ÁGUASAIS MINERAISCARBOIDRATOS

PROTEÍNASLIPÍDEOS

Disciplina : BioquímicaProfessora : Janine Fernandes

AS CARACTERÍSTICAS DA MATÉRIA VIVA

Seres vivos: complexos e altamente organizados, compostos por células contendo muitos tipos de moléculas complexas;

Cada parte componente possui um objetivo ou função específica;

Tem a capacidade de extrair e transformar a energia de seu meio ambiente, a partir de materiais primários simples;

Capacidade de efetuar auto-replicação precisa.

A BIOQUÍMICA E A CONDIÇÃO VITAL

Semelhanças na composição química entre matéria-viva e matéria não-viva;

Moléculas encontradas na matéria viva – BIOMOLÉCULAS;

A maioria dos componentes químicos dos organismos vivos é de natureza orgânica (C, N, O, H)

A maior parte da matéria orgânica das células vivas é constituída de MACROMOLÉCULAS.

Todos os fenômenos biológicos são, em última análise, de natureza molecular.

BIOMOLÉCULAS-MACROMOLÉCULAS

Macromoléculas celulares são compostas de muitas moléculas simples (monômeros primários) que se unem em longas cadeias (moléculas poliméricas);

As macromoléculas e seus respectivos monômeros: PROTEÍNAS aminoácidos CARBOIDRATOS glicose LIPÍDIOS ácidos graxos ÁCIDOS NUCLÉICOS nucleotídeos

As moléculas monoméricas são extremamente versáteis e exercem mais de uma função na célula viva. Ex: aminoácidos são precursores de hormônios,

alcaloídes, pigmentos, etc.

• De acordo com as características das biomoléculas podemos deduzir que:• Existe uma simplicidade básica na organização das

molecular da célula;• O conjunto dos organismos vivos possui um só

ancestral comum;• A identidade de cada espécie de organismo é

mantida graças à posse de um conjunto distinto de ácidos nucléicos e proteínas;

• Devido á versatilidade funcional das biomoléculas, pode-se considerar que existe um princípio básico de economia molecular nos seres vivos.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATÉRIA VIVA

Principais átomos : C, H, O, N, P, S. Principais Moléculas;- 70% a 80% Água- 10% a 15% Proteínas- 2% a 3% Lipídios- 1% Glicídios- 1% Ácidos nucléicos- 1% Sais Minerais

Substâncias Inorgânicas: moléculas pequenas.

• Água• Sais Minerais

Substâncias Orgânicas: moléculas complexas, formadas

por cadeias carbônicas.

• Glicídios (carboidratos)• Lipídios• Proteínas• Vitaminas• Ácidos Nucléicos

ÁGUA("hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de

hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio.

MOLÉCULA DE ÁGUA

ÁGUA

substância em maior quantidade presentes em uma célula, conseqüentemente, no ser vivo. Sua quantidade varia de espécie para espécie; na água viva a quantidade de água chega a 90%, no ser humano chega a 65% e em certas sementes apenas 5%.

PROPRIEDADES DA ÁGUA SOLVENTE UNIVERSAL

A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.

ALTO CALOR ESPECÍFICO

Calor específico é definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura.

CALOR DE VAPORIZAÇÃO

É a quantidade de calor necessária para que uma substâncias passe de estado líquido para o estado de vapor. Devido ao elevado calor de vaporização da água, uma superfície se resfria quando perde água na forma de vapor

CAPILARIDADE

Quando a extremidade de um tubo fino de paredes hidrófilas é mergulhada na água, as moléculas dessa substância literalmente “sobem pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e a adesão entre as moléculas de água.

FUNÇÕES DA ÁGUA TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS TERMORREGULAÇÃO LUBRIFICANTE REAÇÕES DE HIDRÓLISE EQUILÍBRIO OSMÓTICO EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE

TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS

A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos.

Os nutrientes e os resíduos metabólicos são transportados através da água (principalmente pelo plasma sanguíneo e pela linfa).

A urina é uma maneira de eliminar toxinas. As células apresentam-se em estado colóidal

(rico em água) o que facilita transporte de substâncias.

FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS

Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em estado de solução.

Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto (síntese por desidratação).

Reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações de hidrólise.

TERMORREGULAÇÃO Seres vivos só podem existir

em uma estreita faixa de temperatura.

