Proteínas

São compostos orgânicos complexos, formado por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Suas unidades básicas são os Aminoácidos, que se ligam em cadeias, os polipeptídios. Os aminoácidos caracterizam quimicamente pela presença de um átomo de carbono, ao qual se ligam um grupo carboxílico (COOH), um grupo amina (NH2), um radical e um átomo de hidrogênio. São sensíveis à temperatura.

Os vegetais conseguem produzir todos os tipos de aminoácidos, enquanto os animais devem obter parte deles por meio da dieta, por não serem capazes de produzi-los. Os aminoácidos produzidos por um organismo são chamados de aminoácidos naturais. Aqueles obtidos por meio da dieta são denominados aminoácidos essenciais. 

São conhecidos cerca de vinte aminoácidos que rotineiramente participam da estrutura das proteínas. Ex.: glicina, valina, serina, isoleucina, cisteina, leucina, ácido glutâmico. 

Para formar as proteínas, os aminoácidos combinam-se por meio de ligações químicas denominadas ligações peptídicas. Em cada ligação há liberação de uma molécula de água. As proteínas podem diferir quanto ao tipo, à quantidade e à ordem dos aminoácidos que as compõem. 

As proteínas são classificadas quanto a sua estrutura em:

Estrutura Primária: 

Sequência linear dos aminoácidos que formam uma cadeia unida por ligações peptídicas.

Estrutura secundária: 

Os aminoácidos se tornam mais próximos e formam uma cadeia enrolada em torno de um eixo cilíndrico imaginário estabilizado por pontes de hidrogênio com vários dobramentos.

Estrutura terciária: Altamente enovelada e compacta. Apresenta vários tipos de ligações químicas. Composta de mais de uma cadeia polipeptídica associadas por pontes de hidrogênio e dissulfídricas entre os aminoácidos que apresentam enxofre (metionina e cisteína).

Estrutura quaternária: 

 As proteínas de alta resistência apresentam esta conformação. 
Ex: Hemoglobinas/tubulinas/anticorpos.

Em resumo:

As proteínas são classificadas quanto á conformação em:

Fibrosas: cadeias polipeptídicas em forma de longos cordões insolúveis (colágeno, expansina) 

Globulares: as cadeias são dobradas sobre si mesma tornando-se esféricas (enzimas). 

Principais Funções das Proteínas 

As proteínas são essenciais aos seres vivos, participando de diversas funções, como: estrutural, enzimática, transporte e defesa. 

• Estrutural: As proteínas compõem a membrana plasmática e os filamentos que sustentam as células. O colágeno, por exemplo, é uma proteína presente na pele, nos tendões e nos ligamentos. A queratina, outro tipo de proteína, recobre as células da pele e forma pelos, unhas, penas, garras, bicos e placas córneas em diversos animais. 

• Enzimática: as enzimas são proteínas que facilitam as reações químicas. Praticamente todas as reações químicas que ocorrem nos seres vivos dependem da ação das enzimas. Um exemplo é a amilase salivar, enzima presente na saliva e que auxilia no início da digestão dos carboidratos. Quimicamente são proteínas catalizadoras; diminui a energia de ativação das reações; são altamente específicas (sistema chave fechadura); permanecem intactas após a reação química que catalizam; podem participar de várias reações em intervalo curto de tempo; estão presentes em pequenas quantidades; apresentam sufixo: ase (hidrolases, sintetases, óxido-redutases e transferases). 

Os fatores que vão interferir na atividade enzimática são: pH, temperatura e quantidade do substrato. 

Transporte: Na membrana plasmática das células há proteínas responsáveis pelo transporte de íons entre os meios intra e extracelulares. No sangue dos mamíferos, a hemoglobina é uma proteína que transporta os gases respiratórios para todas as células do corpo. 

• Defesa: Os anticorpos são proteínas responsáveis pela defesa do organismo contra agentes estranhos, como vírus e bactérias, que podem causar doenças. As imunoglobinas formam o sistema imunológico (linfócitos e plasmócitos). O sistema imunológico pode ser formado através do contato com os microrganismos ou estimulado através de vacinas (Reação Antígeno-anticorpos) 

Há dois tipos de imunização: 

Ativa (vacina): quando é o indivíduo que produz seus próprios anticorpos.

Passiva (soro e amamentação): quando os anticorpos são produzidos em outro organismo.

