Bioquímica

Bioelementos Primários

1) Carbono (C)

2) Hidrogênio (H)

3) Oxigênio (O)

4) Nitrogênio (N)

5) Fósforo (P)

6) Enxofre (S)

Substâncias químicas dos seres vivos

Um ser vivo é basicamente composto por: 

Água (60% - 70%), 

Proteínas (13% - 15%), 

Lipídios (5% - 8%),

Carboidratos (1,5% - 3%)  

Ácidos Nucleicos (0,5%).

Água

- Substância mais abundante dentro e fora do corpo dos seres vivos, é constituída por 1 átomo de oxigênio e 2 de hidrogênio (fórmula: H2O) e sua forma é angular (aproximadamente 105°). A água é considerada o solvente universal e é inorgânica

- A água facilita o transporte de substâncias.

- À medida que envelhecemos, perdemos água, consequentemente a quantidade das reações químicas é menor.

OBS: Quanto mais jovem o organismo, mais água ele tem e mais rápido é seu metabolismo.

- A água é uma molécula bipolar, ou seja, possui carga elétrica. Com isso, ela tem capacidade de aderir-se a outras moléculas (hidrofílicas) e facilitar o acontecimento das reações químicas. Por ser polarizada, a água também tem a capacidade de dissolver outras moléculas.

- As moléculas apolares (Ex: lipídios) não se aderem à molécula de água (hidrofóbicas), como é o caso do óleo que não se mistura com a água.

Propriedades da água

1) Dipolo elétrico

- É o que faz nosso corpo ter aproximadamente 70% de água e não estar no estado líquido

- Ligações covalentes = emparelhamento de elétrons.

2) Coesão molecular

- As moléculas de água tendem a se atrair entre si mediante as pontes de hidrogênio. Essa atração é chamada de coesão. No estado líquido, a coesão entre as moléculas de água é responsável por sua alta tensão superficial, o que permitem que vários insetos boiem sobre a água, pois essa coesão forma uma espécie de “película” de moléculas de água.

OBS: No estado sólido da água, as pontes de hidrogênio são rígidas. No estado líquido, elas se desfazem e se refazem. No estado gasoso, a água não forma pontes de hidrogênio.

3) Calor específico

- É a quantidade de calor que se deve fornecer a uma unidade de massa até elevar em 1°C a temperatura dessa unidade, sem que haja mudança de estado físico. Com isso, a água pode absorver ou ceder grandes quantidades de calor com pequena alteração na temperatura.

- É devido ao calor específico que a água da praia fica mais quente à noite, pois passou o dia todo na presença da luz solar.

- A água é usada como isolante térmico, processo chamado de termorregulação. Isso se dá em seres:

•  Homeotérmicos (endotérmico) – Aves e mamíferos
• Pecilotérmicos (ecotérmico) – TODOS os animais dos outros reinos

Animais homeotérmicos – aqueles que mantêm a temperatura corporal constante e que precisam se agasalhar na presença do frio.

Animais pecilotérmicos – aqueles que adaptam a temperatura corporal de acordo com o ambiente em que estão. São chamados de “animais de sangue frio”.

- A água também está associada a outros fatores, dentre eles se destaca a regulação térmica geral que se dá pela sudorese. Quando fazemos um exercício físico, nossa temperatura aumenta, consequentemente liberamos água (suor) pela pele para regular nossa temperatura corporal.

Proteínas

- São moléculas orgânicas formadas por aminoácidos (são polímeros de aminoácidos).

- São os compostos orgânicos mais abundantes em nosso organismo.

CUIDADO!!! Se surgir uma dúvida em você em relação à água ser o composto mais abundante, lembre-se que ela NÃO é orgânica.

Funções:

Estrutural (ex: colágeno) – dão firmeza à nossa pele, ossos, tendões, etc.

Imunológica (ex: anticorpos) – defesa do organismo.

Hormonal (ex: insulina e glucagon) – regulam o índice glicêmico do nosso corpo.

Catalisadores (enzimas) – aceleram as reações químicas do nosso corpo.

Contrátil (ex: actina e miosina) – estão presentes nos músculos permitindo a contração.