A água evita variações bruscas de temperatura dos organismos.

A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos.

LUBRIFICANTE Nas articulações e entre os órgãos a água

exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões.

A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular.

A saliva facilita a deglutição dos alimentos.

VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA ESPÉCIE

Água-viva - 98% de águaSementes - 10% de águaEspécie humana - 70% de água

IDADEFeto humano – 94% de água

Recém-nascido – 69% de água

Adulto – 60% de água

METABOLISMO A quantidade de água é diretamente

proporcional à atividade metabólica da célula.

• Neurônio – 80% de água• Célula óssea – 50% de água

É o conjunto de processos físicos e de reações que ocorrem em um sistema vivo e resulta na montagem ou quebra de moléculas complexas. É constituído por reações anabólicas e catabólicas.

• Anabolismo = Reações de síntese Absorvem energia Exemplo: fotossíntese

•Catabolismo = Reações de degradação Liberam energia Exemplo: respiração

SAIS MINERAIS Encontram-se imobilizados em estruturas

com função esquelética e de proteção.• Sais de silício – encontrado em carapaças de

Diatomáceas e espículas de Poríferos.• Carbonato de Cálcio – forma exoesqueleto

de moluscos, cascas de ovos e espículas de Poríferos.

• Fosfato de Cálcio – encontrado no endoesqueleto de vertebrados.

Possuem várias funções nos seres vivos; forma o esqueleto de muitos animais, atuam no transporte do

oxigênio, na fotossíntese, no equilíbrio hídrico, na transmissão dos impulsos nervosos, no bom funcionamento dos músculos e das enzimas.

MINERAIS FUNÇÕES PRINCIPAIS ALIMENTOS

Cálcio (Ca) Forma ossos e dentes, atua no funcionamento de músculos e nervos e na coagulação do sangue

Laticínios, hortaliças de folhas verdes ( brócolis, espinafre, repolho, etc.)

Fósforo (P) Forma ossos e dentes, participa da transferência de energia e das moléculas de ácidos nucléicos

Carnes, ovos, peixes, aves, laticínios, feijões, ervilhas

Sódio (Na) Atua no equilíbrio hídrico e no funcionamento dos nervos e das membranas da célula

Sal de cozinha e sal natural dos alimentos

Cloro (Cl) Age junto com o sódio e forma o ácido clorídrico do estômago

Encontra-se combinado ao sódio no sal comum

Potássio (K)

Age com o sódio no equilíbrio hídrico e no funcionamento de nervos e membranas

Fruta (banana), verduras, feijão, leite e cereais

Magnésio (Mg)

Forma a clorofila, atua em várias reações químicas, ajuda na formação de osso e músculos

Hortaliças de folhas verdes, cereais, peixes, carnes, ovos, feijão, soja e banana

Ferro (Fé) Forma a hemoglobina, pigmento respiratório Fígado, carnes, gema do ovo, pinhão, legumes e hortaliças verdes

Iodo (I) Faz parte do hormônio tiroxina da tireóide, que controla o metabolismo e o crescimento

Sal de cozinha, peixes e frutos do mar.

Dissolvidos em água formam íons.

Na+/K+ - Equilíbrio osmótico- Bomba de Na+ e K+

- Na+ = mais freqüente em animais- K+ = mais freqüente em vegetais

Mg++ - Componente da clorofila- Interação das subunidades dos ribossomos

Ca++

- Coagulação sangüínea- Contração Muscular- Componente de ossos e dentes

Fe++

- Componente de hemoglobina e dos citocromos.

- A carência causa anemia ferropriva.

F-

- Anticariogênico- O excesso causa anomalias

dentais (fluorose)

I- - Componente de hormônios da

tireóide- A carência leva a bócio carêncial

PO4-3

- Constituinte de nucleotídeos e do ATP

- Evita variações bruscas de pH da célula

Em vegetais os minerais podem ser classificados como:

• Macronutrientes : C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg.

• Micronutrientes : Fe, B, Mn, Cu, Mb, Cl, Zn

Carboidratos Os carboidratos, glicídios

ou hidratos de carbono são substâncias orgânicas compostas de carbono, hidrogênio e oxigênio num arranjo determinado.

