Proteinas

As proteínas são compostos orgânicos constituídos por cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. São as moléculas orgânicas mais abundantes e constituem mais de 50% do peso seco dos organismos vivos. Cada proteína é constituída por cerca de 20 aminoácidos diferentes. No entanto, a grande variedade de combinações possíveis permite a formação de dezenas de milhares de proteínas diferentes, com estruturas e funções muito diversas. Desempenham muitas funções nos seres vivos. As enzimas, a insulina, uma hormona, e a hemoglobina são exemplos de proteínas com funções diversas. Tendo sido identificadas em 1838, por Gerardus Mulder, as proteínas são reconhecidas actualmente como o principal constituinte celular, imprescindíveis para a construção e manutenção das células individuais e, portanto, para a existência de qualquer ser vivo. Qualquer proteína é constituída por aminoácidos, que por sua vez são constituídos por carbono, hidrogénio, oxigénio, azoto e, frequentemente, enxofre, unidos por ligações peptídicas. Algumas proteínas contêm, além da(s) cadeia(s) de aminoácidos, outros grupos químicos, podendo nesse caso ser classificadas como nucleoproteínas (quando contêm ácidos nucleicos), lipoproteínas (com lípidos), fosfoproteínas (com ácido fosfórico), metaloproteínas (com ferro ou outros metais) e glicoproteínas (com glícidos). A forma da proteína desempenha um papel importante na definição da sua função, sendo comum dividi-las em: proteínas fibrosas, insolúveis e resistentes a tensões mecânicas, constituídas por longas fibras ou lâminas (por exemplo, a queratina, principal constituinte das unhas e cabelos); e proteínas globulares, formadas por cadeias enroladas, na sua maioria solúveis (por exemplo, a hemoglobina). Existem também algumas proteínas com formas intermédias. A forma das proteínas depende da sua estrutura, sendo distinguíveis quatro níveis diferentes de organização: a estrutura primária, que se refere à sequência linear de aminoácidos; a estrutura secundária, constituída pelo arranjo regular, periódico, da cadeia polipeptídica, que força a molécula a tomar uma forma em hélice ou "quebrada" devido à formação de ligações com características específicas; a estrutura terciária, que se forma quando a proteína se dobra, tomando uma forma compacta, em três dimensões, como, por exemplo, no caso das proteínas globulares, que formam um novelo; finalmente, se uma proteína é formada por mais do que uma cadeia polipeptídica, a estrutura quaternária refere-se à forma como essas cadeias se dispõem umas relativamente às outras. Algumas das proteínas mais comuns, bem como a sua função, são indicadas na tabela em anexo. As proteínas desempenham um papel importantíssimo na nutrição de todos os seres vivos, excepto das plantas. As plantas são capazes de sintetizar todos os aminoácidos de que necessitam a partir de substâncias inorgânicas, mas os animais (entre eles o Homem) apenas conseguem sintetizar alguns dos aminoácidos de que necessitam, pelo que os restantes, ditos aminoácidos essenciais, têm que ser obtidos através da alimentação. No caso do Homem, os aminoácidos essenciais são oito: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, tionina, triptofano e valina. As proteínas ingeridas são decompostas nos seus aminoácidos constituintes durante a digestão. Estes aminoácidos são transportados através do sangue até às células, onde são utilizados para construir novas proteínas. A síntese das novas proteínas é codificada pelo ADN, ou seja, pela informação genética armazenada nos cromossomas, que é transmitida por intermédio do ARN-mensageiro aos ribossomas, estrutura da célula onde se dá a síntese.

Prótidos

Compostos quaternários orgânicos, constituídos por carbono (C), hidrogénio (H), oxigénio (O) e azoto (N), por vezes associados a outros elementos químicos, como, por exemplo, o enxofre (S), o fósforo (P), o magnésio (Mg) e o ferro (Fe). Os prótidos podem ser classificados, segundo o grau de complexidade, em aminoácidos, péptidos e proteínas: - Os aminoácidos são as unidades estruturais dos péptidos e das proteínas. Existem cerca de 20 aminoácidos diferentes nos seres vivos. - Os péptidos resultam da ligação dois (dipéptido), três (tripéptido) ou vários aminoácidos, unidos por ligações peptídicas. - Os prótidos mais complexos são as proteínas, constituídos por uma ou mais cadeias polipeptídicas com conformação tridimensional definida.

