Disciplina: BIOLOGIA

Educadora: LUCIANA

A COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS

BIOLOGIA MOLECULAR

A química da vida é baseada essencialmente em compostos de carbono, cujo estudo é conhecido como Química Orgânica.

A química da vida depende de reações químicas que ocorrem dentro das células, em soluções aquosas e num intervalo relativamente estreito de temperatura.

Composição Química da CélulaInorgânicos• Água• Sais Minerais

Orgânicos• Carboidratos• Lipídios• Proteínas• Ácidos Nucléicos• Vitaminas

Elementos Químicos essenciais a vida

Toda a matéria que constitui a Terra e os organismos vivos são encontrados na natureza.

A maioria desses elementos não se encontram em nosso organismo.

Apenas 25 são essenciais para a nossa vida.

Os macroelementos são aqueles cuja necessidade diária é superior a 100 mg, ocorrem em quantidades relativamente altas em um ou mais tecidos e são requeridos nas dietas em concentrações de 0,05 a 0,5%. Os principais macroelementos são:

- Fósforo;- Potássio;- Sódio;- Enxofre;- Cálcio;- Cloro.

Os microelementos, chamados de elementos-traço, também precisam ser ingeridos, pois são importantes, apesar da necessidade diária ser inferior a 100 mg. Dentre eles encontramos:

• Ferro;• Flúor;• Iodo;• Cobre;• Zinco;• Manganês, dentre outros.

Os seres vivos são constituídos de compostos orgânicos einorgânicos.

Os seres não vivos apresentam apenas 1 ou 2 compostosinorgânicos em sua formação.

Inorgânicas e Orgânicas

SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS: são estruturas simples e com poucos átomos.

Ex: H2O e sais minerais.

Substâncias Inorgânicas

SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS: apresentam sempre o carbono em sua composição.

Ex:Carboidratos, Proteínas, Lipídios,Vitaminas, Ácidos nucléicos.

Substâncias Orgânicas

Água

Cerca de três quartos da superfície terrestre são cobertos por água.

Ela também representa cerca de 75% das substâncias que compõem o corpo dos seres vivos.

A perda de 20% de água corpórea (desidratação) pode levar à morte, e uma perda de apenas 10% já causa problemas graves.

104,5

• Solvente universal

Propriedades da Água

As substâncias que se dissolvem na água são chamadas HIDROFÍLICAS (philos = amigo), e as que não se dissolvem são chamadas HIDROFÓBICAS (phóbos = medo, aversão).

As substâncias hidrofóbicas são apolares (suas moléculas não possuem uma região positiva e outra negativa), e, por isso, não se dissolvem na água, como, por exemplo, o óleo.

• Meio de transporte de moléculas• Ação lubrificante• Reações nos organismos

Propriedades da Água

Tensão Superficial

Cada uma das pontes de hidrogênio pode se desfazer, mas, enquanto uma se desfaz, outra se forma, de modo que as moléculas de água ficam fortemente unidas. Esta forte atração entre as moléculas de água é denominada coesão.

A coesão entre as moléculas da água no estado líquido é responsável por sua alta tensão superficial, que permite, por exemplo, que alguns animais sejam capazes de pousar na superfície da água.

Na adesão, as moléculas de água tendem a se unir a outras moléculas polares, como, por exemplo, quando mergulhamos uma roupa na água

A roupa fica toda molhada porque as moléculas de água ficam aderidas às moléculas do tecido, que são principalmente polares.

Capilaridade

Ocorre devido à adesão e coesão (Capillu = cabelo). A capilaridade ocorre com líquidos, que aderem à

superfície interna dos capilares e tendem a subir. Assim, as primeiras moléculas puxam as demais, que estão firmemente unidas por coesão.

Graças à capilaridade as plantas conseguem transportar até as folhas a água que retiram do solo.

Controle de temperatura

•Calor específico

• É a quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a temperatura de 1g de uma substância.

• Quanto maior for a quantidade de calor necessária, maior será o calor específico dessa substância.

• Graças a seu alto calor específico, a água apresenta temperatura constante por mais tempo, funcionando como reguladora de temperatura.

•Calor de vaporização •Calor de fusão

Matéria prima para a realização da fotossíntese

Sais Minerais Aparecem de 3 maneiras diferentes nos organismos:

dissolvido na forma de íons na água do corpo; formando cristais, como o carbonato de cálcio encontrado no esqueleto; combinados com moléculas orgânicas, como o ferro na molécula de hemoglobina (que ajuda a levar o oxigênio para as células).

Nos seres vivos, os sais possuem várias funções, como, por exemplo: formam o esqueleto de muitos animais, atuam no transporte de oxigênio, na fotossíntese, no equilíbrio de água no corpo, na transmissão do impulso nervoso.

