Módulo A1

Biomoléculas - Os compostos químicos dos seres vivos

Prof. Leonor Vaz Pereira novembro 2012

Todas as moléculas que fazem parte da constituição dos seres vivos são designadas biomoléculas, as quais por seu turno, se formam a partir da união de determinados elementos químicos – os bioelementos. Da totalidade de elementos químicos existentes somente cerca de 23 fazem parte da constituição das biomoléculas.

Biomoléculas

Os bioelementos combinam-se entre si, através de ligações químicas, dando origem às biomoléculas, que podem ser orgânicas ou inorgânicas.

Biomoléculas inorgânicas: fazem parte dos materiais inertes (rochas , minerais e água). Ex.: Água e sais minerais.

Biomoléculas orgânicas: entram somente na constituição dos seres vivos . Ex: glícidos, lípidos, prótidos e ácidos nucleicos.

Funções fundamentais das biomoléculas

Função estrutural: constituem as estruturas biológicas;

Função reguladora: intervêm nas reações do metabolismo dos seres vivos;

Função energética: libertam ou armazenam energia.

Compostos inorgânicos - Água

http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_33.htm

Apesar da sua grande importância para os sistemas vivos, a água tem uma estrutura molecular simples.

http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/a-molecula-agua.htm

As moléculas de água ligam-se entre si por “pontes” de hidrogénio

http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm

http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm

As pontes de hidrogénio rompem-se e refazem-se rapidamente.

Compostos inorgânicos - Água

Os 2 eletrões dos átomos de H são partilhados com o átomo de O2 e encontram-se mais perto deste. Em consequência, os 2 átomos de H na molécula de água, têm uma carga local positiva e o átomo de O2 tem uma carga local negativa. A molécula torna-se polar, formando um dipolo elétrico.

Esta polaridade permite a ligação entre as moléculas de água e também entre estas moléculas e outras substâncias polares através das ligações de hidrogénio.

Compostos inorgânicos - Água

Ligações de hidrogénio entre moléculas de água

Compostos inorgânicos - Água

Compostos inorgânicos - Água

A polaridade contribui para o grande poder solvente da água, cujas moléculas são capazes de estabelecer ligações com diversos iões, formando compostos mais estáveis.

Propriedades da molécula de água Substância com elevada coesão molecular Ponto de ebulição elevado O seu calor específico é o mais elevado de todos os líquidos A sua condutibilidade térmica é a mais alta de todos os

corpos não metálicos.

Estas propriedades favorecem a importante intervenção da água na vida dos organismos: Intervém nas reações químicas Atua como meio de difusão de muitas substâncias É um regulador da temperatura Intervém em reações de hidrólise Excelente solvente, serve de veículo para materiais

nutritivos necessários às células e produtos de excreção

Compostos inorgânicas – Sais minerais

Podem ser encontrados sob a forma de depósitos (ex.: conchas e ossos), dissolvidos em soluções (ex.: Na+, K+, Al-, etc.) ou na constituição de várias moléculas orgânicas (ex.: a hemoglobina possui ferro).

Embora sejam biomoléculas que surgem, geralmente, em pequenas quantidades, desempenham funções essenciais.

Funções biológicas dos sais minerais

São constituintes fundamentais de endo e exosqueleto;

Constituem sistemas moderadores do pH;

Fazem parte da constituição de moléculas fundamentais, como a hemoglobina (Fe) e a clorofila (Mg);

Intervêm na manutenção do equilíbrio osmótico ao nível celular;

Participam em processos fundamentais no funcionamento dos seres vivos, como, por exemplo, na transmissão nervosa, na contracção muscular e na coagulação sanguínea.

Compostos orgânicos

Mais frequentes e mais importantes: glícidos, lípidos, prótidos e ácidos nucleicos.

As moléculas grandes e complexas – macromoléculas - são polímeros, isto é, cadeias com um grande número de unidades básicas - monómeros - unidas por ligações químicas.

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Através de reações de condensação, os monómeros unem-se e formam cadeias maiores polímeros. Por cada ligação de dois monómeros que se estabelece, é removida uma molécula de água.

Através de reações de hidrólise, os monómeros que constituem um polímero, podem separar-se uns dos outros.

Como se efetua a síntese e a hidrólise dos polímeros?

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Glícidos Os glícidos ou hidratos de carbono são compostos ternários (C;H;O)

Fórmula geral: CnH2nOn 1C : 2H: 1O

A unidade estrutural dos glícidos são os monossacarídeos ou oses

In Porto Editora

Monossacarídeos

Função energética: participam diretamente nas transferências de energia.

Exemplos: aldose (triose), glicose (hexose), ribose (pentose), desoxirribose (pentose).

Propriedades:

Não são hidrolisáveis;

São redutores;

São os monómeros dos glícidos;

São doces;

São solúveis a quente e a frio.

Outros glícidos A ligação que une os dois

monossacarídeos denomina-se ligação glicosídica.

Dois monossacarídeos ligados formam um dissacarídeo. De mais um monossacarídeos se ligar, forma um trissacarídeos e assim sucessivamente.