Referências:

CURTIS, H. Biologia Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1985.

DE ROBERTIS, E. D. P e DE ROBERTIS JR. E.M.F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 2.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.

JUNQUEIRA, L. C Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.

Lipídios

Do grego lipos “gordura”, são moléculas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (benzina, querosene álcool...). São também chamadas óleos ou gorduras. 

Classificação dos Lipídios 

Os lipídeos podem ser classificados em: triglicerídeos, fosfolipídios, ceras ou cerídeos, esteróis e carotenoides. 

1. Triglicerídeos: podem ser de origem animal, como a gordura presente em carnes, manteiga e ovos, ou de origem vegetal, como os óleos vegetais, presentes no azeite de oliva ou no óleo de soja. 

Constituídos por 3 ácidos graxos e 1 glicerol .

Óleos e gorduras 

Saturados: ligações químicas esgotadas (sólidos na temperatura ambiente) 

insaturados: duplas ligações impedem o empacotamento, diminuindo o ponto de fusão (líquido na temperatura ambiente).

Funções: Isolante térmico e Reserva energética.

As gorduras trans são produzidas em um processo industrial que transforma óleos de origem vegetal em gordura semi-sólida, para uso em margarinas, processamento e preparo industrial de alimentos.
O processo é chamado de hidrogenação da gordura.
Objetivos:

• fazer os óleos mais sólidos; 
• facilitar o manuseio; 
• aumentar o “tempo de estoque em prateleira”; 
• conferir à gordura gosto e textura agradáveis (palatabilidade).

2. Fosfolipídios: constituem as membranas plasmáticas das células de todos os seres vivos e são formados por dois ácidos graxos e um glicerol. Cada molécula de fosfolipídios tem uma região hidrofílica (que tem afinidade com a água) e uma região hidrofóbica (sem afinidade com a água). Essa característica permite que esses lipídios separem meios aquosos, como o meio intra e extracelular, pela forma como se posicionam na membrana plasmática. Os lipídios dispõem-se em uma camada dupla, e as regiões hidrofílicas ficam voltadas para os meios intra e extracelular (aquosos). As regiões hidrofóbicas voltam-se para o interior da 

dupla membrana. 

Figura mostra dobras nas moléculas onde existe a insaturações (=).

3. Cerídeos ou Ceras: são lipídios produzidos por animais e plantas. Nas plantas, de forma geral, as ceras têm função impermeabilizante. São produzidas e depositadas na superfície das folhas ou dos frutos para diminuir a perda de água. A cera produzida pelas abelhas também é formada por lipídios, assim como o cerume presente nas orelhas de alguns mamíferos. 

Funções: Contribuem para defesa da planta contra a desidratação.

 Cera de abelha

Cera de carnaúba

Corte transversal da lâmina foliar mostando cutícula e capa cuticular constituída por cerídeos.

4. Esteróides: formam um conjunto de substâncias muito variadas. Um exemplo é o colesterol, lipídio presente em alimentos de origem animal, como carne, leite e ovos, que faz parte da composição das membranas celulares dos animais. Os hormônios sexuais, como estrógeno (nas fêmeas) e a testosterona (nos machos) também são exemplos de esteróides. Formados por 4 anéis de hidrocarbonetos. 

 Em amarelo apresenta-se a molécula do colesterol entre os fosfolipídios que compõem a membrana plasmática.

Funções: Participam da composição química da membrana das células animais e atuam como precursor de hormônios sexuais (progesterona e testosterona). 

Obs.: No corpo humano, o colesterol pode ter duas origens: exógena (se ingerido através de alimentos (leite e derivados, ovos e carne em geral)) e endógena (se fabricado pelo próprio organismo). O fígado não só produz como também degrada o colesterol, atuando como um órgão regulador da taxa dessa substancia no sangue. 

5. Carotenoides: são pigmentos avermelhados e alaranjados produzidos por seres autótrofos que participam do processo de fotossíntese. 

São lipossolúveis e essenciais como precursores da síntese da vitamina A em animais.

Os mais de 900 tipos de carotenoides conhecidos são divididos em dois grupos: carotenos e xantofilas. Os carotenos são pigmentos alaranjados, que dão cor à cenoura, por exemplo; são puramente hidrocarbonetos e não contêm oxigênio. Já as xantofilas podem variar de amarelo a marrom-avermelhado e contêm oxigênio.

