumentam a velocidade das reações químicas dentro do organismo sem elevar a temperatura, além disso, são partículas intactas, em que ao exercerem a sua função continuam da mesma forma. Outra característica das enzimas é que elas são muito especificas e que prevalece a teoria da chave-fechadura onde as enzimas têm o formato ideal que encaixa perfeitamente no substrato em se quer fazer à reação. Um dos fatores que influenciam diretamente na atividade das enzimas é o pH ou índice de acidez do organismo, em que se esse não for favorável ao desenvolvimento da enzima ela pode se tornar inativa.

Os ácidos nucléicos

         Basicamente existem dois tipos de ácidos nucléicos: o acido desoxirribonucléico (DNA) e o acido ribonucléico (RNA). O DNA é o principal constituinte dos cromossomos e o RNA é o responsável pela síntese das proteínas. Tanto o DNA quanto o RNA são formados por nucleotídeos e cada uma dessas moléculas é formada por: fosfato, açúcar (RNA ou DNA) e base nitrogenada.

         As bases nitrogenadas podem ser:

§                           Púricas: adenina e guanina

§                           Pirimídicas: timina, citosina e uracila.

Observe o quadro:

	DNA	RNA
Bases púricas	Adenina Guanina	Adenina Guanina
Bases pirimídicas	Citosina Timina	Citosina Uracila
Pentose	Desoxirribose	Ribose

http://www.vestibular1.com.br/revisao/r370.htm