O metabolismo
celular é dividido em anabolismo e catabolismo.
O anabolismo compreende
as reações de armazenamento de energia, ocorrendo a síntese de compostos. É a
fase sintetizante do metabolismo.
O catabolismo compreende
as reações de liberação de energia, a partir da decomposição de moléculas. É a
fase degradativa do metabolismo.
ATP, a moeda energética das células
O ATP (Adenosina
Trifosfato) é a molécula responsável pela captação e armazenamento de energia.
Ela está envolvida na reações energéticas que ocorrem nas células.
A principal forma
de obter ATP é através da glicose.
As células quebram moléculas de glicose para produzir energia na forma de ATP.
Fotossíntese e Respiração
A fotossíntese e a
respiração são os processos mais importantes de transformação de energia dos
seres vivos.
A fotossíntese é uma
ação físico-química que ocorre a nível celular. Ocorre em seres clorofilados,
que a partir do dióxido de carbono, água e luz, obtêm a glicose.
A respiração
celular é o processo da formação do ATP através da oxidação,
utilizando o oxigênio como
agente oxidante. Durante o processo, acontecem reações de quebra das ligações
entre as moléculas liberando energia. Pode ser realizado de duas formas: a
respiração aeróbica (na presença do gás oxigênio do ambiente) e a respiração
anaeróbica (sem o oxigênio).
EXERCÍCIOS
1. São processos biológicos relacionados diretamente a transformações
energéticas celulares:
a) respiração e fotossíntese.
b) digestão e excreção.
c) respiração e excreção.
d) fotossíntese e osmose.
e) digestão e osmose.
b) digestão e excreção.
c) respiração e excreção.
d) fotossíntese e osmose.
e) digestão e osmose.
R: A
2. A fotossíntese é importante para a vida na Terra. Nos cloroplastos
dos organismos fotossintetizantes, a energia solar é convertida em energia
química que, juntamente com água e gás carbônico (CO2), é utilizada para a
síntese de compostos orgânicos (carboidratos). A fotossíntese é o único
processo de importância biológica capaz de realizar essa conversão. Todos os
organismos, incluindo os produtores, aproveitam a energia armazenada nos
carboidratos para impulsionar os processos celulares, liberando CO2 para a
atmosfera e água para a célula por meio da respiração celular. Além disso,
grande fração dos recursos energéticos do planeta, produzidos tanto no presente
(biomassa) como em tempos remotos (combustível fóssil), é resultante da
atividade fotossintética.
As informações sobre obtenção e transformação dos recursos naturais por
meio dos processos vitais de fotossíntese e respiração, descritas no texto,
permitem concluir que:
a) o CO2 e a água são moléculas de
alto teor energético.
b) os carboidratos convertem energia solar em energia química.
c) a vida na Terra depende, em última análise, da energia proveniente do Sol.
d) o processo respiratório é responsável pela retirada de carbono da atmosfera.
e) a produção de biomassa e de combustível fóssil, por si, é responsável pelo aumento de CO2 atmosférico.
b) os carboidratos convertem energia solar em energia química.
c) a vida na Terra depende, em última análise, da energia proveniente do Sol.
d) o processo respiratório é responsável pela retirada de carbono da atmosfera.
e) a produção de biomassa e de combustível fóssil, por si, é responsável pelo aumento de CO2 atmosférico.
R: C
3. Ao beber uma solução de
glicose (C6H12O6), um corta-cana ingere uma
substância:
a) que, ao ser degradada pelo
organismo, produz energia que pode ser usada para movimentar o corpo.
b) inflamável que, queimada pelo organismo, produz água para manter a hidratação das células.
c) que eleva a taxa de açúcar no sangue e é armazenada na célula, o que restabelece o teor de oxigênio no organismo.
d) insolúvel em água, o que aumenta a retenção de líquidos pelo organismo.
b) inflamável que, queimada pelo organismo, produz água para manter a hidratação das células.
c) que eleva a taxa de açúcar no sangue e é armazenada na célula, o que restabelece o teor de oxigênio no organismo.
d) insolúvel em água, o que aumenta a retenção de líquidos pelo organismo.
e) de sabor adocicado que, utilizada
na respiração celular, fornece CO2 para manter estável a taxa de carbono na
atmosfera.