Aminoácidos

Os aminoácidos são compostos que apresentam na sua estrutura o grupo carboxílico (-COOH) e o grupo amina (-NH2), ligados ou não ao mesmo átomo de carbono da cadeia carbonada. Estes dividem-se em aminoácidos alfa, beta e gama, consoante a posição do grupo carboxílico. Até agora são conhecidos mais de 100 aminoácidos, 20 dos quais entram na composição das proteínas. O número, a disposição e a proporção entre eles nas moléculas varia de proteína para proteína. Apesar de o nosso organismo ter capacidade de sintetizar certos aminoácidos - aminoácidos não essenciais, existem aminoácidos que não podem ser sintetizados no organismo a partir de outros compostos, e necessitam de ser incorporados através da alimentação. No caso do Homem, é indispensável a absorção de oito aminoácidos: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano e vanilina. Estes aminoácidos são designados de aminoácidos essenciais. Os aminoácidos podem ainda ser divididos em quatro grupos principais: aminoácidos com grupos radicais não polares ou hidrofóbicos, como é o caso da alanina, da vanilina e da metionina; aminoácidos com grupos radicais polares sem carga; aminoácidos com grupos radicais básicos e aminoácidos com grupos radicais ácidos. Os aminoácidos mais frequentes e importantes são de natureza alifática, como por exemplo a alanina. Também existem aminoácidos aromáticos, cuja cadeia lateral contém um derivado da família fenilo. O método analítico para a determinação dos aminoácidos consiste na separação destes por cromatografia em placa, com uma reacção de coloração subsequente e medição fotométrica dos produtos de reacção.

Lipidos

Macromoléculas heterogéneas, constituídas por carbono (C), hidrogénio (H) e oxigénio (O), podendo ainda incluir azoto, enxofre e fósforo. Os lípidos são caracterizados pela fraca solubilidade em água e elevada solubilidade em solventes orgânicos. Como biomoléculas, os lípidos têm um papel importante como reserva energética, desempenhando função estrutural, protectora e vitamínica. Existem várias classificações para os lípidos, no entanto, podem considerar-se dois grupos de lípidos: os de reserva e os estruturais. Os lípidos de reserva, vulgarmente conhecidos por gorduras, são lípidos que constituem reservas alimentares. Este tipo de lípidos é formado, essencialmente, por um álcool, geralmente o glicerol, e ácidos gordos, saturados ou insaturados. As gorduras são as fontes de energia mais concentradas utilizadas na alimentação dos seres humanos, fornecendo mais do dobro da energia dos glícidos. Os lípidos estruturais, como os fosfolípidos e os glicolípidos, são lípidos que entram na constituição de estruturas celulares. Os fosfolípidos, constituintes mais abundantes das membranas biológicas, são lípidos que integram um grupo fosfato. São moléculas anfipáticas, apresentando uma zona hidrofílica polar, composta por moléculas de álcool, o grupo fosfato e um radical, e uma zona hidrofóbica apolar, formada pelas cadeias hidrocarbonadas dos ácidos gordos. Os glicolípidos, que também são componentes de membranas celulares, são lípidos associados a glícidos. As ceras, compostas por ácidos gordos associados a outro álcool diferente do glicerol, também são lípidos. Os esteróides e os carotenóides (pigmentos fotossintéticos) são lípidos cuja estrutura não inclui ácidos gordos nem glicerol. A estrutura molecular dos esteróides é bastante complexa. Fazem parte deste grupo o colesterol e algumas hormonas como a testosterona.

