COMPOSTO ESSENCIAL À VIDA: A MAIOR PARTE DA MASSA DOS SERES VIVOS É ÁGUA.

No corpo humano a água é responsável por mais de 70% do peso corporal. Essa porcentagem é variável entre os tecidos: de

20%, para o tecido ósseo, até 85% para os neurônios.

Fatores que contribuem para a variação da porcentagem de água nos seres vivos:

IDADE - indivíduos jovens possuem maior quantidade de água nos tecidos, do que os indivíduos idosos.

ATIVIDADE METABÓLICA - quanto mais ativo é o tecido, mais água ele requer na sua composição.

ESPÉCIE - certas espécies apresentam mais água na constituição de seus corpos, do que outras.

Fonte: Revista Super Interessante

Água-viva e cogumelos: dois exemplos de organismos que apresentam grande porcentagem de água. A água-viva chega a ter

98% de água na composição do seu corpo.

Três estágios do desenvolvimento humano (feto, idoso e criança). Que seqüência deveríamos adotar para estabeler uma

concentração decrescente na quantidade de água no corpo?

Estrutura molecular da água: dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio (H2O).

OXIGÊNIO

HIDROGÊNIO

As moléculas da água são POLARIZADAS:

São dotadas de uma fraca carga positiva (+) de um lado e uma fraca carga negativa (-) do outro.

+ +

( )

( + )

Os hidrogênios de uma moléculasão atraídos pelo oxigênio damolécula vizinha. Essa ligação

química é chamada

PONTE DE HIDROGÊNIO.

As pontes de hidrogênio, que decorrem da polaridade das

moléculas de água, são importantes porque explicam muitas das

propriedades apresentadas pela água.

H

O

+

-

A tensão superficial é resultado da coesão entre as moléculas da água, unidas pelas

pontes de hidrogênio. É possível que certos insetos caminhem sobre uma

“película” de água sem que suas patas afundem.

A polaridade das moléculas possibilita sua união com outras substâncias polarizadas,

propriedade conhecida como adesão, responsável pela capilaridade.

INSETO APOIADO SOBRE ÁGUA

As patas do inseto não conseguem romper a película formada sobre a superfície da água em razão da “tensão superficial”

A polaridade das moléculas de água facilita o seu papel como solvente universal, capaz

de dissolver sais, gases e compostos orgânicos como proteínas e carboidratos.

Essa grande capacidade de dissolução é importante para o metabolismo porque

substâncias dissolvidas reagem com mais facilidade, aumentando a eficiência da

atividade celular.

A água é um excelente regulador de temperatura ajudando a evitar variações bruscas da temperatura dos organismos. Não é à-toa que os seres vivos possuem

grandes quantidades de água na constituição de seus corpos e transpiram,

para estabilizar a temperatura, quando esta aumenta no ambiente. As duas

propriedades citadas acima, determinam essas qualidades à água.

A água participa de importantes reações metabólicas. Como exemplo podemos citar

a fotossíntese onde a água atua como fornecedora de hidrogênio para a síntese

da glicose. O oxigênio, que sobra da água, é eliminado para o meio. Outro exemplo,

são as reações de hidrólise quando a água é gasta para quebrar grandes moléculas orgânicas, em moléculas mais simples.

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

A água reage com ogás carbônico, na

fotossíntese

1

H

H

H H

H

H

H

H

NN CC C C

OO

O

LIGAÇÃO PEPTÍDICA

Para separar os dois aminoácidos (AA) que se encontram ligados pela ligação peptídica, o organismo vai gastar água.

Essa reação é conhecida como reação de hidrólise. É mais um exemplo da água

participando como reagente em uma reação.

2

AAAA

Compostos InorgânicosCompostos Inorgânicos

Entra na constituição de ossos e dentes. Participa da formação da molécula de ATP (trifosfato de adenosina), responsável pela transferência de energia na célula, e da molécula dos ácidos nucléicos (DNA e RNA).

Carnes, aves, peixes, ovos, laticínios, feijões, ervilhas (cereais).

Entra na formação de ossos e dentes. Atua na contração das fibras musculares e participa dos processos de coagulação do sangue.

Leite, laticínios e hortaliças de folhas verdes (espinafre, brócoli, etc.).

Entra na constituição molecular da hemoglobina, que ajuda no transporte de oxigênio às células (respiração celular). Componente da mioglobina e enzimas respiratórias.

Fígado, carnes, gema de ovo, legumes, hortaliças de folhas verdes.

Os sais de iodo tem papel relevante na ativação da glândula tireóide. A falta desse mineral na alimentação ocasiona o hipotireoidismo. Os hormônios da tireóide estimulam o metabolismo.

Peixes, frutos do mar e sal de cozinha iodado.