Transporte (ex: hemoglobina) – transportam substâncias pelo corpo, nesse caso, a hemoglobina está presente nas hemácias e transporta O2 pelo nosso corpo.

Aminoácidos

- Molécula orgânica formada por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio

OBS: Todas as proteínas apresentam um átomo de carbono denominado carbono-alfa, o qual se liga a um grupo amina (NH2), um grupo carboxila (COOH), um átomo de hidrogênio (H) e um radical (R) que varia de aminoácido para aminoácido.

OBS: A estrutura da proteína altera de acordo com o ambiente que ela está presente, sua forma pode modificar, ou seja, desnaturar. Com isso a proteína fica biologicamente inativa (perdem suas funções biológicas). Os fatores ambientais que podem influenciar nisso são: salinidade, temperatura, ph, concentração do substrato.

OBS 2: Quando desnaturadas, as proteínas não voltam à sua forma anterior. MAS há algumas que conseguem fazer isso. Um exemplo clássico é a queratina presente no cabelo que é esticado através da “chapinha” por causa da elevação da temperatura que foi submetida, quando o cabelo é molhado, a temperatura abaixa e a proteína (queratina) se contrai voltando à sua forma anterior.

OBS 3: No citoplasma há elementos que podem interagir com as proteínas causando mau dobramento, para isso existem proteínas especiais chamadas de chaperoninas que auxiliam no dobramento correto das proteínas. Proteínas mal dobradas podem causar doenças, exemplos: Mal de Alzheimer e Mal de Parkinson.

Formas das proteínas:

“Toda proteína é uma enzima, mas nem toda enzima é uma proteína.”

Lipídios (Gorduras)

- Grupo de moléculas orgânicas insolúveis em água.

- São hidrocarbonetos apolares (não têm polaridade), ou seja, não têm afinidade pelas moléculas polarizadas da água.

- São solúveis em solventes apolares (ex: álcool, éter, clorofórmio, etc.).

- Não são polímeros verdadeiros.

Tipos de lipídios: Glicerídeos, ceras, carotenoides, fosfolipídios e esteroides.

Funções

-Armazenamento de energia;

-Auxiliam as plantas na fotossíntese;

-Função estrutural (formação das membranas celulares – fosfolipídios.);

-Função regulatória (funcionamento do organismo através de hormônios, vitaminas, etc.);

-Isolante térmico (ajudam a manter a temperatura corporal);

-Impermeabilização.

1) Glicerídeos

- Gorduras e óleos

- São formados pela união de Glicerol e Ácidos Graxos.

OBS: O triglicerídeo possui esse prefixo porque se junta a três ácidos graxos.

Gorduras Saturadas – são aquelas em que os carbonos que formam o ácido graxo só formam ligações simples. Encontram-se na forma sólida na temperatura ambiente.

Gorduras Insaturadas – são aquelas em que alguns carbonos fazem ligações duplas (ligações insaturadas). Encontram-se na forma de óleo na temperatura ambiente.

OBS 2: É mais saudável consumir alimentos com gordura insaturada, pois as gorduras saturadas estão na forma sólida que é mais arriscada para se fixar nas paredes dos nossos vasos sanguíneos e nos causar certas doenças, como por exemplo a aterosclerose.

Gordura Hidrogenada – é uma gordura líquida que é transformada em sólido por meio de um processo chamado hidrogenação catalítica (processo que consiste em romper as duplas ligações entre carbonos).

Gordura Trans – são gorduras que possuem ligações trans, é formada quando nem todas as duplas ligações são rompidas e formam-se esse tipo de ligação. Esse tipo de gordura é o mais perigoso porque é sólida com duplas ligações e tem muito mais facilidade de se fixar nos nossos vasos sanguíneos.

2) Ceras (cerídeos)

- Formados por ácidos graxos e álcool, possuem cadeia longa.

Funções: Impermeabilizante, reserva de energia dos fitoplânctons, protege nossa pele contra ressecamento.

- São muito usados comercialmente (ex: cera de carnaúba).

OBS: As abelhas usam os cerídeos para fazer a estrutura de sua colmeia.

 3) Carotenoides

- Grupo de pigmentos que auxilia as plantas na absorção da luz para a realização da fotossíntese.