Glícidos

Designados também por hidratos de carbono ou açúcares, os glícidos são compostos orgânicos ternários, constituídos por carbono (C), oxigénio (O) e hidrogénio (H), de fórmula geral Cn(H2O)n, onde n representa um número inteiro. São biomoléculas importantes, quer a nível energético quer a nível estrutural, constituindo, juntamente com as gorduras (lípidos) e as proteínas (prótidos), as substâncias essenciais para os organismos animais, incluindo o homem. Os glícidos são produzidos pelas plantas verdes a partir do dióxido de carbono e da água, à custa da energia solar captada pela clorofila. Enquanto as plantas constroem os glícidos, os animais, pelo contrário, efectuam a sua degradação para obter energia. De acordo com a sua complexidade, os glícidos podem ser agrupados em três tipos principais: os monossacarídeos, os oligossacarídeos e os polissacarídeos. Os glícidos mais simples são os monossacarídeos (oses), que quimicamente são poliálcoois que contêm um grupo aldeído ou um grupo cetónico. São moléculas não hidrolisáveis e redutoras e são classificados tendo em conta o número de átomos de carbono. Os monossacarídeos mais importantes são os que contêm cinco átomos de carbono, denominados pentoses (ex.: ribose e desoxirribose), e seis átomos de carbono, chamados hexoses (ex.: glicose ou glucose, frutose e galactose). A glicose encontra-se nas uvas, nas ameixas, no mel e no néctar das flores e é um nutriente muito importante para a vida das plantas e dos animais, além de ser um dos açúcares mais importantes para a Química; a frutose, por sua vez, é o açúcar que se encontra na fruta e no mel; e a galactose é um isómero da glicose e constitui um dos componentes da lactose. Os oligossacarídeos são glícidos hidrolisáveis que resultam da ligação glicosídica de dois, os dissacarídeos (ex.: sacarose, maltose e lactose), a dez monossacarídeos. A sacarose é um açúcar constituído por uma molécula de frutose e uma de glicose, presente em muitas plantas, especialmente na cana-de-açúcar e na beterraba, sendo utilizada no nosso dia-a-dia como vulgar açúcar; a maltose é constituída por duas moléculas de glicose e pode obter-se pela hidrólise do amido; e a lactose, ou o açúcar do leite, é composta por uma molécula de glicose e uma molécula de galactose. Os polissacarídeos são glícidos constituídos por mais de dez monossacarídeos (ex.: amido, glicogénio e celulose). O amido é um pó branco, insolúvel em água fria, que tem uma função de reserva vegetal e que se encontra presente nas batatas e nos cereais. O glicogénio, tal como o amido, tem funções de reserva e é armazenado no fígado. Por fim, a celulose é um hidrato de carbono que existe nas plantas e é o principal constituinte das membranas celulares das células vegetais. É muito usada na produção de papel.

Compostos orgânicos

Alguns compostos orgânicos são constituidos por moléculas relativamente pequenas. Outros são moléculas gigantes constituidas pela associação de várias moléculas unitárias. Estas moléculas, grandes e complexas, as macromoléculas são Polimeros, isto é, cadeias com um grande numero de unidades básicas, ou monómetros, unidas por ligações quimicas.

Célula Eucariótica

Célula caracterizada por possuir um núcleo individualizado, delimitado por um invólucro celular que encerra o material genético. As células eucarióticas têm uma organização estrutural complexa. Apresentam um conjunto de organelos celulares, possuindo um complexo sistema membranar interno (retículo endoplasmático, mitocôndrias, aparelho de Golgi, cloroplastos, etc.) Encontram-se representadas em quase todos os grupos de seres vivos, desde as formas de vida mais complexas a seres unicelulares. As células vegetais e as células animais, dois tipos de células eucarióticas, distinguem-se com base na presença ou ausência de certos organelos. A parede celular, os plastos e os vacúolos, por exemplo, são organelos que se encontram nas células vegetais, mas estão ausentes nas células animais. Os centríolos surgem apenas nas células animais.

Célula Procariótica

Célula de estrutura muito simples caracterizada pela ausência de um núcleo individualizado e com um número muito reduzido de organelos celulares (normalmente possuem apenas ribossomas). O material genético, geralmente uma molécula de ADN circular, encontra-se disperso no citoplasma, sem estar associado a proteínas, constituindo o nucleóide. As células procarióticas raramente possuem genes em mosaico. A divisão celular das células procarióticas é diferente da que ocorre nas células eucarióticas. Este é um processo muito mais simples. Ocorre imediatamente a seguir à replicação do ADN. Nas células procarióticas, a duplicação da molécula circular de ADN inicia-se num determinado ponto, prossegue nos dois sentidos, de modo a que no final se formem duas cadeias de ADN circulares. Após a duplicação do ADN, ocorre a divisão celular, formando-se duas células-filhas, cada uma com uma das cadeias de ADN. As bactérias e as cianobactérias são exemplos de células procarióticas.