Resumos de Bioquímica

Célula-Unidade Básica da VidaA célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos,

capaz de atuar de maneira autônoma. Contém no seu interior o material que regula toda a sua atividade fisiológica

Célula Procariótica e Célula EucarióticaA célula eucariótica possui núcleo individualizado e organismos endo-

membranares com funções específicas, enquanto a procariótica não possui estas estruturas, estando o material genético espalhado pelo citoplasma.

Membrana PlasmáticaA membrana plasmática funciona como uma barreira de separação entre dois

meios distintos, sendo uma superfície de troca de substâncias, de energia e de informação entre esses meios. Apresenta permeabilidade seletiva. Ou seja, a membrana não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior que lhe são necessários para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio).

Transporte passivo – quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas; a movimentação dá-se a favor do gradiente de concentração.

Transporte ativo – quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema; no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de adenosina trifosfato (ATP); a movimentação das substâncias dá-se contra o gradiente de concentração.

Lípidos membranares - A estrutura das membranas deve-se primariamente à camada dupla de fosfolipídios (bicamada fosfolipídica). Esses lipídios são moléculas longas com uma extremidade hidrofílica (tem afinidade com a água-polar) e a cadeia hidrofóbica (não tem afinidade com a água-apolar). As membranas não são estáticas,

pois as suas moléculas não estão rigidamente ligadas. As moléculas lipídicas têm mobilidade lateral, chamada difusão lateral, dotando a bicamada de grande fluidez e flexibilidade, Por vezes, os fosfolípidos saltam de uma camada para a outra-flip-flops.

As proteínas são os principais componentes funcionais das membranas celulares. A maioria das proteínas da membrana celular está mergulhada na camada dupla do fosfolípidos, são as proteínas integrais, atuam no transporte de substâncias para dentro e fora da célula. Estas proteínas têm uma grande capacidade de movimentação e deslocamento. Outras, as proteínas periféricas, estão aderentes às extremidades de proteínas integrais.

Os glicolipídios formam parte da bicamada lipídica da membrana celular; a parte glicídica da molécula está orientada para o exterior da membrana plasmática e é um componente fundamental do glicocálix, onde atuam no reconhecimento celular e como recetores antigénicos.

O ATP armazena energia proveniente da respiração celular e da fotossíntese, para consumo imediato.

O Oxigénio apresenta carga negativa proveniente do fosfato.

Formação de ATP: Um radical fosfato inorgânico (Pi) é adicionado a uma molécula de ADP utilizando energia proveniente da decomposição da glicose.

O ATP ao neutralizar os oxigénios e clivar os fósforos transforma-se noutro composto (mais estável, porque apresenta menos eletrões instáveis, exemplo disso é o ADP). O magnésio é um dos compostos que pode neutralizar estas cargas negativas, transferindo assim o fosfato para as proteínas.

Pi → Proteína → Proteína fosforilada → Proteína ao ser fosforilada muda de forma, ou seja, realiza trabalho.

Produção e mobilização:

Assim, processos metabólicos como A + B → C que necessitem de grande quantidade de energia para acontecer ou não são espontâneos, ocorrem espontaneamente na presença de ATP, processo representado por:

A + B + ATP + H2O → C + ADP + P, o que garante o funcionamento de organismos vivos.

O ATP produzido é utilizado como reservatório de energia, nas células, em diversas atividades metabólicas.

O ATP é uma molécula termodinamicamente instável e cineticamente inerte (para reagir necessita de neutralizar as cargas negativas, ou seja, ficar lábil).

Os lípidos são biomoléculas compostas por carbono (C), hidrogénio (H) e oxigénio (O), fisicamente caracterizadas por serem insolúveis em água (porem todos eles existem em meio aquoso), e solúveis em solventes orgânicos.

A maior parte dos lípidos são anfipáticos (parte apolar e polar). Quando as moléculas anfipáticas estão dispersas em água, as suas partes hidrofóbicas afastam-se do solvente por auto agregação (interação hidrofóbica). Isto porque quantas mais forem as partes hidrofóbicas com a água, menor grau de liberdade esta terá, pois a molécula de água forma uma “jaula” em redor das partes hidrofóbicas. Como tal, de modo a que as moléculas anfipáticas possam ter maior grau de liberdade, estas juntam-se de maneira a que as moléculas de água estejam em contacto com as partes hidrofóbicas o menos número possível.

Os hidrocarbonetos não formam ligações de hidrogénio com a água, em vez disso, quando cercado de água, facilita a formação de ligações de hidrogénio com as próprias moléculas de água. Pondo em evidência que a água cria uma jaula á volta das partes hidrofóbicas dos lípidos.

ADP + fosfato(Pi) + energia → ATP (fosforilação oxidativa)+H2O

Esta auto agregação traduz-se em:

A tendência para a cadeia de hidrocarbonetos se afastar do solvente polar é conhecido como efeito hidrofóbico.

As bicamadas surgem através da ação de duas forças opostas:

Forças atrativas entre as cadeias de hidrocarbonetos (Van der Waals) causadas pelo efeito hidrofóbico

Forças repulsivas entre os grupos das cabeças polares.