CLASSIFICACÃO DOS GLÍCIDEOS:

Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos

Monossacarídeos

Fórmula geral: Cn (H2O)n- Trioses C3H6O3- Tetroses C4H8O4- Pentoses C5H10O5 – Ribose C5H10O4 – Desoxirribose- Hexoses C6H12O6 – Glicose Frutose Galactose

RIBOSE E DESOXIRRIBOSE

São constituintes dos ácidos nucléicos RNA e DNA respectivamente.

ribose

GLICOSE-

-Sintetizada durante a fotossíntese- Representa a única fonte de energia de neurônios e hemácias- Encontrado no mel, açúcar, frutas e sangue.

FRUTOSE

- Encontrada em frutas

GALACTOSE Encontrado no leite

OLIGOSSACARÍDEOS Os oligossacarídeos são formados pela

união de duas a dez moléculas de monossacarídeos com a perda de uma molécula de água por ligação (desidratação). Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos.

- SACAROSE- MALTOSE- LACTOSE

SACAROSE- Formado pela união de glicose e frutose- Encontrado na cana de açúcar

MALTOSE- Formado pela união

de duas moléculas de glicose

- Encontrado no malte

LACTOSE- Formado pela união

de glicose e galactose- É encontrado no leite

POLISSACARÍDEOS Os polissacarídeos são moléculas

gigantes constituídas por muitos monossacarídeos ligados uns aos outros; são ditos, por esse motivo, polímeros de monossacarídeos.

• AMIDO• GLICOGÊNIO• CELULOSE • QUITINA

AMIDO• É um polímero de glicose (+

de 1400 moléculas de glicose)

• Reserva energética vegetal

• Encontrado em frutos, sementes, caules e raízes

• Detectado pelo corante à base de iodo denominado Lugol.

GLICOGÊNIO- Formado por cerca de 30.000 moléculas de

glicose;- Polissacarídeo de reserva energética

animal e de fungos;- Em animais é encontrado principalmente

no fígado e nos músculos.

CELULOSE• Formada por 4.000 moléculas

de glicose

• Reforço esquelético de vegetais

• Digerida por Metazoários que apresentam microrganismo no trato digestório protozoários (cupim) ou bactérias (boi)

• Não é digerida pelo organismo humano

• Constitui as fibras vegetais de nossa dieta

QUITINA

• Polissacarídeo que apresente nitrogênio em sua composição;• É encontrado no exoesqueleto de artrópodes, nas cerdas dos anelídeos poliquetas, na rádula de certos moluscos e parede celular de fungos

LIPÍDEOS

Compreendem um grupo de substâncias orgânicas onde se enquadram as gorduras, os óleos, as ceras e alguns hormônios chamados esteróides (hormônios sexuais e do córtex das glândulas supra-renais).

São moléculas orgânicas formadas pela união de ácidos graxos e um álcool, geralmente o glicerol.

São compostos energéticos, pois na falta da glicose, a célula os oxida, conseguindo assim a liberação de considerável quantidade de energia para a ativação de seus trabalhos.

São insolúveis em água, e solúvel em compostos orgânicos como álcool, acetona, benzeno, éter e clorofórmio.

Ácidos Graxos Os ácidos graxos podem ser saturados

(Ácidos graxos saturados não possuem nenhuma ligação dupla entre átomos de carbono, o que significa que não têm disponibilidade para receber mais átomos de hidrogênio);

Insaturados (Ácidos graxos insaturados possuem uma ligação dupla entre átomos de carbono, o que lhes permite ainda receber mais átomos de hidrogênio na molécula)

Classificação dos Lipídeos

Simples: quando formados por apenas C,H e nas moléculas de álcool e ácidos graxos

Complexos: além de C, H, O possuem N, P ou S. São exemplos: os fosfolipídios componente da membrana celular; esfigomielina que forma a bainha de mielina de certos neurônios, lecitina presente na gema do ovo.

Glicerídios (são os óleos e gorduras) são formados pelo glicerol e mais três

moléculas de ácidos graxos. Os glicerídeos ou também chamados de triglicerídeos são representados pelas gorduras que em temperatura ambiente apresentam-se solidificadas, e na forma de óleos, que são líquidos.

São importantes fontes de reserva de energia nos animais.

Cerídeos: são formados por cadeias abertas resultantes da combinação de ácidos graxos que não seja o glicerol.

