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Biomoléculas e o Metabolismo energético 

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Biomoléculas e o Metabolismo energético 

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As biomoléculas auxiliam nos processos químicos dos seres vivos e em geral são classificadas como orgânicas, mas podem também ser inorgânicas. Além de integrarem os seres humanos e outros animais, podem ser encontradas também em elementos inertes da natureza, como a água e os sais minerais.
Metabolismo energético são moléculas que são modificadas, quebradas ou unidas entre si transformando-se em outras transformando-se em outras é o que constitui o metabolismo. O metabolismo pode ser dividido em um conjunto de reações de anabolismo (construção de moléculas orgânicas) e de catabolismo (degradação de moléculas), processos que os seres vivos utilizam para obter a matéria-prima e a energia para sua sobrevivência.

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Macromoléculas energética e suas principais 

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Macromoléculas energética e suas principais 

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As substâncias orgânicas são moléculas mais complexas, sendo muitas vezes,macromolélucas como, por exemplo , os carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos. Os carboidratos são a base da nossa alimentação e responsáveis pelo fornecimento de energia.

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Os lipídios são moléculas orgânicas formadas a partir da associação entre ácidos graxos e álcool, tais como óleos e gorduras. Eles não são solúveis em água, mas se dissolvem em solventes orgânicos, como a benzina e o éter. Apresentam coloração esbranquiçada ou levemente amarelada.

De acordo com a natureza do ácido graxo e do álcool que formam os lipídios, eles podem ser classificados em quatro grandes grupos: simples, complexos, derivados e precursores.

Os lipídios simples ou ternários são compostos apenas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Já os lipídios complexos ou compostos, além de possuírem os átomos presentes nos lipídios simples, apresentam átomos de outros elementos, como o fósforo. Os lipídios precursores são formados a partir da hidrólise de lipídios simples e complexos. Os derivados, por sua vez, são formados após transformações metabólicas sofridas pelos ácidos graxos.

Utilizando como critério o ponto de fusão, podemos classificar os lipídios em dois grandes grupos: as gorduras e os óleos. As gorduras são sólidas em temperatura ambiente, são produzidas por animais e seus ácidos graxos são de cadeia saturada, ou seja, unidos por ligações simples. Os óleos, por sua vez, são líquidos em temperatura ambiente, fabricados por vegetais e seus ácidos graxos possuem cadeia insaturada, ou seja, apresentam dupla ligação.

Os lipídios apresentam várias funções, destacando-se:

→ Composição das membranas biológicas: Todos os tecidos apresentam lipídios em sua composição, uma vez que a membrana das células é formada por fosfolipídios.

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Os carboidratos são importantes biomoléculas, conhecidas também como hidratos de carbonos, glicídios, ou açúcares, formadas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São as biomoléculas mais abundantes na natureza e sua maioria apresenta a seguinte fórmula geral:

(CH ₂ O)n

Função dos carboidratos

Os carboidratos apresentam como principal função a função energética. Entretanto, os carboidratos possuem funções que vão além de garantir a energia para as células, estando eles relacionados também com a estrutura dos ácidos nucleicos e funções estruturais, por exemplo.

No que diz respeito à função estrutural, podemos citar a celulose e a quitina. A celulose é um importante componente da parede celular da célula vegetal, enquanto a quitina faz parte do exoesqueleto presente nos artrópodes.

lassificação dos carboidratos

Os carboidratos podem ser divididos em três classes.

Monossacarídeos  Carboidratos simples que atuam como blocos (monômeros) a partir dos quais serão formados os outros carboidratos mais complexos, como os dissacarídeos e os polissacarídeos. Os monossacarídeos podem ser classificados de acordo com a cadeia principal de carbono  Glicose, galactose e frutose.

Dissacarídeos  Carboidratos formados por dois monossacarídeos por meio de ligações glicosídicas
Sacarose (formada por glicose e frutose), maltose (formada por duas moléculas de glicose) e lactose (formada por glicose e galactose)

Polissacarídeos Carboidratos complexos formados por vários monossacarídeos unidos entre si por ligações glicosídicas amido ,celulose  e glicogenio

Carboidratos são normalmente formados por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Entretanto, vale destacar que alguns carboidratos podem apresentar outros elementos em sua composição.