Então a estabilidade da membrana dá-se essencialmente devido as forças de Van de Waals e das interações hidrofóbicas. As partes hidrofílicas estabelecem outra interação com as moléculas de H2O → Ligações intermoleculares apelidadas de pontes de hidrogénio, que permitem a estabilidade do meio aquoso.

Até aqui

Forças de Van der WaalsAs forças de Van der Waals diferenciam-se das ligações de hidrogénio e das

interações dipolo-dipolo por serem mais fracas em comparação a estas.

A interação química Dipolo-dipolo ou Dipolo Permanente é uma das propriedades de Van der Waals. É basicamente a força de atração que ocorre entre duas moléculas polares, ligando-as pelos seus respetivos polos, ou seja o polo positivo de uma molécula liga-se ao polo negativo da outra molécula, como vemos no exemplo abaixo:

O H é a parte + (positiva) da molécula e o Cl a parte - (negativa). Estas atrações são muito fracas, no entanto, contribuem para a estabilidade do meio.

É a natureza dos ácidos gordos que decide se o interior da dupla camada da membrana esta rígido ou mais fluido. Os ácidos gordos podem ser saturados ou insaturados:

Os ácidos graxos saturados são aqueles que não possuem dupla ligação entre os seus átomos de carbono ou outro grupo funcional ao longo da cadeia. Geralmente possuem uma forma reta, o que permite o seu armazenamento de forma muito eficiente.

Os ácidos graxos insaturados seguem o mesmo padrão dos ácidos graxos saturados, exceto pela existência de uma ou mais duplas ligações ao longo da cadeia.

A ligação dupla pode ter duas configurações: se o ácido gordo adquirir uma forma "linear", é dito que a ligação tem uma "configuração trans", mas se o ácido graxo forma uma "quina" a ligação possui configuração cis.

Uma configuração cis quer dizer que os átomos de carbonos adjacentes estão do mesmo lado da dupla ligação. A rigidez da dupla ligação torna o ácido graxo menos flexível. Quanto maior for o número de duplas ligações, maior é a curva do ácido graxo. O número total de ligações cis numa membrana vai influenciar a sua fluidez (flexibilidade).

Na configuração trans, os dois átomos de carbonos em ambas as extremidades da dupla ligação estão do lado oposto. Como consequência, não há dobramento da cadeia, e a sua conformação é muito semelhante a de um ácido graxo saturado.

Ex:. Em solução aquosa, os ácidos gordos tendem a agrupar-se em estruturas globulares denominadas micelas, em que a zona do ácido carboxílico ("cabeça") se situa na zona externa da micela, por ser a parte hidrofílica da molécula, enquanto que as "caudas" (hidrofóbicas) apontam para o interior da micela, evitando o contacto com o solvente polar. Também pode ocorrer a formação de bicamadas, com a mesma organização das micelas mas estruturando-se formando duas camadas, com

as "caudas" voltadas para o lado interno da bicamada. A estrutura em bicamada permite a existência de membranas que compartimentalizam a célula e a separam do meio exterior.

A presença de ácidos insaturados na bicamada lipídica influencia a fluidez da membrana. Uma bicamada composta apenas por ácidos gordos saturados apresenta um empacotamento denso, em que as cadeias longas de carbonos interagem intimamente através de ligações de van der Waals. Por esta razão, gorduras saturadas de cadeia longa são normalmente sólidas à temperatura ambiente (25°C). A presença de ligações duplas cis (mas não trans) introduz um ângulo na estrutura do ácido gordo que diminui a ordem do empacotamento e o número de interacções de van der Waals entre as cadeias. Como consequência, a estrutura da bicamada torna-se mais "aberta" e fluida, sendo necessária menos energia para perturbar o empacotamento dos ácidos gordos. Por esta razão, gorduras insaturadas são usualmente líquidas à temperatura ambiente.

O Colesterol é um dos esterois que entram na constituição da membrana celular.

Ligação sigma é uma ligação entre dois orbitais atômicos (a ligação efectua-se entre os dois nucleos). A ligação sigma pode ser dada como a ligação entre dois orbitais s, ou entre um orbital s e um p, ou ainda entre dois orbitais p, onde em todos esses casos os orbitais se interpenetram frontalmente.

Ligações pi(ou ligações π) são ligações químicas covalentes, nas quais dois lóbulos de um orbital eletrônico interseccionam dois lóbulos de outros orbitais eletrônicos (porem, as ligaçoes são feitas acima ou abaixo dos nucleos de ambos os atomos). É a ligação característica de compostos com duplas ou triplas ligações como o propeno e o etino.

Deve-se notar que em uma ligação dupla apenas uma ligação é pi, a outra é sigma (σ). Ligações sigma são mais estáveis.

Uma ligação simples (A-B) é sempre sigma.

Uma ligação dupla (A=B) é sempre uma ligação sigma e outra ligação pi.

Uma ligação tripla (AºB) é sempre uma ligação sigma e duas ligações pi.

Resumo de ligações sigma e pi

Hibridização do carbono