As ceras são encontradas na cera de abelha, no cerume do ouvido humanos e na cera de carnaúba.

As abelhas usam as ceras para produzirem seus favos e certos vegetais apresentam ceras nas superfícies das folhas para evitar a perda excessiva de água na transpiração.

Esterídeos ou esteróides: surgem da combinação de ácidos graxos e uma álcool de cadeia fechada como o colesterol;

Os principais esteróides são os hormônios sexuais (testosterona e estradiol), e os hormônios das glândulas supra-renais;

O colesterol é uma substância muito relacionado aos problemas cardiovasculares;

É relativamente comum o erro de se considerar o colesterol um lipídio, quando ele é apenas um álcool que entra na composição de alguns lipídios.

Funções dos lipídios Estrutural ou plástica: constituem junto

com as proteínas de quase todas as estruturas celulares conferindo rigidez, consistência e elasticidade.

Energética: quando hidrolisados e oxidados, podem fornecer mais calorias que os glicídios.

Reserva: constituem o principal alimento de reserva energética dos animais. Forma o panículo adiposo.

Isolamento térmico: o panículo adiposo constitui o “casaco natural” para os homeotérmicos.

PROTEÍNAS São compostos orgânicos formadas pelas

ligações peptídicas entre centenas ou milhares de aminoácidos.

São os componentes estruturais mais importantes dos seres vivos e estão presentes em todas as estruturas celulares.

São também fundamentais no funcionamento do organismo, uma vez que o controle das reações químicas depende das enzimas, que são moléculas de proteína.

Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas. Em sua constituição, um aminoácido é uma molécula orgânica formada por vários átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, alguns também possuem átomos de enxofre.

Cada aminoácido contem um agrupamento amina (NH2) e um grupo carboxila (COOH), as ligações peptídicas ocorrem entre o agrupamento amina de um aminoácido e o grupo carboxila de outro, com a liberação de uma molécula de água.

O colágeno presente na pele, nos ossos, nas cartilagens e tendões confere resistência a estes tecidos.

Nos ossos, por exemplo, o cálcio é responsável pela rigidez enquanto que o colágeno confere resistência.

A queratina está presente na superfície da pele dos vertebrados terrestres, impermeabilizando-a, protegendo o organismo contra a desidratação ou a hiperidratação.

No interior das células musculares, são importantes duas proteínas contráteis:

A actina e a miosina, relacionadas, portanto, com a contração muscular, com os movimentos.

A hemoglobina, presente nos glóbulos vermelhos, é responsável pelo transporte dos gases da respiração, principalmente do oxigênio.

Um segundo grupo de proteínas são as chamadas enzimas.

Enzimas são as substâncias que, pela sua intervenção, possibilitam a ocorrência das diversas atividades químicas que caracterizam o metabolismo celular.

Por exemplo, a digestão, a respiração, os processos da fotossíntese, a síntese de hemoglobina ou melanina e todas as outras atividades químicas dos seres vivos só ocorrem pela presença de enzimas específicas, fazendo com que ocorram em velocidade compatível com a vida.

A ação das enzimas liga-se à forma das moléculas sobre as quais age.

Dizemos que a relação entre a enzima e as moléculas, cujas reações promove, denominadas substratos, é uma relação chave-fechadura.

Vamos lembrar esses casos: A falta de uma enzima catalisadora de

uma das etapas da síntese de melanina é a causa do albinismo;

A hemofilia acontece porque falta uma das enzimas necessárias às reações de coagulação do sangue;

O homem é incapaz de digerir a celulose, porque não produz a celulase, enzima imprescindível à hidrólise deste polissacarídeo vegetal.

Uma terceira função das proteínas no organismo é a ação de defesa contra organismos estranhos (antígenos), por meio de moléculas especiais e também específicas, os anticorpos.

Anticorpos são, portanto, proteínas especiais produzidas por células também especiais, com afinidade química por antígenos, moléculas presentes em organismos invasores do nosso organismo.

Funcionam também segundo o modelo chave-fechadura, pois para cada antígeno existe um anticorpo exato.

As vitaminas são proteínas especiais

As vitaminas são compostos orgânicos imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas, agindo muitas vezes como coenzimas ou como parte de enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à saúde humana.