Os carboidratos são também chamados de açúcares, glicídios ou hidratos de carbonos.

Os carboidratos possuem função energética, função estrutural e participam da formação dos ácidos nucleicos.

Os carboidratos podem ser classificados em monossacarídeos, dissacarídeos ou polissacarídeos, sendo os monossacarídeos os carboidratos mais simples.

A glicose é o monossacarídeo mais conhecido.

Celulose e amido são dois importantes polissacarídeos. A celulose é um componente da parede celular das células vegetais, enquanto o amido funciona como substância de reserva para os vegetais.

Os carboidratos podem ainda ser classificados como simples e complexos.

Oxidação de Carboidratos

Nosso corpo precisa de energia, nossos orgãos precisam de energia. Mas da onde vem essa energia quando um animal está hibernando? Bom, depende do orgão, o cérebro precisa de carboidratos. Então, o fígado a partir da cetogênese e gliconeogênese, convertendo triglicerídeos e aminoácidos, exportam corpos cetônicos e glicose para manter o cérebro abastecido (situação similiar à inanição humana). E os outros orgãos? Bom, como já comentado antes, estes obtem a sua energia a partir da oxidação lipídica aeróbica.

Beleza, mas como exatamente o catabolismo de carboidratos reduz tanto nos nossos amigos hibernantes? Fosforilação reversível de proteínas. A enzima piruvato desidrogenage só está ativa quando desfosforilada. Assim como no torpor diario dos hamster, observa-se uma baixa significativa na atividade desta enzima em vários orgãos dos animais hibernantes. E é a piruvato desidrogenase quinase que catalisa a fosforilação da piruvato desidrogenase. E adivinha só, não é que a partir de tecnicas de rastreio verificou-se que um dos genes que codificam a piruvato desidrogenase quinase é fortemente supraregulado em animais hibernantes. Calma, se você está um pouco confuso lembre-se que o piruvato é sintetizado e quebrado respectivamente na glicolise e gliconeiogênese, além de ser parte fundamental do metabolismo mitocondrial. Logo, a regulação desses processos podem ocorrer pela fosforilação ou desfosforilação das enzimas associadas a um bloco de piruvato.

Entretanto, o interessante é que as atividades dos genes que codificam a piruvato desidrogenase quinase é bastante expressada quando os mamíferos estão em estado de inanição. Isso pode ser um indicador de que o processos iniciais que levam à hibernação derivam de uma resposta preexistente que reprime o metabolismo de carboidratos sob condições onde a oxidação lipídica é otimizada.

A piruvato desidrogenase quinase também fosforila a NADH desidrogenáge, o complexo1 do sistema de transporte de elétrons. A fosforilação do complexo 1 reduz sua atividade e aumenta a produção de superóxido, que pode agir como um importante sinalizador metabolico para os hibernantes (sua função ainda não é clara). Esta fosforilação permite uma coordenação entre a respiração celular e os caboidratos que entram no cliclo de kreebs, podendo assim facilmente reduzir a taxa metabólica durante os processos iniciais de hibernação.

Glicogênio fosforilase, 6-fosfofruto- 1-quinase e a piruvato-quinase são as três enzimas relacionadas ao controle inibitório da glicose. Os demais mecanismos de controle por fosforilação servem para regular a disposição de glicogênio e de glicose da gliconeogenese.

Vale a pena frisar que, estas mudanças coordenadas, fortes controles regulatórios são mais comuns em espécies pequenas, morcegos e pequenos roedores. Entretanto todas as espécies mostram uma supressão na enzima piruvato desidrogenase. É claro que há muito mais sobre o assunto a ser explorado e descoberto.

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As proteínas são extremamente importantes para os seres vivos, sendo, por exemplo, as responsáveis por formar mais de 50% da massa seca de grande parte das células. Além disso, elas atuam como catalisadores (alteram a velocidade de uma reação), na defesa do organismo e em várias outras importantes funções.

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As proteínas são extremamente importantes para os seres vivos, sendo, por exemplo, as responsáveis por formar mais de 50% da massa seca de grande parte das células. Além disso, elas atuam como catalisadores (alteram a velocidade de uma reação), na defesa do organismo e em várias outras importantes funções.