Os íons Na+ têm ativa participação na transmissão dos impulsos nervosos. Contribui para a densidade dos materiais intracelulares determinando a osmolaridade da célula.

Sal de cozinha e sal natural dos alimentos.

Atua, juntamente com o sódio, no equilíbrio dos líquidos do corpo. Tem influência na contração muscular e na condução dos impulsos nervosos.

Leite, carnes, frutas, feijão, verduras e cereais.

Atua, junto com outros íons salinos, no equilíbrio de líquidos nas células. É o principal íon negativo no líquido extracelular. Forma do ácido clorídrico do suco gástrico.

No sal de cozinha, combinado ao sódio.

Compostos Orgânicos

Compostos Orgânicos

Alguns carboidratos desempenham função estrutural como é o caso da celulose e da quitina respectivamente, componentes da

parede celular dos vegetais e dos fungos.

A celulose, por fazer parte da parede da célula vegetal, é o carboidrato mais abundante

no mundo vivo. Exerce, de forma direta ou indireta, grande importância na alimentação

dos seres vivos.

A membrana celulósica, da célula vegetal, é

constituída do carboidrato celulose, um polissacarídeo, sintetizado a partir da glicose.

Figura: Biologia Hoje - Vol. 1 - Editora Ática

São os carboidratos mais simples, cuja molécula não se desdobra por hidrólise. A partir da ligação química entre

monossacarídeos a célula sintetiza carboidratos mais complexos como os dissacarídeos e polissacarídeos.

Os monossacarídeos têm fórmula geral Cn(H2O)n onde n é um número que varia de 3 a 7. Os mais importantes são

as pentoses (C5H10O5) e hexoses (C6H12O6). As pentoses de destaque são RIBOSE e DESOXIRRIBOSE, componentes dos ácidos nucléicos. As hexoses mais importantes são glicose, frutose e galactose, fornecedoras de energia às células e unidades formadoras de outros carboidratos.

Um dissacarídeo é formado por duas moléculas de monossacarídeos ou seja, a hidrólise enzimática de um dissacarídeo produz, como resíduo, duas moléculas de

monossacarídeos.

Os dissacarídeos têm função energética e os mais importantes são a lactose, açúcar do leite, a sacarose que é o açúcar-da-cana, empregado como adoçante e a

maltose que participa da formação do amido.

A hidrólise enzimática é uma importante reação metabólica que ocorre no interior das células e do tubo digestivo. Permite desdobrar moléculas orgânicas complexas em moléculas mais simples para que

possam ser utilizadas pelas células.

A hidrólise de um polissacarídeo produz centenas ou milhares de moléculas de monossacarídeos. São

polímeros de monossacarídeos. Desempenham funções de reserva energética e estrutural.

RESERVA ENERGÉTICA: papel do amido e do glicogênio. O amido é a principal reserva energética dos

vegetais e o glicogênio, é reserva energética dos animais (armazenado principalmente no fígado e nos

músculos).

FUNÇÃO ESTRUTURAL: papel da celulose e da quitina. Entram na constituição da parede celular das células

dos vegetais e dos fungos, respectivamente.

Compostos Orgânicos

Compostos Orgânicos

Figura: Biologia Hoje - Vol. 1 - Editora Ática

PROTEÍNA

DUPLA CAMADA DE FOSFOLIPÍDEOS

CARBOIDRATO

RESERVA DE ENERGIA

ESTRUTURAL

ISOLANTE TÉRMICO

IMPERMEABILIZANTE

HORMONAL

PIGMENTOS

Os lipídeos são solúveis em solventes orgânicos.

Exemplos: óleo e gordura. São formados por um álcool de cadeia pequena, o glicerol, ligado a moléculas de ácidos graxos (ex.: oléico, palmítico).

Muitos animais acumulam gordura (tecido adiposo) sob a pele atuando como reserva de energia ou isolante térmico. Certas plantas têm as sementes ricas em óleo, uma forma de garantir energia ao embrião.

Altamente insolúveis em água, impermeabilizam superfícies vegetais, evitando a evaporação da água contida em frutos, folhas, etc. Empregadas pelas abelhas como elemento construtor das colméias.

Exemplo: colesterol. Esse lipídeo é um importante precursor de hormônios sexuais nos vertebrados como o estrógeno, a progesterona e a testosterona.

O colesterol, exceto em plantas e bactérias, também participa da constituição da membrana plasmática.

Pigmentos insolúveis em água, de cor amarela ou vermelha, encontrados nas células dos vegetais, participando como elementos acessórios do processo fotossintético.

Nos animais o caroteno (amarelo) atua como precursor da vitamina A, matéria prima para construção do retinol, pigmento fotossensível (evita a cegueira noturna).