R: A
RESPIRAÇÃO AERÓBICA
RESPIRAÇÃO CELULAR é o processo de conversão das ligações químicas de
moléculas ricas em energia que poderão ser usadas nos processos vitais. Ela
pode ser de dois tipos, respiração anaeróbia (sem
utilização de oxigênio) e respiração aeróbia (com
utilização de oxigênio).
A respiração celular é o processo de
obtenção de energia mais utilizado pelos seres vivos. Na respiração, ocorre a
liberação de dióxido de carbono, energia e água e o consumo de oxigênio e glicose, ou outra substância orgânica,
tal como lipídios.
A organela responsável por essa respiração
é a mitocôndria.
Do ponto de vista da fisiologia, o processo pelo qual um organismo
vivo troca oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente é chamado de
ventilação, respiração ocorre apenas na célula, operação executada pela mitocôndria.
O processo básico da respiração
celular é a quebra da glicose ou Glicólise,
que se pode expressar pela seguinte equação química:
C6H12O6 + 6O2 →
6CO2 + 6H2O + energia
RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA
Uma das sequências alternativas à
respiração anaeróbia é a fermentação. Os diferentes tipos da
fermentação produzem vários compostos diferentes, como o etanol (o álcool das bebidas alcoólicas,
produzido por vários tipos de leveduras e bactérias) ou o ácido láctico do iogurte.
FERMENTAÇÃO
ALCOÓLICA
Esse tipo de fermentação ocorre
principalmente em bactérias e leveduras, sendo que no último caso são usadas na
produção de bebidas alcoólicas e na panificação. No primeiro uso, o levedo é
responsável por transformar um substrato altamente açucarado (suco de uva ou
suco de cevada) em uma bebida com álcool etílico em
sua composição (vinho e cerveja, respectivamente) através do processo
de fermentação no qual o CO2 resultante é evaporado do líquido,
restando apenas o etanol [1][5]. Por esse mesmo princípio o suco
de cana-de-açúcar fermentado
e destilado produz o etanol, usado como combustível ou na produção de aguardente. No segundo uso mencionado, ao
contrário do relatado anteriormente, o CO2 produzido pela
fermentação fica armazenado no interior da massa, em pequenas câmaras,
promovendo o "crescimento" da massa. Ao assar a massa tanto o CO2 como
o álcool etílico evaporam, porém as paredes das câmaras formadas anteriormente
se enrijecem e mantém a estrutura alveolar [1][6].
FERMENTAÇÃO
ACÉTICA
A reação pode ser escrita da seguinte forma: C2H5OH
+ O2 → CH3COOH + H2O .
Esse tipo de reação é utilizada para a
produção de vinagres e de acido acético industriais. Além disso, o ácido
acético de desenvolve na deterioração de bebidas de baixo teor alcoólico e de
certos alimentos como os que contém carboidrato.[9]
FERMENTAÇÃO LÁTICA
Em seus músculos o ser humano também pode
promover a fermentação da glicose, em uma situação de demanda de energia e
carência de oxigênio. Este é um mecanismo de compensação, uma maneira de obter
energia. O ácido lático gerado no processo se acumula nas fibras musculares, o
que pode gerar certos desconfortos.
FOTOSSÍNTESE
Fotossíntese
é um processo realizado por organismos produtores em que se observa a captura
da energia solar e sua transformação em energia química.
A fotossíntese, termo
que significa “síntese
utilizando a luz”, é geralmente definida como o processo pelo
qual um organismo consegue obter seu alimento. Esse processo é realizado graças
à energia solar,
que é capturada e transformada em energia química. O
processo de fotossíntese ocorre em tecidos ricos em cloroplastos, encontrado nas folhas.
EQUAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE
A equação balanceada para a fotossíntese pode
ser descrita da seguinte forma:
RESUMO DA FOTOSSÍNTESE
·
A fotossíntese é um processo em
que a energia solar é capturada e utilizada na produção de moléculas orgânicas.