- Um exemplo bem conhecido é o β caroteno (betacaroteno), que é responsável por dar pigmentos em vegetais (cenoura, abóbora,etc.) e também na gema do ovo. O mesmo se transforma em vitamina A que faz bem para a nossa visão.

4) Fosfolipídios

- formados por glicerol, 2 ácidos graxos e um fosfato;

- São encontrados na membrana plasmática das nossas células;

- Possuem cabeça hidrofílica (se mistura com a água) e cauda hidrofóbica (não se mistura com a água).

OBS: Se não existissem fosfolipídios, não teríamos membrana plasmática, consequentemente não teríamos células e com isso não teríamos vida.

5) Esteroides

- Cadeia carbônica com quatro anéis fusionados;

- O principal esteroide é o colesterol. Ele compõe a membrana plasmática das células dos animais, forma os sais biliares (emulsificação de gorduras), precursor dos hormônios sexuais (testosterona e progesterona);

- Há dois tipos de colesterol: HDL (bom) e LDL (ruim);

OBS: As plantas não possuem colesterol em sua membrana, possuem o Estigmaesterol. Assim como também os fungos, que possuem o Ergosterol na composição de sua membrana.

Colesterol

- Fabricado principalmente pelo fígado (hepatócitos – REL).

- Sua principal função é a formação da membrana plasmática e metabolismo das vitaminas lipossolúveis (A D E K), também está presente na formação da bile e dos hormônios sexuais.

- Depois de fabricado, o colesterol deve ser distribuído pelo organismo, mas ele é insolúvel em água! 

Com isso ele é transformado em uma lipoproteína e envolto por uma capsula que possui apoproteínas (essas proteínas são solúveis em água), essa lipoproteína vai ser classificada como LDL e HDL.

O LDL (Low Density Lipoprotein) é ruim porque possui baixa densidade, com isso ele “boia” no plasma sanguíneo e não se dissolve. Sua densidade é baixa porque possui muito lipídio.

O HDL (High Density Lipoprotein) é bom porque possui alta densidade, ou seja, menos lipídio. Com isso ele é solúvel em água (plasma sanguíneo).

OBS: Além de produzirmos colesterol, nós também consumimos ele através dos alimentos de origem animal. Para possuir um nível bom de LDL, devemos consumir mais alimentos de origem vegetal e menos alimentos de origem animal.

OBS 2: O LDL só se torna ruim quando está em excesso em nosso organismo. O excesso de colesterol pode levar ao entupimento dos vasos sanguíneos (especialmente artérias) que causa a doença chamada de aterosclerose, ela pode causar um infarto agudo do miocárdio ou um acidente vascular encefálico.

Glicídios

- Carboidratos (moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio)

Funções: energética, estrutural, comunicação celular. Também participam da composição química dos ácidos nucleicos.

Monossacarídeos – glicídios simples,  moléculas pequenas;  ex: pentoses e hexoses.

Classificação

Monossacarídeos – glicídios simples, moléculas pequenas; ex: pentoses e hexoses.

Dissacarídeos – glicídios formados pela reunião de dois monossacarídeos; ex: sacarose, maltose, lactose.

Polissacarídeos - glicídios complexos, moléculas grandes. Ex: celulose, amido, glicogênio, quitina, etc.

Ácidos Nucleicos

RNA

- Polímero de nucleotídeos (polinucleotídeos).

- Responsável pela síntese proteica.

- Sua estrutura é formada por uma única cadeia de nucleotídeos (uma hélice), um  grupo fosfato, uma pentose (ribose) e bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Guanina e Uracil(a)).

- Há três tipos de RNA: RNAm (mensageiro), RNAr (ribossômico) e RNAt (transportador).

Transcrição – processo de fabricação do RNA através do DNA como molde.

Tradução – processo de produção de uma proteína a partir da sequência de aminoácidos que é traduzida de acordo na sequência de códons do RNAm.

DNA

- Carrega o código genético do organismo.

- Formado por duas cadeias de nucleotídeos ligados por pontes de hidrogênio num formato de dupla-hélice. Os nucleotídeos são monômeros.

