Biomoléculas
Biomoléculas – as moléculas da vida
 Nenhuma unidade viva é
exactamente igual a outra ou
exactamente igual a si própria
em dois momentos diferentes.
A
própria célula é um
sistema aberto em que
entram
constantemente
substâncias novas e são
eliminados, em simultâneo,
produtos elaborados no
interior da célula.
É possível agrupar os constituintes químicos de uma célula
em dois conjuntos:
 Compostos inorgânicos – água e sais minerais
 Compostos orgânicos - prótidos; glícidos; lípidos e ácidos
nucleicos
 Os compostos inorgânicos são de origem mineral e provêem
basicamente do meio físico externo.
 Os compostos orgânicos são compostos de carbono ou, mais
especificamente, compostos em que existe carbono ligado
covalentemente com o hidrogénio, podendo existir ou não
outros tipos de átomos. São, por vezes, muito complexos e são
particularmente responsáveis pelas propriedades das células
vivas.
Água – Importância biológica
 Toda
a vida na Terra
depende,
directa
ou
indirectamente, da água.
 A água é duplamente
importante, pois além de ser
um constituinte químico vital
de todas as células, para
muitos organismos faz parte
do seu próprio habitat.
 Apesar
da sua grande importância para os sistemas
vivos, a água tem uma estrutura molecular simples.
Fig. 5 Molécula de água
 Quando
um dos átomos de hidrogénio com carga local positiva,
de uma molécula de água, se situa perto do átomo de oxigénio de
outra molécula de água que tem carga local negativa
suficientemente forte, a força de atracção entre esses átomos
origina uma ligação que recebe o nome de ligação de hidrogénio.
 As
moléculas de água
ligam-se entre si numa
teia complexa de muitas
ligações de hidrogénio.
A
água é uma substância
com
elevada
coesão
molecular e apresenta
ponto de ebulição elevado.
 As propriedades da água
residem no facto desta
molécula, apesar de
electronicamente neutra,
apresentar polaridade.
A polaridade contribui para o
grande poder solvente da
água.
A água :
 Intervém
nas reacções químicas;
 Actua como meio de difusão de muitas substâncias;
 Excelente solvente, serve de veículo para materiais
nutritivos ,necessários às células, e produtos de excreção;
 É um regulador da temperatura, pois em presença de
grandes variações de temperatura do meio experimenta
pequenas variações;
 Intervém em reacções de hidrólise (reacção química de
quebra de uma molécula por uma molécula de água).
Compostos orgânicos
 Há
compostos
orgânicos
que
são
constituídos
por
moléculas relativamente
pequenas.
Todavia,
outros são formados por
moléculas
gigantes,
constituídas
pela
associação de várias
moléculas unitárias.
 Muitas
destas moléculas, grandes e complexas, chamadas
macromoléculas, podem ser sintetizadas quase sempre pelos
seres vivos. De entre os diferentes compostos orgânicos
destacam-se: os glícidos, os lípidos, os prótidos e os ácidos
nucleicos.
Todas as
macromoléculas são
formadas por conjuntos
(polímeros) de
unidades estruturais
(monómeros),
respectivamente,
aminoácidos,
monossacarídeos,
glicerol e ácidos gordos
e nucleótidos.
Macromoléculas
Processos de polimerização e despolimerização
Glícidos
 Os
glícidos
também
designados por glúcidos ou
hidratos de carbono, são
compostos
orgânicos
ternários,
isto
é,
constituídos por carbono
(C) , oxigénio (O) e
hidrogénio (H), e estão
abundantemente
distribuídos nos organismos
vegetais e animais.
 Nos glícidos, os átomos de
oxigénio e de hidrogénio,
geralmente, apresentam-se
combinados na proporção de
um para dois, como na água.
 Podem
considerar-se três grupos
principais
de
glícidos:
monossacarídeos, oligossacarídeos
e polissacarídeos.
 Monossacarídeos
– são as unidades estruturais dos glícidos e são
classificados segundo o número de átomos de carbono que
possuem. Assim, podem ser trioses (3C), tetroses (4C), pentoses
(5C), hexoses (6C), etc.
