Professor: Hermes Cerqueira

Material: Citologia

Células-tronco.Têm ainda a capacidade de se transformar, num processo também conhecido pordiferenciação celular, em outros tecidos do corpo, como ossos, nervos, músculos esangue. Devido a essa característica, as células-tronco são importantes, principalmentena aplicação terapêutica, sendo potencialmente úteis em terapias de combate a doençascardiovasculares, neurodegenerativas e traumas na medula espinhal.O principal objetivo das pesquisas com células-tronco é usá-las para recuperar tecidosdanificados por essas doenças e traumas. São encontradas em células embrionárias eem vários locais do corpo, como no cordão umbilical, na medula óssea, no sangue, nofígado, na placenta e no líquido amniótico.

Sumário1. Citologia

Introdução Evolução da Citologia Teoria celular Membrana Celular Constituição da Membrana Plasmática Modelo do Mosaico Fluído Envoltórios externos à Membrana Plasmática Troca entre o meio intracelular e extracelular Concentração de uma solução Transporte passivo

difusão simples difusão facilitada osmose

Transporte Ativo bomba de sódio e potássio

Transporte mediado por vesículas Endocitose e exocitose

Citoplasma Organelas

Núcleo Celular Carioteca Estrutura dos cromossomos nas células eucarióticas Nucleoplasma Cromatina Nucléolo

Divisão Celular Função da divisão celular Cromossomos homólogos Ciclo celular Ciclo de vida dos seres humanos Fases do ciclo celular Interfase Fase mitótica

Mitose Citocinese Citocinese Animal

Fase Meiótica Primeira divisão – Meiose I Segunda divisão – Meiose II

2. Bioquímica – A Química da Vida Compostos Inorgânicos

Água A água e suas variações nos organismos Funções da água

Sais Minerais

Funções Noções Gerais Tabela de sais minerais

Compostos Orgânicos Vitaminas Carboidrato

Monossacarídeos Monossacarídeos de importância biológica

Dissacarídeos Principais dissacarídeos

Polissacarídeos Principais Polissacarídeos estruturais Principais polissacarídeos energéticos

Lipídios Proteínas

3. Bioenergética - metabolismo energético

- Transportadores de hidrogênio- Fotossintese

- Etapa fotoquímica- Etapa quimica - Ciclo de Calvin

- Respiração- Importância da respiração- Tipos de respiração

- Respiração aeróbica- Glicólise- Ciclo de krebs- Cadeia respiratória

- Respiração anaeróbica – fermentação- Fermentação alcóolica- Ffermentação láctica

- Quimiossintese

Sites Interessanteswww.sobiologia.com.br

www.colegioweb.com.br

www.mundoeducacao.com.br

www.infoescola.com

www.todabiologia.com

www.brasilescola.com/biologia

www.eciencia.usp.br/laboratoriovirtual/index.html

www.museuvirtual.unb.br

www.qieducacao.com/p/biologia.html

obs: todos os sites acima foram utilizados como fonte de pesquisas para

desenvolvimento deste material de citologia.

ReferênciasAMABIS, J.M; MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia Moderna. 3ª ed. São Paulo.

Editora Moderna, v. Único, 2010.

LOPES, S; ROSSO, S. Bio. 2ª ed. São Paulo. Editora Saraiva, v. Único, 2010.

LAGO, S; ADOLFO, A; CROZETTA, M. Biologia para ensino médio: curso completo. 1ª ed.

São Paulo. IBEP, 2006.

1. Citologia

IntroduçãoA área da Biologia que estuda a célula é a Citologia (do grego: cito = célula; logos =

estudo). A Citologia estuda as células no que diz respeito à sua estrutura, suas funções e

sua importância na complexidade dos seres vivos. Com exceção dos vírus, todos os seres

vivos são formados por células.

Evolução da CitologiaO primeiro pesquisador a registrar suas observações foi o

holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723). Usando

microscópios de sua própria construção, dotados de lente

única (microscópio simples), observou e relatou as formas e

o comportamento dos microorganismos, sendo por isso

considerado o pai da Microbiologia.

Figura: holandês Anton van Leeuwenhoek

Figura: Microscópio Simples, com uma só lente de aumento, usado por Leeuwenhoek.

A célula foi descoberta em 1665 pelo inglês Robert Hooke, que observa um pedaço de

cortiça (tecido vegetal morto) usando um conjunto de lentes de aumento, microscópio.