- Os nucleotídeos são formados por três estruturas: 1 grupo fosfato, 1 açúcar (5C) e 1 base nitrogenada.

- As bases nitrogenadas são classificadas em: 

• Purinas – Adenida (A) e Guanina (G)
• Pirimidinas – Timina (T), Uracila (U) e Citosina (C)

O DNA pode ter extremidades livres, quando a extremidade do fosfato está livre ela é chamada de extremidade 5C (pois se liga ao carbono 5 ¯ do açúcar), quando a extremidade da hidroxila está livre ela é chamada de extremidade 3C (pois a hidroxila se liga ao carbono 3¯).

OBS: As duas fitas que formam o DNA são anteparalelas (contrárias) e se ligam através das bases nitrogenadas.

OBS 2: Não é qualquer base nitrogenada que une as fitas, tem uma sequência:       

A – T e G – C

- O DNA tem capacidade de se duplicar (replicação), esse processo é chamado de duplicação semiconservativa. 

Esquema da Duplicação Semiconservativa

OBS 3: A duplicação semiconservativa recebe esse nome pelo fato das cópias conservarem uma fita do DNA original.

OBS 4: A formação da nova fita de DNA sempre começa da extremidade 5¯ e termina na extremidade 3¯. O local onde começa a replicação é definido pelo primer (fragmentos de DNA que completam o outro lado da fita).

Vitaminas

- São compostos orgânicos que não são produzidos pelo corpo humano.

- Possuem diversas funções.

- Há 13 tipos de vitaminas essenciais: Hidrossolúveis (B e C) e Lipossolúveis (DICA: ADEK ou KEDA).

OBS: Uma doença causada por falta de vitaminas é chamada avitaminose.

Hidrossolúveis
Vitamina	Para que serve?	Onde podemos encontrar?	Avitaminoses
B1      (Tiamina)	Remoção de CO2 de compostos orgânicos (descarboxilação)	Carnes (fígado e porco), grãos e vagens.	Beribéri (fraqueza), fadiga muscular, perda de apetite.
B2 (Riboflavina)	Respiração celular, coordenação motora.	Derivados do leite, ovos, fígado.	Ferimentos na mucosa da boca, lábios, língua e bochechas.
B3       (Niacina ou ácido nicotínico)	Previne a pelagra, mantém o bom funcionamento do sistema digestório, mantém o tônus muscular e nervoso.	Nozes, carnes e grãos.	Pelagra, distúrbios digestivos, nervosismo extremo.
B5           (Ácido pantotênico)	Componente da coenzima A, formação de hormônios.	Carnes, derivados do leite e cereais.	Cansaço, formigamento nos pés e nas mãos, anemia, fadiga.
B6 (Piridoxina)	Mantém a pele saudável, auxilia no metabolismo dos aminoácidos.	Carnes, derivados do leite e grãos.	Anemia, doenças de pele, distúrbios nervosos.
B8      (Biotina)	Síntese de gordura, glicogênio e aminoácidos.	Carnes, vagens e vegetais verdes-escuros.	Pele escamosa, inflamações e doenças neuromusculares.
B9           (Ácido Fólico)	Metabolismo de ácidos nucleicos e aminoácidos.	Vegetais verdes-escuros, laranja e grãos.	Anemia megaloblástica, anencefalia (alerta às mulheres grávidas para com seus filhos).
B12 (cobalamina)	Síntese de ácidos nucleicos, maturação das células sanguíneas.	Carnes, derivados do leite e ovos.	Anemia megaloblástica (perniciosa), distúrbios nervosos.
C              (Ácido ascórbico)	Saúde dos dentes, prevenção do escorbuto, integridade dos vasos sanguíneos, síntese de colágeno, antioxidante, desintoxicação, absorção de ferro (combate a anemia), imunidade.	Frutas cítricas, vegetais de folhas, pimentão, tomate.	Escorbuto (deformação na gengiva, queda dos dentes, hemorragia bucal), imunidade baixa, anemia, insônia, dores nas juntas.

OBS: Hidrossolúvel = dissolve-se na água. Lipossolúvel = dissolve-se em lipídios e em outros solventes orgânicos.

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