·
A fotossíntese acontece nos
cloroplastos.
·
Clorofila e carotenóides estão
arranjados nos tilacóides dos cloroplastos, em unidades chamadas de
fotossistemas.
·
Duas etapas podem ser observadas
na fotossíntese: reações luminosas e reações de fixação de carbono.
·
No final da fotossíntese, são
produzidos carboidratos.
·
A fotossíntese garante que
oxigênio seja disponibilizado para o meio ambiente.
·
Os organismos fotossintetizantes
são produtores na cadeia alimentar.
BIOQUÍMICA
CELULAR: A COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS SERES VIVOS
A Composição dos Seres Vivos – Os seres vivos são constituídos de compostos inorgânicos, como água e sais minerais; e compostos orgânicos, como carboidratos, lipídeos, proteínas, vitaminas e ácidos nucleicos. Estão todos eles na Bioquímica Celular.
ÁGUA
É o composto mais abundante nos seres vivos, 80% em
média. Nos seres humanos o percentual de água em nosso organismo muda em cada
fase da vida. Veja na imagem (fonte: Universidade Federal Fluminense). Pode ir
desde praticamente 100% no início da formação do feto, 80% no bebê, 70%
nos adultos, e cair para 50% nos idosos.
A Água é
conhecida como “solvente universal”, entretanto, dissolve apenas substâncias,
sendo chamadas de substâncias hidrofílicas. Substâncias apolares, como óleo,
não se dissolvem na água, sendo hidrofóbicas. A água é de extrema importância
para o organismo e atividades celulares.
VEJA ALGUMAS DAS PRINCIPAIS FUNÇÕES DA ÁGUA:
1) Transporte – carrega
substâncias dissolvidas, como no sangue de animais e na seiva de plantas.
2) Controle térmico – em
função do seu alto calor específico (c), a água demora para esquentar e demora
para esfriar, permitindo a manutenção da temperatura, por exemplo, no suor.
3) Proteção
contra choques mecânicos – proteção contra impactos no bebê
durante a gestação através do líquido amniótico, além de manter o bebê
flutuando para que o desenvolvimento não seja comprometido.
4) Lubrificante – permite que estruturas deslizem com menos atrito, por
exemplo, o líquido sinovial presente na articulação do joelho, evitando
desgastes excessivos.
5) Meio para reações químicas.
SAIS MINERAIS
Podem aparecer
de duas formas no organismo: Fixos,
ou cristalizados; ou na forma Dissolvidos,
ou ionizados.
– Fixos ou cristalizados –
formando ossos e dentes de fosfatos de cálcio, Ca3(PO4)2, e conchas de carbonato de cálcio, CaCO3, em moluscos. Nesta imagem, um exemplo do
Carbonato de Cálcio como o componente preponderante.
– Dissolvidos ou ionizados –
encontram-se dissolvidos na forma de íons em meio líquido.
Os Principais sais de
seres vivos e suas funções:
• Sódio – principal
íon extracelular, ajuda no equilíbrio osmótico dos líquidos celulares, impulso
nervo.
• Potássio –
principal íon intracelular, ajuda no equilíbrio osmótico dos líquidos
celulares, impulso nervoso.
• Cálcio – forma
ossos, dentes, conchas, atua na contração muscular e na coagulação sanguínea.
• Fósforo – forma o
nucleotídeo, que forma DNA e RNA, forma ATP, que armazena energia para a
célula, forma ossos e dentes.
• Iodo – compõe os
hormônios da tireoide (T3 e T4) que regulam a taxa metabólica do corpo. A falta
do iodo faz com que a tireoide inche e desenvolva o bócio. O sal iodado
permitiu o acesso de todos os indivíduos ao iodo.
• Ferro – compõe a
hemoglobina presente nas hemácias, ele reduz e oxida para transportar e liberar
o oxigênio. Participa da respiração celular nas mitocôndrias, compondo os
citocromos. O ferro garante a coloração vermelha do sangue.