 Oligossacarídeos
– as moléculas de monossacarídeos podem
estabelecer ligações com outros tipos de moléculas,
nomeadamente com outros monossacarídeos. Por exemplo, duas
moléculas de monossacarídeos podem reagir entre si, originando
um dissacarídeo.
 Os monossacarídeos ligam-se entre si através de ligações
glicosídicas.
 Quando três moléculas de monossacarídeos reagem, o produto
formado tem o nome de trissacarídeo, e assim sucessivamente.
 De
um modo geral, designam-se por oligossacarídeos as
moléculas constituídas por duas a dez moléculas de
monossacarídeos ligadas entre si.
 Polissacarídeos
– são polímeros de monossacarídeos. De todos
os polissacarídeos existentes, os mais destacados pela sua
função biológica são: a celulose, o amido e o glicogénio.
Importância biológica dos glícidos
No âmbito da importância biológica dos glícidos, podem referir-se três funções fundamentais: função energética, função
estrutural e função de reserva.
 Função energética – muitos monossacarídeos são utilizados
directamente
em
transferências
energéticas. Alguns
oligossacarídeos e polissacarídeos constituem uma reserva
energética. É o caso da sacarose, do amido, do glicogénio e da
glicose.
 Função estrutural – certos glícidos, como a celulose, a quitina e
outros, desempenham funções estruturais. ( a celulose é
constituinte da parede celular das plantas, a quitina faz parte da
parede celular dos fungos)
 Função de reserva – para além da sacarose que pode ter função
de reserva nalguns seres, também o amido é o açúcar de reserva
das plantas, o glicogénio é o açúcar de reserva dos animais e
certas algas podem ter como açúcares de reserva alguns
monossacarídeos.
Lípidos
A
propriedade mais distintiva, comum a todos os lípidos, é a sua
insolubilidade na água e a sua solubilidade em solventes
orgânicos como éter, o clorofórmio e o benzeno.
Fig. 17 Formação de uma gordura (triglicerídeo)
 São
variadas as classificações dos lípidos sob o ponto de vista
químico. Dentro dos lípidos simples, existem as gorduras, e
dentro dos mais complexos, existem os fosfolípidos.
 Gorduras
– constitui um dos principais grupos de lípidos com
funções de reserva, como por exemplo, a formação de um
triglicerídeo cujos componentes básicos são o glicerol e três
moléculas de ácidos gordos.
 Fosfolípidos – são compostos celulares muito importantes com
função estrutural, principalmente ao nível das membranas
biológicas. São constituídos por carbono, hidrogénio, oxigénio,
fósforo e azoto.
Importância biológica dos lípidos
Os lípidos constituem um dos grupos de compostos orgânicos
vitais para os organismos. Destacam-se várias funções:
 Reserva energética – muitos lípidos constituem uma
importante fonte de reserva de energia biológica.
 Função
estrutural – alguns lípidos, como os fosfolípidos e o
colesterol são importantes constituintes das membranas
celulares.
Função protectora – há lípidos, como as ceras, que
revestem folhas e frutos das plantas, assim como a pele,
pêlos e penas de muitos animais, tornando essas superfícies
impermeáveis à água.
Fig. 19 Funções dos Lípidos
 Função
vitamínica e hormonal – há lípidos que entram na
constituição das vitaminas, como as vitaminas A, D, E, K, e
fazem parte de algumas hormonas, nomeadamente as
hormonas sexuais.
Prótidos
 Os prótidos são compostos quaternários constituídos por C, O, H
e N, contendo, por vezes, outros elementos, como S, P, Fe, Cu;
Mg, etc.
 São constituintes estruturais dos seres vivos e participam além
disso, em fenómenos biológicos muito importantes.
 As moléculas unitárias neste conjunto de compostos orgânicos
são os aminoácidos. Estes podem ligar-se por reacções de
condensação, formando cadeias de tamanho e complexidade
variáveis, os péptidos e as proteínas.
 Aminoácidos – para se compreender como os aminoácidos se
organizam na constituição dos péptidos, devem conhecer-se
algumas características das suas moléculas.
