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Título : Carboidratos

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CARBOIDRATOS

 

           Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, apresentam como fórmula geral: CnH2nOn, e  são moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:

 - Fonte de energia;

 - Reserva de energia;

 - Estrutural;

 - Matéria-prima para a biossíntese de outras biomoléculas.

            Na biosfera, há provavelmente mais carboidratos do que todas as outras matérias orgânicas juntas, graças à grande abundância, no reino vegetal, de dois polímeros da D-glucose, o amido e a celulose. O carboidrato é a única fonte de energia aceita pelo cérebro, importante para o funcionamento do coração e de todo sistema nervoso. O corpo armazena carboidratos em três lugares: fígado (300 a 400g), músculo (glicogênio) e sangue (glicose). Os carboidratos evitam que nossos músculos sejam digeridos para produção de energia, por isso se sua dieta for baixa em carboidratos, o corpo faz canibalismo muscular.

São classificados em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

 

Monossacarídeos

Os monossacarídeos geralmente têm sabor adocicado, de fórmula estrutural Cn(H2O)n. Esse "n" pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses e hexoses. Não sofrem hidrólise : Glicose - Frutose - Galactose - Manose

Os monossacarídeos ou açúcares simples constituem as moléculas dos carboidratos, as quais são relativamente pequenas, solúveis em água e não hidrolisáveis.

 

Pentoses:

-Ribose C5H10O5 forma o RNA

-Desoxiribose C5H10O4 forma o DNA

Pentoses são monossacarídeos de 5 carbonos. Para os seres vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose, que entram na composição química dos ácidos nucleícos, os quais comandam e coordenam as funções celulares.

 

Hexoses:

-Glicose: C6H12O6

-Frutose: C6H12O6

-Galactose: C6H12O6

Hexoses são monossacarídeos de 6 carbonos, que obedecem à fórmula geral - CnH2n0n (n=6). As hexoses mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, principais fontes de energia para os seres vivos. Ricas em energia, as hexoses constituem os principais combustíveis das células. São naturalmente sintetizadas por fotossíntese, processo de absorção de energia da luz.

 

Oligossacarídeos

Grupamento de dois a dez monossacarídeos através de ligação glicosídica. Os mais importantes são os dissacarídios.

 

Dissacarídeos:

Quando, por hidrólise, produzem dois monossacarídeos. Exemplo de dissacarídios: Maltose, sacarose, lactose.

Exemplo:

Sacarose + H2O → glicose + frutose

Maltose + H2O → glicose + glicose

Lactose + H2O → glicose + galactose

 

 

Polissacarídeos

Sofrem hidrólise produzindo grande quantidade de monossacarídeos. Ocorrem no talo e folhas vegetais e camada externa de revestimento de grãos e são insolúveis em água.

Exemplo: Celulose, Amido e Glicogênio

Os polissacarídeos ou açúcares múltiplos são carboidratos formadas pela união de mais de dez moléculas monossacarídeas, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses. Ao contrário dos mono e dos dissacarídeos, os polissacarídeos são insolúveis em água; não alteram, pois, o equilíbrio osmótico das células e se prestam muito bem à função de armazenamento ou reserva nutritiva. De acordo com a função que exercem os polissacarídeos classificam-se em energéticos e estruturais. Polissacarídeos energéticos têm função de reserva nutritiva. Os mais importantes são o amido e o glicogênio.

 

Amido:

Principal produto de reserva nutritiva vegetal , o amido é geralmente encontrado em órgão de reserva nutritiva, como raízes do tipo tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes. Constitui um polímero de glicose (mais ou menos 1.400 unidades de glicose) com ligação glicossídica.

O amido constitui-se de dois tipos diferentes de polissacarídeos: a amilose com cerca de 1.000 unidades de glicose numa longa cadeia não ramificada enrolada em hélice e a amilopectina com cerca de 48 a 60 unidades de glicose dispostas em cadeias mais curtas e ramificadas. Espiral helicoidal da amilose.

 

Glicogênio:

Polissacarídeo de reserva nutritiva dos animais, o glicogênio é encontrado, principalmente, nos músculos. Também é produto de reserva dos fungos. Constitui um polímero de glicose (mais ou menos 30.000 resíduos de glicose) com ligação glicossídica e várias ramificações.