Sais Minerais Embora encontrados em pequena quantidade nos organismos,

os sais têm papéis importantes. São encontrados em duas formas:

Como componentes de estruturas esqueléticas: o cálcio se encontra em carapaças, esqueletos, na casca dos ovos, etc. O silício está nas espículas de algumas esponjas e na carapaça de algas diatomáceas.

Dissolvidos na água: como o meio intracelular é rico em água, os sais não estão na forma de cristais, mas como íons, partículas dotadas de carga elétrica. Esses íons têm papéis genéricos e papéis mais específicos.

Macronutrientes

Elementos Fontes principais Funções principais

Cálcio Leite, ovos, verduras, cereais integrais.Fortalecer ossos e dentes; atuar na coagulação do sangue e na

contração muscular.

Cloreto (íon Cl-) Carne, sal de cozinha.Atuar na digestão (componente do HCl do suco gástrico) e na

condução nervosa.

Magnésio Verduras, Carnes, Cereais integrais, leite, legumes.Auxiliar do trabalho de muitas

enzimas.

Fósforo Ovos, carnes, cereais integrais.

Constituintes dos ácidos nucléicos e do ATP, constituinte dos ossos, juntamente com o

cálcio.

Potássio Carnes, cereais integrais, frutas, ovos e verduras.Participar da condução nervosa

e da contração muscular.

Sódio Sal de cozinha, ovos, carnes, verduras.Participar da condução nervosa

e da contração muscular.

Enxofre Ovos, carnes e legumes.Participar de importantes aminoácidos; atuar como

coenzima.

Micronutrientes

Elementos Fontes principais Funções principais

Cromo Carnes, cereais integrais, levedura de cerveja. Atuar no metabolismo da glicose.

Cobalto Carnes.Essencial para a síntese da

Vitamina B12 e para a formação de glóbulos vermelhos.

Cobre Fígado, peixes, cereais integrais, carnes em geral.Produção de hemoglobina,

ativador de muitas enzimas.

Iodeto (Íon I) Peixes, mariscos.Componente dos hormônios

tireoidianos.

Fluoreto (Íon F) Água de abastecimento.Fortalecer os dentes e prevenir as

cáries.

Manganês Vísceras, cereais integrais, legumes, café, chás. Ativador de muitas enzimas.

Molibdênio Vísceras, verduras, cereais integrais, legumes.Essencial para o funcionamento de

algumas enzimas.

Selênio Carnes, frutos do mar, ovos, cereais integrais.Participar do metabolismo de

gorduras.

Ferro Fígado, carnes, verduras, ovos, cereais integrais. Constituintes da hemoglobina.

Zinco Fígado, peixes, mariscos.Participar do metabolismo da

insulina.

Anemia

Cretinismo

Substâncias Orgânicas

Substâncias orgânicas são produzidas somente por seres vivos. São elas proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos e vitaminas.

Carboidratos

Hidratos de carbono, glicídios ou açúcares

São estoques de energia para uso imediato no metabolismo celular.

A formação de carboidratos ocorre na natureza através do processo de fotossíntese.

Função energética e estrutural

Classificação dos carboidratos

São divididos em

Monossacarídeos

Oligossacarídeos

Dissacarídeos

Polissacarídeos

Monossacarídeos

Fórmula Molecular: CNH2NON

São compostos que não podem ser hidrolisados em compostos mais simples.

São os blocos construtivos dos polissacarídeos

Contêm de três a seis átomos de carbono

Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose

Glicose : é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.

Pentose

Ribose Desoxirribose

Papel Biológico Papel Biológico

Matéria-prima para a fabricação do ácido nucléicoRNA. Fórmula

molecular: C5H10O5

Matéria-prima para a fabricação do ácido nucléicoDNA. Fórmula molecular: C5H10O4

Hexose

Glicose Frutose Galactose

Papel Biológico Papel Biológico Papel Biológico

Principal fornecedor de energiapara o trabalho celular. É abase para a formação damaioria dos carboidratos maiscomplexos. Produzida nafotossíntese pelos vegetais.Encontrada no sangue, no mele nos tecidos dos vegetais.Fórmula molecular: C6H12O6

Também fornece energia paraa célula. Encontradaprincipalmente em frutosdoces e também no esperma

humano.Fórmula molecular: C6H12O6

Papel energético. Encontrada no leite, como componente do dissacarídeo lactose.Fórmula molecular: C6H12O6

Oligossacarídeos

São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos

Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce

Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.

Principais Monossacarídeos

Polissacarídeos

• Formados por várias moléculas de monossacarídeos.• Os quatro polissacarídeos mais importantes:

•Amido e glicogênio (energéticos)•Celulose e quitina ( estrutural)

Amido

Celulose

Digestão da Celulose

Glicogênio

Quitina

Lipídeos

• Formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.• União de ácido graxo e álcool (glicerol)• Exemplos: gorduras, ceras e óleos• Insolúveis na água (hidrofóbicos).• Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.

