Aula: 02
Temática: “Moléculas da Vida”
Na aula de hoje, você conhecerá os elementos químicos que
compõem a matéria orgânica. Acompanhe!
Somente uma pequena fração dos elementos químicos conhecidos entra na
composição dos seres vivos. Hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio são
os elementos predominantes na matéria viva. Cálcio, fósforo, sódio, magnésio,
potássio, cloro e enxofre estão presentes em concentrações que vão de 0,05%
a 1%. Outros elementos adicionais, como ferro, alumínio, cobre, zinco, silício,
gálio, manganês e cobalto, são encontrados em pequenas, mas mensuráveis
concentrações. Ocasionalmente, outros elementos como o iodo, molibdênio e
vanádio, desempenham papéis restritos em certos organismos.
Esses átomos são predominantes na matéria orgânica, com exceção do iodo e
do molibdênio, membros dos primeiros quatro períodos da tabela periódica,
todos possuindo número atômico menor que 31. Além disso, os constituintes
principais, H, C, O e N, possuem número atômico igual ou menor que 8. Outros
átomos que também estão nos primeiros quatro períodos e que são inertes
(hélio, argônio e neônio), não fazem parte dos compostos orgânicos.
Nota-se que os átomos de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono são os
menores elementos da tabela periódica, podendo alcançar configurações
estáveis pela adição de um, dois, três ou quatro elétrons respectivamente. O
pequeno tamanho atômico aumenta a estabilidade das ligações na molécula e
facilita a formação de ligações múltiplas estáveis, sugerindo que por isso sejam
predominantes nas moléculas orgânicas.
O hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo e o enxofre, são átomos
essenciais nos compostos orgânicos das células. Outros como o cálcio e o
magnésio, localizados nos ossos e tecidos similares, são encontrados em
pequenas quantidades como co-fatores essenciais para muitas reações
BIOQUÍMICA
biológicas. O sódio (Na+), o Potássio (K+) e o cloro (Cl-), são respectivamente
os principais cátions e ânion dos animais. Assim, os primeiros trinta elementos
da tabela periódica variam consideravelmente de importância na diversidade de
organismos vivos, sendo alguns essenciais a todas as formas de vida e outros
não.
O cátion sódio (Na+) tem um papel fundamental no metabolismo celular como,
por exemplo, na transmissão do impulso nervoso através do mecanismo
“bomba de sódio”, mantém o volume e a osmolaridade, participa nas
contrações musculares, no equilíbrio ácido-básico e na absorção de nutrientes
pelas células.
Podemos afirmar que as células de todos os organismos não são compostas
por elementos diferentes daqueles encontrados no meio ambiente. As leis que
regem a matéria viva são basicamente as mesmas encontradas no mundo
abiótico. A grande diferença está na forma e complexidade como esses
elementos se combinam e interagem.
A CÉLULA É FORMADA POR MOLÉCULAS:
Os seres vivos são formados por células (exceto os vírus). As células, como
toda a matéria, são formadas por elementos químicos, nos os mais freqüentes
são: oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio (cerca de 96%, ou mais, da
matéria viva é representada por esses elementos). Em ordem decrescente de
ocorrência nos seres vivos, essas moléculas apresentam a seguinte ordem:
Hidrogênio > Oxigênio > Carbono > Nitrogênio
As substâncias orgânicas são compostas basicamente, por uma cadeia de
átomos de carbono (“esqueleto de carbono”), em torno dos quais se ligam
átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. São classificadas conforme a sua
composição,
organização
e
propriedades
nas
seguintes
proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e vitaminas.
BIOQUÍMICA
substâncias:
AS MACROMOLÉCULAS:
É característica da matéria viva a presença de moléculas de alto peso
molecular, ou macromoléculas, que são polímeros constituídos pela repetição
de unidades menores, chamadas monômeras. Os polímeros formados por
monômeros semelhantes são chamados de homopolímeros. É o caso do
glicogênio, que é constituído exclusivamente por moléculas de glicose. Os
heteropolímeros são constituídos por monômeros diferentes, como por
exemplo, os ácidos nucléicos. A diversidade estrutural e funcional de um
polímero depende da variedade de seus monômeros.
Monômero (do grego "mono", "um" e "meros", "parte") é uma pequena
molécula que pode ligar-se a outras moléculas formando moléculas maiores
denominadas polímeros.
Exemplos de monômeros são os hidrocarbonetos, derivados do petróleo
(alcanos). Os aminoácidos, por exemplo, são monômeros naturais que
polimerizam formando as proteínas. A glicose também é um monômero natural,
polimeriza formando os polímeros: amido, celulose e glicogênio.
A reação de polimerização, como no caso da formação dos polímeros amido e
celulose a partir dos monômeros de glicose, é uma reação de "desidratação"
ou de "condensação" devido à formação de água (H2O) como um dos produtos,
onde um átomo de hidrogênio de um monômero combina-se com o grupo
hidroxila (-OH) de outro, formando a água. As ligações livres dos dois
monômeros se combinam formando o polímero.
Quando não ocorre a formação de água na polimerização entre monômeros do
mesmo tipo, como no caso da formação do polímero polietileno, a reação é
denominada de "polimerização de adição". Quando ocorre entre monômeros
diferentes
(seja
por
adição
ou
condensação)
"copolimerização".
BIOQUÍMICA
é
denominada
de
Os polímeros, dependendo do número de monômeros, podem ser chamados
de "dímeros", "trímeros", "tetrâmeros", se tiverem respectivamente, 2, 3 ou 4,
monômeros. Qualquer número de unidades de monômeros nos polímeros mais
simples podem ser indicados pelo prefixo apropriado. Quando o polímero é
muito extenso prefere-se utilizar o prefixo "poli", por exemplo, polietileno.
As macromoléculas são muito diversificadas tanto quanto ao tamanho como
quanto a diversidade dos monômeros. Os polímeros encontrados nos seres
vivos (biopolímeros) de maior importância são as proteínas, constituídas por
aminoácidos; os polissacarídeos, que são polímeros de monossacarídeos; e os
ácidos nucléicos (DNA e RNA), formados por nucleotídeos. Também,
moléculas menores como lipídios, água, sais minerais e vitaminas têm
relevante papel na constituição e funcionamento das células.
Freqüentemente, macromoléculas diferentes
se associam para formar
complexos, por exemplo, as lipoproteínas, glicoproteínas e proteoglicanos
(proteínas com polissacarídeos) e as nucleoproteínas (ácidos nucléicos com
proteínas).
Como vemos, as moléculas orgânicas, são em geral, mais complexas em
estrutura e tamanho que as moléculas inorgânica.
Na verdade, a bioquímica estuda não só a estrutura molecular dos seres vivos,
ou seja, os átomos e moléculas que constituem a matéria viva (Bioquímica
descritiva), como as reações químicas que ocorrem para a manutenção da vida
(Bioquímica dinâmica). Muitas destas reações químicas são comuns a todos os
seres vivos, mas outras são particularidades de alguns.
Não deixe de participar dos fóruns e de enviar suas dúvidas e
sugestões. Na próxima aula iremos estudaremos os componentes inorgânicos
das células. Até lá!
BIOQUÍMICA