Os carotenoides atuam como pigmento nas plantas e nos animais. Os carotenoides são o segundo dentre os pigmentos mais importantes para a fotossíntese. Estas moléculas protegem a clorofila do excesso da luz. Entretanto, os carotenoides podem ser incapazes de lidar com excitação excessiva do fotossistema II, o que permitiria que o oxigênio singleto cause dano no complexo PSII. Encontram-se, também, em outros organismos fotossintéticos, como algas, alguns tipos de fungos e algumas bactérias.

Principais Funções dos Lipídios 

Entre as principais funções dos lipídios, destacam-se as de reserva energética, isolante térmico, estrutural e reguladora. 

Reserva Energética: animais e plantas armazenam lipídios em seus cor-pos. Esses lipídios são utilizados como fonte de energia para as células quando há pouco carboidrato disponível. Nas plantas, os lipídios são armazenados em sementes e frutos; nos animais, no tecido adiposo. 

• Isolante Térmico: nos animais, como os mamíferos, o tecido adiposo está localizado abaixo da pele e funciona como isolante térmico, ajudando a manter a temperatura corporal. 
• Estrutural: os fosfolipídios e o colesterol compõem a membrana plasmática das células. 
• Reguladora: alguns lipídios, como o colesterol, são precursores de subs-tâncias reguladoras das funções do corpo, como certos hormônios. 

Referências:

CURTIS, H. Biologia Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1985.
DE ROBERTIS, E.D.P e DE ROBERTIS JR. E.M.F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 2.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.

Componentes orgânicos

São moléculas que possuem carbono na sua constituição. Ex.: carboidratos, lipídeos, proteínas, vitaminas e ácidos nucléicos.

Carboidratos

São também conhecidos açucares hidratos de carbono ou glicídios, são compostos orgânicos elaborados pelos organismos autótrofos, como as plantas e as algas, por meio do processo denominado de fotossíntese. Já os organismos heterótrofos, como os animais, devem obter essas moléculas por meio da nutrição. Os carboidratos estão presentes em diversos alimentos, como frutas, legumes, pães, massas e doce. Essas substâncias constituem a principal fonte de energia para as células desempenharem suas funções, como produzir e transportar substâncias, crescer e se dividir.

Classificação dos Carboidratos

Os carboidratos são classificados, de acordo com a organização e o tamanho de sua molécula, constituídos por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), em três grandes grupos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

1. Monossacarídeos: são carboidratos simples, que não sofrem hidrólise, de fórmula geral Cn (H2O)n, em que n varia, de 3 a 7. As pentoses e hexoses são os monossacarídeos mais importantes e mais comuns nos seres vivos. 

Trioses:

 Tetroses:

Pentoses:

Hexoses:

Em cadeia fechada (furanose e piranose)

Monossacarídeos	Ocorrência e papel biológico
Galactose (C6H12O6 )	É um dos componentes do açúcar do leite (lactose). Tem função energética
Frutose e Glicose (C6H12O6 )	Mel e frutos diversos. Tem função energética
Ribose (C5H10O6 )	Componente estrutural do ácido ribonucléico (RNA)
Desoxirribose (C5H10O4 )	Componente estrutural do ácido desoxirribonucléico (DNA). Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos Cn (H2O)n

2. Dissacarídeos: Tem grande importância metabólica para os animais (hidrólise) e plantas (floema). Os tipos mais comuns são frutose, sacarose e maltose.

                                      

                                                                          Lactose

3. Polissacarídeos: são formados por grandes aglomerados de glicose ligados por ligações glicosídicas.

Os carboidratos desempenham dois papéis principais nos seres vivos: energético e estrutural. 

• Energético: A glicose é a principal fonte de energia para as células. As plantas podem armazenar glicose na forma de amido para utilizá-la quando necessário, ao passo que os animais armazenam glicose na forma de glicogênio, que fica estocado nas células musculares e no fígado.

Amido: 

O amido é um carboidrato formado pela união sucessiva de várias moléculas de α-glicose. Na realidade, ele é formado por dois polissacarídeos, amilose e amilopectina, que são constituídos de moléculas de α-glicose, mas são ligeiramente diferentes.