Funções

•Reserva de energia•Estrutural•Isolantes térmicos•Impermeabilizante•Endócrina

Classificação

•Lipídios simples•Lipídios compostos•Esteróides

Lipídios simples

• Glicerídeos•Gorduras(animal/saturado)•Óleos (vegetal/insaturada)

• Cerídeos

Lipídios compostos

• Glicolipídeos• Fosfolipídeos

Esteróides

• Hormônios sexuais•Testosterona•Estrógenos

•Colesterol

Anabolizantes

Aterosclerose

Proteínas

• Função•Estrutural•Contrátil•Transporte•defesa

•Proteínas não derretem quando aquecidas mas decompõem e chamuscam com a formação de gases que possuem um odor característico (de pena queimada).

•Soluções de proteínas são coloidais. Quando soluções de proteínas são aquecidas, as proteínas dissolvidas tornam-se insolúveis e coagulam. Diz-se que estão desnaturadas.

•Todas as proteínas dão origem a aminoácidos quando hidrolisadas.•Todos estes aminoácidos têm um grupo amino preso ao átomo de carbono próximo ao grupo carboxil.

•Algumas proteínas rendem apenas aminoácidos quando hidrolizadas (proteínas simples ou holoproteínas) Outras produzem aminoácidos mais outros tipos de moléculas (são as proteínas conjugadas).•Proteínas estão compostas de aminoácidos unidos por um tipo de ligação chamada "ligação peptídica“

20 aminoácidos combinados fazem o corpo

humano funcionar

Fonte: EducarBrasil

- Aminoácidos são a fonte da formação das proteínas.

- São pequenas moléculas que, unidas, ajudam amanter a estrutura do nosso corpo e também atuamna construção e no bom funcionamento de nossosórgãos.

- São de 20 tipos, sendo que oito aminoácidos ocorpo não fabrica. Estes são chamados de essenciaisporque de, qualquer forma, o corpo precisa delespara se sustentar. Assim, são consumidos através dealimentos.

AMINOÁCIDOS

Fonte: EducarBrasil

- Existem trilhões de possibilidades de combinaçãopara a formação de uma proteína.

- Os aminoácidos configuram cerca de 20% do pesodo nosso corpo, já em forma de proteína.

- Os recém-nascidos, que ainda não possuem umadieta alimentar normal, tiram do leite materno todosos aminoácidos essenciais de que necessitam para seucrescimento e desenvolvimento.

AMINOÁCIDOS

Fonte: EducarBrasil

AMINOÁCIDOS NATURAIS: São produzidos pelo

próprio organismo – Glicina, alanina, serina, cisteína,

tirosina, arginina, ácido aspártico, ácido glutâmico,

histidina, asparagina, glutamina e prolina.

AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS: São obtidos apenas

através da alimentação – Fenilalanina, valina,

triptofano, treonina, lisina, leucina, isoleucina e

metionina.

TIPOS DE AMINOÁCIDOS

Fonte: EducarBrasil

Fonte: EducarBrasil

Lisina. Além de trabalhar na restauração de tecidos,ela também atua na produção de hormônios eanticorpos.

LISINA

Fonte: EducarBrasil

Do ponto de vista químico, a alanina é o aminoácidomais simples de todos.

ALANINA

Fonte: EducarBrasil

Triptofano, um aminoácido que ajuda na formação doneurotransmissor serotonina.

TRIPTOFANO

Fonte: EducarBrasil

METIONINA

Metionina, cuja ausência pode fazer com que a urinanão seja processada pelo organismo, causandoinchaço no indivíduo.

Fonte: EducarBrasil

FENILALANINA

Fenilalanina, que funciona como aminoácido curinga. Outros aminoácidos se formam a partir dele.

Fonte: EducarBrasil

O Ácido Glutâmico é importante, no metabolismo,para os processos de neurotransmissão.

ÁCIDO GLUTÂMICO

Fonte: EducarBrasil

A glutamina é o aminoácido livre mais abundante notecido muscular.

GLUTAMINA

Fonte: EducarBrasil

O primeiro aminoácido conhecido foi a Asparagina,extraído do aspargo, ainda em 1806, na França. Em

seguida, vieram os outros 19 aminoácidos restantes,que conhecemos hoje em dia.

ASPARAGINA

Fonte: EducarBrasil

Uma das composições mais simples é a Glicina, poissó tem uma ligação com uma molécula de hidrogênio.

GLICINA

Fonte: EducarBrasil

Presentes na formação e na regulação de enzimas(substâncias de origem proteica), os aminoácidosSerina e Alanina são produzidos pelo corpo, maspodem ser consumidos a partir de compostosfarmacêuticos sob orientação de especialistas.