Polissacarídeos estruturais entram na formação de algumas estruturas do corpo dos seres vivos. Os mais importantes são a celulose e a quitina.

 

Quitina:

É um polissacarídeo que possui nitrogênio em suas unidades de acetilglicosamina. Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e é também encontrada na parede celular dos fungos. A quitina é um polímero de acetilglicosamina com ligações β.

 

Observação: Existem outros tipos de polissacarídeos denominados hetropolissacarídeos que originam, por hidrólise, vários tipos diferentes de monossacarídeos. Como, por exemplo, o ácido hialurônico, condroitinsulfato e a heparina.

Título : Respiração Celular I: Glicólise

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 GLICÓLISE

 

A glicose é o principal substrato para as reações energéticas, sendo a glicólise o principal processo de utilização energética da glicose, presente em todos os seres vivos, desde a mais antiga e simples bactéria até o mais recente e complexo organismo multicelular. A glicólise, entretanto, é um processo essencialmente anaeróbico, com o metabolismo aeróbico produzindo quase vinte vezes mais energia para os processos metabólicos intracelulares. Desta forma, o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória (Cadeia Transportadora de elétrons acoplada a Fosforilação Oxidativa) correspondem à seqüência natural do metabolismo da glicose e dos demais compostos energéticos (ácidos graxos e aminoácidos). A glicólise, também conhecida como via de Ebden-Meyerhof, é a primeira via metabólica da molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres vivos (a exceção dos vírus) realizam, invariavelmente, a glicólise seja em condições de aerobiose ou de anaerobiose, com as enzimas glicolíticas presentes no citoplasma.

A glicólise é um processo anaeróbio onde se observa a transformação de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato e em condições de aerobiose, o metabolismo da glicose prossegue com as demais vias produtoras de energia (ciclo de Krebs e cadeia respiratória), mas somente se a célula possuir mitocôndrias funcionais, uma vez que esses processos são todos intramitocondriais.

A glicólise ocorre em uma seqüência enzimática de 10 reações, divididas em duas fases: a primeira fase corresponde até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato e caracteriza-se como uma fase de gasto energético de 2 ATPs nas duas fosforilações; a segunda fase compreende desde as duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato até as duas moléculas de piruvato. Tal fase caracteriza-se pela produção energética de 4 ATPs em reações oxidativas enzimáticas independentes de oxigênio, utilizando o NADH como transportador de hidrogênios da reação de desidrogenação. O rendimento energético líquido final do metabolismo anaeróbio da glicose, portanto é de somente 2 ATPs.

Em condições de aerobiose, porém, o piruvato não é reduzido e sim oxidado nas mitocôndrias pelo complexo enzimático piruvato-desidrogenase (também chamado de piruvato-descarboxilase) havendo a formação de acetil-CoA e a liberação de uma molécula de CO2 por cada piruvato oxidado. É formado, também, um NADH na reação de desidrogenação, indo para a cadeia respiratória, uma vez que já está dentro das mitocôndrias. É importante observar que, havendo a oxidação do piruvato, o NADH (produzido na glicólise) que seria utilizado para sua redução, é poupado, possibilitando que os elétrons por ele transportados penetrem nas mitocôndrias e sejam convertidos em ATP (na cadeia respiratória).

A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros deles constituem a fase preparatória. Nestas reações a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose-1,6-bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações.

A seguir a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato; este é o passo em que ocorre a "lysis" que dá o nome ao processo. A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma Segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato, e com isso termina a primeira fase da glicólise. Desta forma, duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a molécula de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, depois, um retorno positivo para este investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato.

O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são investidas na fase preparatória da glicólise. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de duas moléculas de NADH a cada molécula de glicose.

Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações químicas são particularmente notáveis: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e 3. A transferência de átomos de hidrogênio ou elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto, o piruvato, depende do tipo de célula e das circunstâncias metabólicas.

            A figura abaixo ilustra a processo:

Título : Respiração Celular II: Ciclo de Krebs

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O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde a uma série de reações químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981). O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariotes e no citoplasma dos procariotes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular). O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja, possui reações catabólicas e anabólicas, com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2.

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