Os fosfolipídeos são glicerídeos associados a grupos fosfatos. Esse grupo torna esses lipídeos mais complexos, dotados de uma região com carga elétrica, a região HIDRÓFILA ( que tem afinidade com a

água). A região do lipídeo que continua apolar é chamada HIDRÓFOBA (que repele ou sem afinidade com a água).

Região polar

Região apolar

A organização dos fosfolípides no meio aquoso

da célula possibilita a formação das membranas

celulares (dupla camada de fosfolipídeos: 1 e 2).

Polar = HIDRÓFILA

Apolar = HIDRÓFOBA

1

2

Compostos Orgânicos

Compostos Orgânicos

PROTEÍNAS SÃO COMPOSTOS ORGÂNICOS FORMADOS PELO ENCADEAMENTO DE

AMINOÁCIDOS, LIGADOS UNS AOS OUTROS ATRAVÉS DE LIGAÇÕES PEPTÍDICAS.

ESTRUTURAL (participar da constituição da membrana plasmática)

MOVIMENTO (atuar na contração e distensão das fibras musculares, como actina e miosina)

ENZIMÁTICA (atuar como catalisador biológico nas reações químicas metabólicas, como a amilase, presente na saliva)

HORMONAL (atuar como regulador de funções celulares)

TOXINAS (atuar como veneno ou substância irritante, para defesa de um organismo)

TRANSPORTE (atuar como elemento transportador de gases no sangue)

RESERVA DE ENERGIA E FONTE DE AMINOÁCIDOS (a clara do ovo e o leite possuem proteínas para servir aos embriões e lactentes, respectivamente)

DEFESA (atuar como anticorpos)

As proteínas são sintetizadas em organelas denominadas RIBOSSOMOS.

SÃO MOLÉCULAS QUE

CORRESPONDEM ÀS UNIDADES FORMADORAS

DAS PROTEÍNASH

H

R

H

N CC

O

OH

Fórmula geral de um aminoácido:

H

H

R

H

N CC

O

OH

H

NH

HC

O

O

R

Grupo NH2 AMINA

Grupo COOH ÁCIDO

Amina + Ácido = AMINOÁCIDO

Formado por um grupo de átomos que varia de

aminoácido para aminoácido, num total

de 20 grupos diferentes.

R Radical químico

EXISTEM 20 TIPOS DIFERENTES DE AMINOÁCIDOS QUE ENTRAM NA FORMAÇÃO DE TODAS AS PROTEINAS CONHECIDAS, DE

QUALQUER SER VIVO.

H

H RH

N CC

O

OH

O que é comum para qualquer molécula de

aminoácido.

O que faz um aminoácido ser

diferente de outro.

As proteínas são macromoléculas, de alto peso molecular, formadas pelo encadeamento de aminoácidos unidos através das LIGAÇÕES

PEPTÍDICAS (1).

H

H

R1

H

N CC

O

OH H

H

R2

H

N CC

O

OH+

H

H

R1

H

N CC

O

O

H H

H

R2

H

N CC

O

O

H + H2O

(1)

A ligação peptídica ocorre entre o grupo CARBOXILA de um aminoácido (R1) e o grupo AMINA de outro (R2).

ENZIMAS

O que possibilita os seres vivos produzirem milhares de proteínas diferentes se elas são feitas sempre dos mesmos 20 tipos de aminoácidos?

O que possibilita a existência de milhares de palavras diferentes, na língua portuguesa, se elas são formadas pelas mesmas letras?

EXEMPLO:

1- LAVES

2- SELVA

3- VALES

4- ALVES

Observe que, no exemplo ao lado, foram escritas quatro palavras, com sentidos diferentes, mantendo-se o número e os tipos de letras. Só mudou a ordem. Alterando a ordem, o número e o tipo de letra podemos formar milhares de palavras diferentes. O princípio empregado pelos seres vivos para construção das proteínas é o mesmo: modificam a ORDEM, O NÚMERO E O TIPO dos aminoácidos participantes da molécula. Assim é possível a síntese de milhões de proteínas diferentes.

Como a célula “sabe” quais os tipos, qual a ordem e

quantos aminoácidos deverá usar para a síntese de uma proteína, necessária ao metabolismo?

Essas informações estão registradas no material genético das células.

Cada proteína é sintetizada a partir das informações contidas em um determinado GENE portanto, cada

gene é responsável pela produção de um tipo de proteína.

Ácido aspártico

Ácido glutâmico

Alanina

Arginina

Asparagina

Cisteína

Glicina

Glutamina

Prolina

Serina

Tirosina

Aminoácidos que o organismo consegue sintetizar no interior das células a partir de substâncias precursoras.