A amilose corresponde a um polímero de cadeia normal com mais de 1000 moléculas de α-glicose unidas por meio de uma ligação α-1,4’-glicosídica e está presente na proporção de 20 a 30%. Já a amilopectina é constituída por cadeias longas e muito ramificadas de unidades de α-glicose unidas entre a ligação α-1,4’-glicosídica. A ramificação é resultado de ligações cruzadas entre o carbono número 1 de uma unidade de glicose e o carbono número 6 de outra unidade (ligação α-1,6’-glicosídica). A amilopectina corresponde aos 70 a 80% restantes do amido.

Glicogênio

O glicogênio é um polissacarídio formado por milhares de unidades de glicose e, como todo polissacarídeo, não apresenta sabor adocicado. Dessa forma, o glicogênio é uma macromolécula que quimicamente é considerada como um polímero formado pela associação de monômeros de glicose.

O principal órgão de armazenamento concentrado de glicogênio é o fígado, no qual esta substância representa aproximadamente 10% de seu peso. Outro local onde podemos encontrá-lo é nos músculos estriados esqueléticos, representando importante elemento de suporte energético. A quantidade de glicogênio presente nos músculos é muito pequena (0,7% de seu peso), entretanto, em razão da grande quantidade de músculos, o valor de glicogênio armazenado é superior à quantidade armazenada no fígado.

Durante nossas refeições, os glicídios presentes nos alimentos vão sendo digeridos e, no final de seu processo de redução, são absorvidos pelo intestino sendo transportado pelo sangue para todos os tecidos. Assim, a quantidade de glicose circulante no sangue se eleva. Essa quantidade passa a ser maior do que a necessidade orgânica e, por isso, esse “excedente” vai sendo armazenado na forma de glicogênio.

À medida que a quantidade de glicose circulante no sangue vai se reduzindo, o glicogênio armazenado vai sendo degradado em glicose, permitindo que a quantidade desta substância não atinja níveis muito baixos (hipoglicemia). A substância que sinaliza essa transformação no fígado é chamada de glucagon.

Em momentos extremos, nos quais nosso organismo necessita de respostas imediatas, o glicogênio presente nos músculos estriados esqueléticos é rapidamente convertido em glicose e esta é oxidada para a produção de energia. A substância que permite a liberação imediata dessa reserva muscular é a epinefrina (adrenalina).

A síntese ou a degradação do glicogênio ocorre através de enzimas específicas, diferentes para cada processo e diferem também em relação ao local de atuação. Desta forma, enzimas relacionadas à síntese que atuam no fígado não participarão do mesmo processo realizado nos músculos. Assim, a falta de determinada enzima compromete a ação do processo (síntese ou degradação) realizado naquele órgão específico, mas não interfere no processo em outro órgão.

• Estrutural: Alguns polissacarídeos compõem uma parte orgânica dos seres vivos: como a celulose, que constitui a parede das células vegetais, e a quitina, que compõe o exoesqueleto os artrópodes. 

Celulose:

A celulose é um polissacarídeo, pois cada molécula sua é formada por 10.000 ou mais moléculas de β-glicose que se uniram por condensação, ou seja, é um polímero natural. Sua fórmula básica é (C6H10O5)n e suas longas cadeias atingem massas moleculares de ordem de 400.000 u.

A celulose constitui a parede celular de praticamente todas as plantas.

O ser humano não consegue digerir a celulose, sendo praticamente toda ela eliminada nas fezes, porque nossas enzimas digestivas só reconhecem as moléculas de α-glicose e não de β-glicose. No entanto, ainda assim é muito importante ingerir essas fibras porque elas estimulam a salivação, a produção de suco gástrico e regulariza o funcionamento de nosso intestino. Por isso, é essencial comermos vegetais, principalmente saladas de folhas verdes.

Quitina:

Na natureza, a quitina é segundo polímero orgânico mais abundante, perdendo apenas para a celulose. Ela é o principal componente da parede celular de alguns fungos, onde foi descoberta pelo professor francês Henri Braconnot, no início do século XVII. Essa substância é, ainda, encontrada no Reino Animal, constituindo o exoesqueleto de artrópodes, combinada com carbonato de cálcio (CaCO3), lipídios, proteínas, pigmentos e outras substâncias orgânicas. Casulos de determinados insetos também contêm quitina em sua composição.

Referências:

CURTIS, H. Biologia Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1985.
DE ROBERTIS, E.D.P e DE ROBERTIS JR. E.M.F. Bases da Biologia Celular e Molecular. 2.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.