• Magnésio – compõe
a clorofila, pigmento que absorve a energia luminosa. Une as duas subunidades
dos ribossomos. https://blogdoenem.com.br/bioquimica-celular/
CARBOIDRATOS
Os
carboidratos são biomoléculas muito abundantes na natureza e estão
relacionadas, entre outras funções, ao fornecimento de energia para nosso corpo
·
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.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
Os carboidratos podem ser divididos em
três classes. A seguir, falaremos mais a respeito de cada uma delas.
CLASSIFICAÇÃO DOS MONOSSACARÍDEOS
Exemplos de carboidratos
A seguir, falaremos a respeito de alguns
importantes carboidratos.
Glicose: é um carboidrato simples e também o monossacarídeo mais comum. A
glicose é fundamental para a realização do processo de respiração
celular, em que a energia será produzida para a célula. Os principais
polissacarídeos são formados pela polimerização da glicose.
Amido: é a principal substância de reserva de energia dos vegetais. Os grãos de amido das plantas ficam
armazenados no interior dos plastos,
organelas típicas da célula vegetal.
Glicogênio: é a principal reserva energética dos animais e é formado pela
união de várias moléculas de glicose. Esse glicogênio é encontrado armazenado
no nosso fígado e também nos nossos músculos. Quando necessitamos de energia, o
glicogênio é quebrado em glicose, que será utilizada pelas células.
Celulose: é encontrada na parede celular da célula vegetal e é formada por
unidades de glicose. É um carboidrato fibroso, resistente e insolúvel em água.
Um fato interessante é que a madeira é formada quase que 50% de celulose,
enquanto as fibras de algodão são praticamente 100% celulose.
LIPÍDIOS
Os lipídios podem ser classificados em óleos (substâncias
insaturadas) e gorduras (substâncias saturadas),
que são encontrados nos alimentos tanto de origem vegetal quanto animal, como
nas frutas (abacate e coco), na soja, na carne, no leite e seus derivados e
também na gema de ovo.
Em geral, todos os seres vivos são capazes de
sintetizar lipídios, no entanto, algumas classes só podem ser
sintetizadas por vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos
ácidos graxos essenciais.
FUNÇÕES DOS LIPÍDIOS.
Fontes energéticas
Fornecem mais energia que os carboidratos,
porém estes são preferencialmente utilizados pela célula. Toda vez que a célula
eucarionte necessita de uma substância energética, ela vai optar pelo uso
imediato de uma glicose, para depois consumir os lipídios.
Estrutural
Os fosfolipídios são os principais
componentes das membranas celulares. Nas membranas biológicas, eles ficam
organizados em duas camadas, que se incrustam com moléculas de certas
proteínas.[3]
Isolante
térmico
Auxiliam na manutenção da temperatura do
corpo, por meios de uma camada de tecido denominado hipoderme, a qual protege o
indivíduo contra as variações de temperatura mantendo a homeostasia corpórea.
Proteção
mecânica
A gordura age como suporte mecânico para
certos órgãos internos e sob a pele de aves e mamíferos, protegendo-os contra
choques e traumatismos.
Classificação
Por causa de sua origem em nossa
alimentação, não é difícil se ver uma classificação trivial e útil na nutrição
das gorduras em gordura animal e gordura vegetal.
Um exemplo de gordura animal é a banha de porco, uma gordura vegetal comum é
o azeite de oliva.
GLICERÍDEOS
Constituem os óleos e as gorduras, que
diferem entre si quanto ao ponto de fusão. À temperatura ambiente, os óleos são
líquidos, pois um ou mais dos ácidos graxos têm predominância de insaturações
na cadeia. E as gorduras são sólidas pelo fato dos ácidos graxos terem
predominância de saturação na cadeia.[3] Os glicerídeos possuem elevados
teores energéticos e são os principais componentes lipídicos da dieta humana.
Em mamíferos que vivem em regiões polares,
como a baleia, a gordura forma uma espessa camada subcutânea ou "colchão
adiposo", que envolve o corpo e permite o isolamento térmico do animal em
relação ao ambiente frio. As moléculas dos glicerídeos podem ter um, dois ou
três ácidos graxos associados ao glicerol, um álcool conhecido como glicerina.