Fenilalanina

Histidina

Isoleucina

Leucina

Lisina

Metionina

Treonina

Triptofano

Valina

Aminoácidos que o organismo não consegue sintetizar. Necessitam estar presentes na alimentação.

OBS: essa lista é variável entre os animais. O que é essencial ou não para uma espécie, pode não ser para outra. Os vegetais conseguem sintetizar todos os vinte tipos de aminoácidos.

Compostos

Orgânicos

Compostos

Orgânicos

Existem basicamente dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucléico ou DNA e o ácido

ribonucléico ou RNA. O DNA é o principal constituinte dos cromossomos e é nele que estão os

GENES, responsáveis por todas as características dos indivíduos. O RNA é formado no núcleo da célula, mas

logo passa para o citoplasma, onde participará das reações de TRADUÇÃO (reações químicas que

possibilitam a síntese das proteínas).

O DNA e o RNA são formados por várias unidades moleculares que recebem o nome de NUCLEOTÍDEOS.

Por isso, esses ácidos nucléicos são chamados de polinucleotídeos.

VEJA NO PRÓXIMO “SLIDE” COMO É UM NUCLEOTÍDEO

AF

BNPE

Representação esquemática de um nucleotídeo.

AF ácido fosfórico

PE pentose (açúcar)

BN base nitrogenada

a - uma molécula de ácido fosfórico;

b - uma molécula de pentose, que no DNA é a desoxirribose e no RNA é a ribose;

c - uma molécula de base nitrogenada, que pode variar de nucleotídeo para nucleotídeo.

Cada nucleotídeo é formado por três

substâncias:

Bases púricas: ADENINA e GUANINA

Bases pirimídicas: CITOSINA, TIMINA E URACILA

Bases pirimídicas

Bases púricas

Pentose

Bases púricas

Pentose

DNA RNAAdenina (A) e Guanina (G)

Adenina (A) e Guanina (G)

Citosina (C) e Timina (T)

Citosina (C) e Uracila (U)

Desoxirribose Ribose

Bases pirimídicas

Número de cadeias UmaDuas

ATENÇÃO: nos nucleotídeos do DNA só entram as bases A, G, C e T. Não existe uracila no DNA.

Nos nucleotídeos do RNA só entram as bases A, G, C e U. Não existe timina no RNA.

A molécula de DNA é formada por dupla cadeia de nucleotídeos, dispostas em

dupla-hélice. As duas cadeias são ligadas através das bases nitrogenadas, por

Pontes de Hidrogênio.

A ligação entre as bases é altamente específica: a Adenina se une com a

Timina; a Guanina com a Citosina.

A - T C - G

(em imagem digitalizada por computador)

A figura mostra o duplo encadeamento helicoidal da

molécula do DNA com as duas cadeias ligadas através das

bases nitrogenadas pelas pontes de hidrogênio.

A

A

A

A

A

A

G

G

C

C

T

T

T

T

T

T

T

T

C

C

G

G

A

A

A

Estamos representando a dupla cadeia da molécula do DNA por uma “escada” (cada

metade da escada, representa uma cadeia).

Representa a Ponte de Hidrogênio entre os pares de bases específicos.

Representa um nucleotídeo com a base adenina.

A seqüência das bases nitrogenadas (A-G-A-T, etc. corresponde à

informação genética.

Em qualquer molécula de DNA a relação A/T (ou T/A, tanto faz) e G/C será sempre igual a 1 (um). Obs: o traço entre as letras significa divisão.

A molécula de RNA é formada por, apenas, uma cadeia de nucleotídeos. É um filamentos simples, não forma

uma dupla-hélice.

Lembre-se:

Pentose (ribose)

Bases nitrogenadas (A, G, C e U)

Ácido fosfórico

RNAm - RNA mensageiro responsável pela transferência das informações genéticas do DNA para os ribossomos.

RNAr - RNA ribossômico responsável, junto com moléculas de proteínas, pela formação do ribossomo.

RNAt - RNA transportador responsável pelo transporte das moléculas de aminoácidos, do citoplasma para os ribossomos. Obs: a ordem, os tipos e o número de aminoácidos, que formarão as proteínas, são as “informações” contidas no RNAm, que foram transcritas do DNA.

Veja, no próximo “slide”, o que são ribossomos

Esquema de uma célula eucariótica (animal)(a célula foi cortada para visualisar estruturas internas)

Os ribossomos são organelas celulares, não membranosas, responsáveis pela síntese das proteínas. No esquema acima, são representados pelos pequenos “pontinhos” escuros, aderidos às

membranas que formam o Retículo Endoplasmático (RE). Também existem ribossomos “soltos” no hialoplasma.

RE

NúcleoLisossomos

RE liso

Esquema extraído de Biologia Hoje

Ed. Ática