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A estrutura da proteína refere-se a sua conformação natural necessária para desempenhar suas funções biológicas.

As proteínas são macromoléculas formadas pela união de aminoácidos.

Os aminoácidos são unidos entre si por ligações peptídicas. As moléculas resultantes da união de aminoácidos são denominadas de peptídeos.

As proteínas apresentam quatro níveis estruturais: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária.

Estrutura primária das proteínas

A estrutura primária corresponde à sequência linear dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas.

Em algumas proteínas, a substituição de um aminoácido por outro pode causar doenças e até mesmo levar à morte.

Estruturas espaciais das proteínas

As estruturas espaciais das proteínas são resultantes do enrolamento e dobramento do filamento proteico sobre si mesmo.

As propriedades funcionais das proteínas dependem da sua estrutura espacial.

Estrutura Secundária

A estrutura secundária corresponde ao primeiro nível de enrolamento helicoidal.

É caracterizada por padrões regulares e repetitivos que ocorrem localmente, causada pela atração entre certos átomos de aminoácidos próximos.

Os dois arranjos locais mais comuns que correspondem a estrutura secundária são a alfa-hélice e a beta-folha ou beta-pregueada.

strutura Terciária

A estrutura terciária corresponde ao dobramento da cadeia polipeptídica sobre si mesma.

Na estrutura terciária, a proteína assume uma forma tridimensional específica devido o enovelamento global de toda a cadeia polipeptídica.

Estrutura Quaternária

Enquanto muitas proteínas são formadas por uma única cadeia polipeptídica. Outras, são constituídas por mais de uma cadeia polipeptídica.

A estrutura quaternária corresponde a duas ou mais cadeias polipeptídicas, idênticas ou não, que se agrupam e se ajustam para formar a estrutura total da proteína.

Por exemplo, a molécula da insulina é composta por duas cadeias interligadas. Enquanto, a hemoglobina é composta por quatro cadeias polipeptídicas.

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Os ácidos nucleicos são substâncias de caráter ácido que, quando descobertas, foram associadas ao núcleo celular, considerando-se que eles estariam presentes somente neste local. Existem dois tipos bastante conhecidos de ácidos nucléicos: o DNA e o RNA. Essas duas importantes estruturas apresentam funções indispensáveis para o metabolismo e a reprodução de um organismo unicelular ou pluricelular.

Os ácidos nucleicos são exemplos de estruturas formadas a partir de nucleotídeos. E, em relação à composição do DNA, temos a formação da maior macromolécula celular, toda ela formada por nucleotídeos.

O nucleotídeo é um conjunto formado pela associação de 3 moléculas – uma base nitrogenada, um grupamento fosfato e um glicídio do grupo das pentoses. Desta forma, podemos ter variações dentro destes ligantes, como, por exemplo: no DNA temos a presença da pentose desoxirribose, enquanto que no RNA temos a presença da pentose ribose.
Podemos ainda, quanto à formação dos ácidos nucleicos, ter nucleotídeos diferentes em relação à base nitrogenada que o compõe, podendo esta ser púrica ou pirimídica. As bases púricas variam em Adenina e Guanina, enquanto que as bases pirimídicas são classificadas em Timina, Uracila e Citosina. Bases púricas e pirimídicas são complementares e possuem, cada uma, ligantes específicos. Assim, temos que a base púrica Adenina, se liga com as bases pirimídicas Timina e Uracila, enquanto que a base Guanina se liga exclusivamente à Citosina e vice-versa.
Na formação da estrutura do DNA, temos as bases nitrogenadas Adenina, Guanina, Timina e Citosina, e na composição do RNA temos a Adenina, Guanina, Uracila e Citosina. Desta forma, os nucleotídeos que originam os ácidos nucleicos são diferentes, podendo assim se constituir como um elemento para sua caracterização.

Os nucleotídeos participam de outros processos celulares, atuando em vias metabólicas e participando do transporte e conservação de energia (ATP).

Entre as principais funções dos nucleotídeos estão: armazenar e transmitir informação genética, repassar mensagens químicas, transferir energia na forma de ATP. Estrutura do nucleotídeo. Um nucleotídeo é formado por moléculas diferentes no DNA e no RNA. No DNA: Pentose: desoxirribose, um açúcar de 5 carbonos.