SERINA

Fonte: EducarBrasil

Aminoácidos também atuam em regulagens importantesdo nosso corpo, como é o caso da Tirosina, que entra nacomposição dos hormônios Triiodotironina e Tiroxina,produzidos na tireoide, os quais controlam a velocidadede crescimento do corpo.

TIROSINA

Fonte: EducarBrasil

Ligado também ao crescimento está o aminoácidoArginina, que age no sistema imunológico e no aumentodas doses naturais de hormônio do crescimento.

ARGININA

Fonte: EducarBrasil

Funcionando principalmente como fator energético docorpo, um aminoácido se destaca: o Ácido Aspártico. Elefornece energia para o corpo, com uma diferença, éuma fonte de energia de rápida atuação.

ÁCIDO ASPÁRTICO

Fonte: EducarBrasil

Encontrada na hemoglobina, a Histidina corresponde a3% dos aminoácidos no organismo.

HISTIDINA

Fonte: EducarBrasil

Também encontrada no leite materno, a Cisteína foidescoberta no isolamento em cálculos renais.

CISTEÍNA

Fonte: EducarBrasil

Prolina, principal componente do colágeno, éimportante formador dos tecidos em geral.

PROLINA

Fonte: EducarBrasil

ISOLEUCINA

Aminoácido de caráter apolar ou hidrofóbico,encontrado no interior de proteínas e enzimas. Essahidrofobia permite a formação de ligações fracascom outros aminoácidos que ajudam a ditar asestruturas terciária e quaternária dasmacromoléculas (proteínas).

Fonte: EducarBrasil

TREONINA

Aminoácido que contém álcool em sua estrutura.Desempenha um papel importante, junto com aGlicina e a Serina.

Fonte: EducarBrasil

LEUCINA

A Leucina empata com a Glicina na posição desegundo aminoácido mais comum em proteínas eenzimas. A Leucina representa cerca de 8% dosaminoácidos das proteínas do nosso organismo.

Fonte: EducarBrasil

VALINA

Aminoácido apolar como a Leucina e a Isoleucina,com os quais se assemelha tanto em estrutura comoem função. Esses aminoácidos são extremamentehidrofóbicos e são quase sempre encontrados nointerior de proteínas.

Fonte: EducarBrasil

ANALISANDO O RÓTULO DE UM ALIMENTO

Fonte: EducarBrasil

ANTICORPOS

VACINAS

FATORES QUE INFLUENCIAM AS ENZIMAS

• Estabilizam com o tempo•Temperatura alta e baixa•pH

Vitaminas Principais Fontes Doenças de Carência

A (Retinol ou Axeroftol)

Vegetais verdes e amarelos; óleo de fígado de peixes; gema de ovo; leite.

Hemeralopia (cegueira noturna), xeroftalmia (cegueira total por ressecamento da córnea), pele seca e escamosa, diminuição da

resistência a infecções.

D (Calciferol)Óleo de fígado de peixes; gema de ovo;

produzida na pele pela ação de raios solares.Raquitismo (encurvamento de

ossos por deficiência de cálcio).

E (Alfatocoferol)Vegetais verdes; óleos vegetais; cereais; fígado

bovino.Anemia (diminuição de glóbulos

vermelhos no sangue)

K (Naftoquinona)Vegetais verdes; produzida por bactérias no

intestino.

Enfraquecimento do processo de coagulação sanguínea, levando à

hemorragia.

B¹ (Tiamina) Cereais; legumes; nozes, fígado bovino.Beribéri (fraqueza e inflamação

dos nervos)

B² (Riboflavina) Leite; hortaliças; ovo; queijo.Rachamento da pele; deficiência

visual.

B³ (Niacina ou nicotinamida)

Carne; cereais; peixes; levedura.Pelagra (diarréia e lesões

cutâneas)

B6 (Piridoxina) Cereais; gema de ovo; fígado bovino.

Anemia; convulsões (contrações musculares agitadas e

desordenadas independentes da vontade).

B¹² (Cianocobalamina)Fígado bovino; ovos; leite; carnes; peixes;

ostras.Anemia; lesões do sistema

nervoso.

C (Ácido ascórbico)Frutos cítricos e outros (tomate, acerola, camu-

camu); batata; hortaliças.

Escorbuto (hemorragias internas e edemas articulares); gengivite;

hemorragias nasais.

BiotinaFígado bovino; leite; cereais; levedura;

produzidas por bactérias intestinais.Fadiga; depressão; náuseas;

lesões cutâneas.

Ácido fólicoHortaliças; germe de trigo; frutos; levedura;

fígado bovino.Anemia

Ácido pantotênico Carne; cereais; ovos; legumes; levedura; nozes.Lesões dos sistemas nervoso e

digestivo.