São usualmente classificadas em dois grupos, com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos, distribuição nos fluídos corpóreos e sua capacidade de armazenamento nos tecidos.

As vitaminas ativam a oxidação dos alimentos, as reações metabólicas e facilitam a libertação e a utilização de energia.

Desta forma, permitem que o organismo possa aproveitar as substâncias plásticas e energéticas proporcionadas pela ingestão de alimentos: as proteínas, os açúcares, as féculas e as gordura

As vitaminas são classificadas geralmente com base em suas características fisiológicas e não pela sua composição química.

As vitaminas A, D, E, K, são chamadas de lipossolúveis, ou seja, são aquelas solúveis em lipídios e extraíveis por solventes orgânicos e as vitaminas do complexo B e C são denominadas hidrossolúveis.    

 Vitaminas lipossolúveis são as vitaminas solúveis em lipídios e não-solúveis em água. Para serem absorvidas é necessária a presença de lipídios, além de bílis e suco pancreático.

Após a absorção no intestino, elas são transportadas através do sistema linfático até aos tecidos onde serão armazenadas. As vitaminas lipossolúveis são a vitamina A, a vitamina D, a vitamina E e a vitamina K.

As vitaminas A e D são armazenadas principalmente no fígado e a E nos tecidos gordurosos e, em menor escala, nos órgãos reprodutores.

O organismo consegue armazenar pouca quantidade de vitamina K

Cada uma das vitaminas lipossolúveis: A, D, E e K, tem um papel fisiológico separado e distinto.  Na maior parte, são absorvidos com outros lipídios, e uma absorção eficiente requer a presença de bile e suco pancreático.

Vitaminas Hidrossolúveis São solúveis em compostos polares. As

vitaminas hidrossolúveis são a C e a família do complexo B.

As Vitaminas Hidrossolúveis são solúveis em água, são difíceis de armazenar porque o excesso é eliminado pela urina.

Essas substâncias são solúveis no plasma sanguíneo e por isso não necessitam de compostos carregadores

As principais vitaminas

Vitamina A: Retinol - Fundamental para a saúde dos olhos. Fortalece a membrana das células, prevenindo

infecções - Fontes: Espinafre, gema de ovo, óleo de fígado de peixe, leite, manteiga, cenoura, mamão e tomate.

Vitamina D: Calciferol - Absorção de fósforo e cálcio. Reduz

o risco de doenças renais - Fontes: Leite, atum, manteiga, óleo de fígado de peixe.

Vitamina E: Tocoferol - Alivia cãibras e distensões

musculares. Acelera a cura de lesões na pele. É antoxidante e previne abortos - Fontes: Germe

de trigo, soja, óleos vegetais, brócolis, ovos, leites e peixes.

Vitamina K: Naftoquinona - Ajuda a regular os mecanismos

da coagulação sanguínea. Também atua na prevenção de hemorragias. Fontes: Nabo, Iogurte, gema de ovo, brócolis, espinafre. É também sintetizada dentro do intestino por algumas bactérias.

Vitamina C: Ácido ascórbico - Ajuda a atenuar os efeitos da gripe e de algumas infecções. Acelera a cicatrização depois de cirurgias e é antioxidante - Fontes: Frutas cítricas, brócolis, espinafre, acerola e pimentão.

Vitamina B1: Tiamina - Oferece proteção aos nervos e músculos - Fontes: Pães, feijão, soja, ovos, fígado.

Vitamina B2: Riboflavina - É importante para a produção de energia no organismo. Protege os atletas das lesões e melhora o desempenho físico - Fontes: Leite, queijo, iogurte, vegetais verdes folhosos, frutas, pão, cereais e vísceras.

Vitamina B6: Piridoxina - Participa da multiplicação de todas as células e da produção de hemácias e das células do sistema imunológico. Influencia o sistema nervoso - Fontes: Carnes, grãos integrais e levedo.

Vitamina B3: Niacina - Em doses normais evita a pelagra, doença causada por desnutrição, que provoca fraqueza e dificuldade de engolir alimentos - Fontes: Fígado, carne magra, pão integral, peixe, feijão, couve e cereais.

Vitamina B12: Cianocobalamina - Evita a anemia e auxilia na formação e na coagulação do sangue. Acelera o crescimento - Fontes: Fígado, carne bovina e suína. é também sintetizada por bactérias no intestino.