São oligossacarídeos, as moléculas constituídas por 2 a 10 monossacarídeos unidos entre si. Se este número for superior, as moléculas denominam-se polissacarídeos.

Dissacarídeo - monossacarídeo + monossacarídeo

Oligossacarídeos – 2 a 10 monossacarídeo

Polissacarídeos – mais de 10 monossacarídeo

Ligação glicosídica

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Oligossacarídeos Função energética: reserva de energia.

Exemplos: sacarose (dissacarídeo formado por uma molécula de glicose e uma molécula de frutose), maltose (dissacarídeo formado por duas moléculas de glicose) e lactose (dissacarídeo formado por uma molécula de glicose e uma molécula de galactose).

Propriedades:

São hidrolisáveis;

Alguns são redutores (maltose), outros não (sacarose);

São doces;

São solúveis a quente e a frio.

Polissacarídeos Função energética (reserva de energia) e estrutural.

Exemplos: amido, celulose, glicogénio e quitina.

Propriedades:

São hidrolisáveis;

Não são redutores;

Não são doces;

São insolúveis ou dificilmente solúveis.

Polissacarídeos mais comuns

In Porto Editora

Importância biológica dos glícidos Função energética (ex. glicose; amido; glicogénio) Função estrutural (ex. celulose)

Lípidos Grupo de moléculas muito

heterogéneo, do qual fazem parte as gorduras (animais e vegetais), ceras, esteróides, etc.

Compostos ternários geralmente compostos por O, H e C, mas também podem conter outros elementos, como S, N e P.

Sob o ponto de vista químico, os lípidos podem ser classificados em:

Lípidos constituídos por ácidos gordos e glicerol;

Lípidos sem ácidos gordos nem glicerol (vitamina A e K e hormonas sexuais).

Lípidos Propriedades gerais:

Insolúveis em água;

Solúveis em solventes orgânicos, como o éter, a benzina, o álcool;

Mancham o papel; esta mancha persiste e aumenta quando o papel é aquecido;

Possuem menor densidade do que a água, separando-se desta por diferença de densidade.

Ácidos gordos Formados por uma cadeia linear de átomos de carbono,

com um grupo terminal carboxilo (COOH)

Ácidos gordos insaturados: possuem átomos de carbono ligados entre si por ligações duplas ou triplas.

Ácidos gordos saturados: todos os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações simples.

Lípidos simples - triglicerídos

Função de reserva

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Fosfolípidos - moléculas anfipáticas

Constituintes mais abundantes das

membranas celulares

Lípidos estruturais

Lípidos complexos

Lípidos reguladores

• há lípidos que entram na constituição de vitaminas ( E e K)

• outros entram na constituição de algumas hormonas sexuais (testosterona e progesterona)

Importância biológica dos lípidos

Reserva energética (triglicéridos) Função estrutural (fosfolípidos / colesterol) Função protectora (ceras) Função vitamínica e hormonal (testosterona / progesterona)

Prótidos Compostos quaternários de C; H; O e N (podem conter outros

elementos como : S; P; Fe; Cu; Mg, etc)

São as moléculas mais elaboradas e diversas, na estrutura e

função.

São constituídos por unidades estruturais – os Aminoácidos .

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http://www.profcupido.hpg.ig.com.br/galeria_animacoes.htm

Glicina

Péptidos Duas moléculas de aminoácidos podem reagir entre si

estabelecendo-se uma ligação peptídica Os aminoácidos podem ligar-se sequencialmente ,formando-se

cadeias sucessivamente maiores designadas polipeptídeos.

In Porto Editora

Proteínas São macromoléculas de elevada massa molecular.

São constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas e

possuem uma conformação tridimensional definida.

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São formadas

Apenas por aminoácidos - proteínas simples ou holoproteínas

Contêm uma porção não proteica (grupo prostético) - proteínas conjugadas ou heteroproteínas

As proteínas quando submetidas a determinados agentes: calor excessivo; radiações; variações de pH, etc., podem perder a sua forma, levando à DESNATURAÇÃO

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Importância biológica das proteínas

Função estrutural (colagénio / queratina)

Função enzimática (tripsina)

Função de transporte (hemoglobina)

Função hormonal (insulina / adrenalina)

Função imunológica (anticorpos)

Função motora (miosina / actina) Função de reserva alimentar

Ácidos nucleicos São as biomoléculas mais importantes do controlo celular, pois

contêm a informação genética.

Existem 2 tipos de ácidos nucleicos

A unidade estrutural dos ácidos nucleicos são os nucleótidos

DNA

RNA

DNA

http://www.mundovestibular.com.br/articles/21/1/GENETICA-MOLECULAR/Paacutegina1.html

http://www.e-escola.pt/site/topico.asp?topico=224&canal=5

RNA

http://www.icb.ufmg.br/prodabi/prodabi3/grupos/grupo1/rna.htm

http://www.e-escola.pt/site/topico.asp?topico=225&canal=5