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Aspectos Bioquímicos
da Água
Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento de Biologia
Prof. Macks Wendhell Gonçalves, Msc
A concentração de água
varia entre os organismos
- A concentração de água pode variar
ainda de acordo com os tecidos.
A água é a mais abundante das
substâncias presentes na célula
As moléculas de proteínas, lipídeos, e polissacarídeos variam de
uma célula para outra, mas todas as células possuem água.
A água e seus íons influenciam poderosamente em todos os
processos biológicos da célula.
Composição da molécula de água (H2O)
A molécula de água é morfológica e eletricamente assimétrica.
+ --
Geometria da molécula de água (H2O)
A geometria da molécula é ditada pela forma dos orbitais
eletrônicos mais externos do oxigênio formando uma geometria
que se aproxima de um tetraedro.
Elétrons não
compartilhados
104,5º
Quase um tetraedro perfeito que possui
um ângulo ligeiramente maior 109,5º
Composição da molécula de água (H2O)
Cada átomo de hidrogênio da molécula de água compartilha um par de
elétrons com o átomo central do oxigênio.
O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio. Devido a esse
compartilhamento desigual de elétrons forma-se dois dipolos O H
A carga parcial negativa do oxigênio é
igual em magnitude à soma da carga
parcial positiva dos dois hidrogênios da
molécula.
Como resultado forma-se
uma atração eletrostática
entre moléculas d’água
(Ligações de hidrogênio)
- No gelo, cada molécula de água forma
quatro ligações de hidrogênio, o máximo
possível para uma molécula de água,
criando uma estrutura de rede regular.
- Na água líquida em temperatura ambiente e
pressão atmosférica, cada molécula de água
faz uma média de 3,4 ligações.
- Essa rede cristalina regular faz o gelo ser
menos denso que a água líquida; portanto,
o gelo flutua na água líquida.
Ligações de hidrogênio no gelo
A água forma ligações de
hidrogênio com solutos polares
As biomoléculas polares dissolvem facilmente em água porque elas
podem substituir interações “água-água” por interações energeticamente
mais favoráveis entre a água e o soluto (água-soluto).
Ligações de hidrogênio podem se formar entre um átomo eletronegativo
(aceptor de hidrogênio, O ou N) e um átomo de hidrogênio ligado
covalentemente a outro átomo eletronegativo (doador de hidrogênio).
Ligações de hidrogênio
comuns em sistemas
biológicos
A água forma ligações de
hidrogênio com solutos polares
Biomoléculas polares não carregadas (açúcares) dissolvem rapidamente em água
devido ao efeito estabilizador das ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila
ou o oxigênio da carbonila do açúcar.
Alcoóis, aldeídos, cetonas e compostos contendo
ligações N H formam ligações de hidrogênio com
a água, e tendem a ser solúvel em água.
Orientação das ligações de hidrogênio
A atração entre as cargas elétricas parciais é
máxima (forte) quando os três átomos envolvidos
na ligação (nesse caso, O, H e O) estão dispostos
em linha reta. Isto é, quando o átomo aceptor está
alinhado com a ligação covalente entre o átomo
doador e o hidrogênio
Quando as partes ligadas por hidrogênio estão
estruturalmente restritas (p. ex., quando constituem
parte de uma molécula de proteína isolada), a
geometria ideal talvez não seja possível e a ligação de
hidrogênio resultante é mais fraca.
Água como solvente
A rede cristalina do NaCl é desfeita quando as moléculas de água se
aglomeram ao redor dos íons Cl– e Na+. As cargas iônicas são
parcialmente neutralizadas, e as atrações eletrostáticas necessárias para a
formação da rede são enfraquecidas.
Funções biológicas da água
Hidrólise: - Quebra de biomoléculas (polares) pela água (Interação água-soluto)
Regulação da temperatura dos organismos- Alto calor específico
Osmose:- Regulação da homeostase
Tensão superficial:- Coesão (interações água-água)
- Adesão (interação da água com moléculas de outra natureza)
Tensão superficial da água
Na superfície da água, em contado com o ar se forma uma película de
moléculas de água unidas por ligações de hidrogênio.
- Por isso alguns animais tem capacidade de andar na superfície da água.
Peregrinos d’água
Lagarto jesus
Lagartixa pigmeuAranha pescadora
A concentração de água
varia entre os organismos
Células procarióticas não possuem envoltório nuclear nem
citoesqueleto;