 Os aminoácidos possuem um grupo amina (NH2), um grupo
carboxilo (COOH) e um átomo de Hidrogénio ligado ao mesmo
carbono. Existe ainda uma porção da molécula (R) que varia de
aminoácido para aminoácido.
 Conhecem-se muitos aminoácidos, mas apenas cerca de 20
deles entram na constituição das proteínas biológicas, desde as
bactérias até ao Homem.
 Péptidos – as moléculas de aminoácidos podem reagir entre si,
estabelecendo-se entre elas uma ligação química covalente –
ligação peptídica.
 Proteínas – são macromoléculas de elevada massa molecular.
São constituídas por uma ou mais cadeias polipeptidícas e
possuem uma conformação tridimensional definida. Há uma
variedade quase infinita de proteínas, pois não há dois
organismos que possuam exactamente as mesmas.
Importância biológica das proteínas
As proteínas desempenham funções cruciais em todos os
processos biológicos, podendo citar-se vários exemplos:
 Função estrutural – fazem parte da estrutura de todos os
constituintes celulares.
 Função enzimática – actuam como biocatalizadores de quase
todas as reacções químicas que ocorrem nos seres vivos.
 Função de transporte – muitos iões e moléculas pequenas são
transportadas por proteínas. Por exemplo, a hemoglobina
transporta o oxigénio até aos tecidos.
Fig. 23 Hemoglobina
 Função hormonal – muitas hormonas como a insulina, a
adrenalina, hormonas hipofisárias, etc. têm constituição proteica.
 Função imunológica (defesa) – certas proteínas altamente
específicas (anticorpos) reconhecem e combinam-se com
substâncias estranhas ao organismo, permitindo a sua
neutralização.
 Função motora – são as componentes maioritárias dos
músculos.
 Função de reserva alimentar – algumas proteínas funcionam
como reserva, fornecendo aminoácidos ao organismo durante o
seu desenvolvimento.
Fig. 24 Função dos prótidos
Ácidos Nucleicos
 Os ácidos nucleicos são as
biomoléculas mais importantes
do controlo celular, pois contêm
a informação genética.
 Existem dois tipos de
ácidos nucleicos: o ácido
desoxirribonucleico – DNA e
o ácido ribonucleico – RNA.
Fig. 25 Molécula de DNA
Nos ácidos nucleicos podem identificar-se três constituintes
fundamentais.
 Ácido fosfórico- confere aos ácidos nucleicos as suas
características ácidas. Está presente no DNA e no RNA.
Fig. 26 Molécula de DNA
Fig. 27 Molécula de RNA
Fig. 28 Grupo fosfato
 Pentoses – ocorre dois tipos: a desoxirribose no DNA e a
ribose no RNA.
Fig. 29 Pentoses
 Bases azotadas – há cinco bases azotadas diferentes, divididas
em dois grupos: bases de anel duplo (púricas) – adenina (A) e
guanina (G), e bases de anel simples (pirimídicas) – timina (T),
citosina (C) e uracilo (U).
Fig. 30 Bases azotadas
Fig. 31 Sistematização da composição química dos ácidos nucleicos
 Os ácidos nucleicos são polímeros em que as unidades básicas
que os constituem, ou seja, os monómeros, são os nucleótidos.
 Um nucleótido é constituído por três componentes diferentes:
um grupo fosfato, uma pentose e uma base azotada.
 Os nucleótidos podem unir-se sequencialmente, constituindo
cadeias polinucleotídicas.
Fig. 32 Nucleótidos
Importância biológica dos ácidos
nucleicos
 A molécula de DNA
apresenta uma organização
e
um
funcionamento
universal em todos os seres
vivos.
 DNA e RNA participam na
síntese de proteínas.
 Quer nos procariontes
quer nos eucariontes, o
DNA é o suporte universal
da informação hereditária
(informação
genética)
controlando a actividade
celular.
Fig. 33 Molécula de DNA
 A grande diversidade
de moléculas de DNA
confere
grande
diversidade à vida, pois
cada
organismo
contém o seu DNA,
que o torna único.
Fig. 34 Réplica de DNA
 O DNA é responsável
por toda a informação
hereditária que passa
de
geração
em
geração.
Fig. 35 Material genético
Referências Bibliográficas