Ácidos graxos são compostos de longas cadeias de carbono, saturadas ou não, que
formam os ésteres das gorduras e dos óleos.
Principais
glicerídeos
Dentre os glicerídeos, os principais em
suas formas naturais e extraíveis são:
·
Banha: apresenta-se no tecido adiposo dos animais;
constituindo-se de misturas de glicerídeos de ácidos palmítico, esteárico e oleico.
·
Sebo: presente no tecido adiposo dos bovinos.
Pelo seu aquecimento se obtém a margarina natural, constituída
principalmente de glicerídeos de ácido palmítico e esteárico.
·
Manteiga de leite: obtida principalmente
de leite de vacas e
de cabras e
cujos principais ácidos graxos envolvidos são o ácido palmítico, o esteárico, o
oleico, o capróico (C7H15COOOH), caprílico (C5H11COOOH).
·
Manteigas
vegetais: as mais comuns são a manteiga
de côco, a manteiga de cacau e a manteiga
de cupuaçu.
·
Óleo de linhaça:
é um óleo usado como um secativo, extraído do linho
sobre superfícies. Por esta propriedade são aproveitados em formulações de
vernizes e tintas e diversas formulações de revestimentos de superfícies.
·
.
·
Óleo de algodão, um óleo
comestível, extraído do caroço do algodão, usado como alimento, lubrificante e
combustível. tes no óleo de amendoim, óleo de oliva,
óleo de côco, o óleo de patauá (extraído de determinadas palmeiras da Amazônia), o óleo de babaçu, o óleo de dendê (extraído
da palmeira dendê, nativa da África, aclimatada no Brasil).
·
O óleo de girassol é produzido
industrialmente a partir das sementes de girassol. É crescente a
disponibilidade de óleo de milho,
·
O óleo de soja está
entre os óleos vegetais mais produzidos no mundo, e em especial, sua destinação
além da produção de margarina vegetal e inúmeros outros
derivados por hidrogenação, Um óleo em crescente uso é
o óleo de canola,
extraído de variedades da colza.
ESTEROIDES
Pertencem a esse grupo os hormônios:
sexuais testosterona e progesterona. E alguns hormônios supra-renais:
aldosterona e cortisol. Todos são semelhantes sob o aspecto constitucional ao
colesterol, do qual derivam.[3]
Entre os esterois destacam-se o colesterol
e a vitamina D. O colesterol faz parte da estrutura das membranas celulares,
sendo também um reagente de partida para a biossíntese de vários hormônios
(cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona), dos sais biliares e da
vitamina D. Sem colesterol não haveria vida.
CERÍDIOS
Compreende as ceras animais e vegetais,
sendo mais frequente no reino vegetal. Embora tenha valor econômico, não têm a
mesma importância que as gorduras e óleos. As ceras de carnaúba e de babaçu,
por exemplo, constituem bases alternativas para geração de energia. São
encontrados também na secreção de alguns insetos, como a cera das abelhas.
CAROTENOIDES
São pigmentos lipídicos amarelos, vermelhos
e laranjas, insolúveis em água e solúveis em óleos e solventes orgânicos. Estão
presentes nas células de todas as plantas, nas quais desempenham o papel
importante no processo de fotossíntese.[3] Os carotenoides são importantes
também para os animais. Por exemplo, a molécula de caroteno de um carotenoide
alaranjado presente na cenoura e em outros vegetais, é matéria-prima para a
produção da vitamina A, essencial a muitos animais. Essa vitamina é importante,
por exemplo, para nossa visão, pois é precursora do retinal, uma substância
sensível à luz presente na retina dos olhos dos vertebrados.[3]
FOSFOLIPÍDIOS
Formam a camada dupla da membrana celular.
A molécula do fosfolipídio solubiliza-se, ao mesmo tempo, com a água e com os
lipídios. Isso é possível porque possui uma cabeça hidrofílica (afeição a
água), o fosfato, e a cauda hidrófoba (aversão a água) constituída pelas
cadeias lipídicas. Os principais exemplos de fosfolipídios são a lecitina e a
cefalina.
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