A Bioquímica

Bioquímica

• Macromoléculas

As bases da vida estão das macromoléculas, que são polímeros com peso molecular acima de 5000, que são montadas a partir de um precursor relativamente simples. Proteínas (polímeros de aas), carboidratos (polissacarídeos, polímeros de açúcares simples), lipídeos, acido nucleio e ribonucleico (polímeros de nucleotídeos) são exemplos de macromoléculas biológicas.

A química dos organismos esta organizada em torno do carbono (possui 4 elétrons livres), já que é uma molécula muito versátil podendo fazer grande variedade de ligações. O carbono realiza até quatro ligações simples, onde os átomos de carbono se projetam a partir do núcleo formando os quatro vértices de um tetraedro.

A maioria das biomoléculas pode ser considerada como derivada de hidrocarbonetos, tendo átomos de hidrogênio substituídos por uma grande variedade de grupos funcionais que conferem propriedades químicas específicas à molécula, formando várias famílias de compostos orgânicos.

Nas ligações simples o carbono faz uma angulação permitindo uma rotação livro no eixo a menos que haja grupamentos muito grandes ou carregados. Já nas ligações duplas ocorre uma rigidez maior e uma rotação limitada. [pic 1]

Carbonos assimétricos/quirais são moléculas que produz no espelho plano uma imagem que não pode sobrepor a ela, por se tratar de substancias diferentes, mas com a mesma forma moléculas, tais isômeros são chamados de enantiômeros. Podem ser classificados como d e l, denominados pelo fato do carbono assimétrico desviar o plano da luz polarizada, permitindo então a identificação do enatiômero desejado. Quando se desvia a luz no sentido horário é chamado de isômero dextrogiro, já quando desvia no sentido anti-horario é chamado de levogiro.

• A glicose a galactose são enantiômeros. Exemplo da talidamida que apresenta um enantiomero tetatogênico. Durante o desenvolvimento fetal na ausência de talidomida ptns são degradas normalmente via proteassoma, porem com a sua presença tais ptns continuam ativas podendo afetar o desenvolvimento.

1. Água

A água é a substância mais abundante nos sistemas vivos e no planeta. Para se entender a vida precisamos entender a água pois mesmo reações que ocorrem com o auxílio de enzimas, por exemplo, são influenciadas pela química da água. Os elétrons desemparelhados se repelem mais do que repelem as ligações OH, apresentando formato angular em V.

É sabido que a água é uma molécula polar, pois apresenta um polo negativo e outro positivo, isso graças a eletronegatividade do Oxigênio que é maior que a do Hidrogênio, fazendo com que o oxigênio atraia os elétrons.  Formando assim uma atração dipolo-dipolo (um polo negativo e outro positivo).

As moléculas de água são unidas por ligações de hidrogênio, normalmente um uma posição mais reta, sendo esta mais forte, do que se houvesse uma angulação na ligação de hidrogênio o que faria com que a ligação se quebrasse mais facilmente.

Tais ligações não são exclusivas da água [ex:  álcool e água; Carbonil e água; entre grupamentos peptídicos], podendo então ocorrer em outras moléculas.  Por exemplo, hidrogênio ligado a átomos de carbono não participam das ligações de hidrogênio, pois é carbono é apenas levemente mais eletronegativo que o hidrogênio.

PONTE X LIGAÇÕES DE HIGROGÊNIO

Ponte de Hidrogênio: Ligação entre três centros e dois elétrons onde o hidrogênio está ligado a outros dois núcleos menos eletronegativos (Três átomos estão unidos por apenas dois elétrons por meio do átomo de hidrogênio).

Ligação de Hidrogênio: Interação intermolecular de três centros e quatro elétrons, onde o hidrogênio está ligado covalentemente a um átomo com caráter bastante negativo e é atraído por outro que é uma base de Lewis.

Outras ligações mantém a união dos átomos como: ligações covalentes, união de átomos com compartilhamento de um ou mais elétrons do orbital mais externo, sendo altamente direcional com ângulos específicos e muito estáveis já que requere muita energia para ser quebrada.  Não covalente (ligações de hidrogênio, interações iônicas, interações hidrofóbicas, interações de van der Waals), estabilizam estruturas e dão grande flexibilidade estrutural.

A água tende a minimizar seu contato com moléculas hidrofóbicas, por estas moléculas serem insolúveis ou dificilmente solúveis em água, hidrofóbicas.  Moléculas anfipáticas ou anfifílicas possuem segmentos polares e apolares, sendo simultaneamente hidrofílicas e hidrofóbicas, tendem a se organizar com as partes hidrofílicas para fora e hidrofóbicas para dentro.

1. Carboidratos

São as biomoléculas mais abundantes da Terra, e sua oxidação é a principal via metabólica que fornece energia para a maioria das células não-fotossintéticas.