Hooke, observou na ampliação do material que o mesmo era formado por pequenos

compartimentos vazios que mais parecia com os quartos que os monges da época

utilizavam para dormir, como estes compartimentos utilizados pelos monges eram

denominados de célula, batizou os espaços observados naquele pedaço de cortiça de

células.Figura: Robert Hooke, Microscópio e Fotografia das observações do tecido.

Com a invenção do Microscópio óptico foi possível observar estruturas nunca antes vistas

pelo homem, as células. Essas estruturas foram mais bem estudadas com a utilização de

técnicas de citoquímica e o auxílio fundamental do microscópio eletrônico.

Figura 1: Microscópio Óptico Figura 2: Microscópio Eletrônico

DICA: Unidades de Medida usadas na CitologiaO metro é a unidade básica do comprimento – Sistema Internacional de Unidades – todas

as outras unidades são derivadas dele. As principais subdivisões do metro utilizadas na

Citologia, são:

milímetro (mm): metro dividido por mil;

micrômetro (µm): metro dividido por milhão;

nanômetro (nm): metro dividido por bilhão;

A Teoria CelularAtravés das descobertas acerca das células, criou-se a teoria celular, tendo em vista seus

fundamentos:

De acordo com a teoria celular todos os seres vivos se formam através das células, sendo

que alguns possuem o corpo composto somente por uma célula, e essa possui a

capacidade de dar forma e característica aos seres vivos.

A menor unidade viva é a célula que é responsável por oferecer mecanismos

fundamentais a um organismo, e que, além disso, provocam as reações do metabolismo,

em suma a célula é uma unidade fisiológica dos seres vivos.

As células são oriundas de outras células e levam consigo as informações hereditárias.

A Célula, unidade funcional de um organismo, capaz de atuar de maneira autônoma.

Alguns organismos microscópicos, como bactérias e protozoários, são células únicas,

enquanto os animais e plantas são formados por muitos milhões de células organizadas

em tecidos e órgãos.

Membrana CelularUma célula viva é um compartimento microscópico, isolado do ambiente por pelo menos

uma barreira: a membrana plasmática. Está é uma película extremamente fina e delicada,

que exerce severa “fiscalização” sobre todas as substâncias e partículas que entram e

saem da célula.

Constituição Química da Membrana PlasmáticaEstudos com membranas plasmáticas isoladas revelam que seus componentes maisabundantes são fosfolipídios, colesterol e proteínas. É por isso que se costumam dizerque as membranas plasmáticas têm constituição lipoprotéica.

Vamos Pensar! Porque os Lipídios se organizam dessa forma na membrana plasmática?

Figura: Componentes da Membrana Plasmática

Modelo do Mosaico FluidoA disposição das moléculas na membranaplasmática foi elucidada recentemente, sendo queos lipídios formam uma camada dupla e contínua,no meio da qual se encaixam moléculas deproteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida,de consistência oleosa, e as proteínas mudam deposição continuamente, como se fossem peçasde um mosaico. Esse modelo foi sugerido pordois pesquisadores, Singer e Nicholson, erecebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido.

Figura: Mosaico Fluido

Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têmdiversas funções. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira dabicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem amobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.

A membrana plasmática seleciona a passagem destas substâncias e ela possui, destaforma, uma permeabilidade seletiva. A camada fosfolipídica da membrana plasmáticafunciona como uma barreira fluida (maleável) e permite a passagem de substânciasdiretamente através dela.

Vamos Pensar! O que aconteceria com a célula se a membrana plasmática nãopermitisse a entrada e/ou saída de substâncias dela?

Envoltórios externos à membrana plasmáticaA membrana plasmática é uma estrutura complexa e extremamente frágil, há envoltóriosexternos que a protege e a auxilia na realização de algumas de suas funções. Essas estruturas são:

Glicocálix

Parede Celular

O glicocálix está presente na maioria das células animais e em certos protozoários. Nacélula animal pode estar diretamente associado à membrana, formando uma malhaprotetora que lembra uma casca. É constituído, como o próprio nome já determina, deglicídios, associados a proteínas ou lipídeos. As células vegetais apresentam ainda uma estrutura integrada à parede celulósica, quepermite a comunicação de substâncias entre as células vizinhas. São pequenos canais,conhecidos como plasmodesmos.

A parede bacteriana é uma estrutura complexa e resistente, tendo como principal funçãoimpedir o rompimento da membrana celular em meios hipotônicos. Já em relação àsparedes celulares, essas estão presentes em bactérias, fungos, certos protozoários, algase plantas.

Nas plantas e nas algas a parede celular é formada pela celulose, sendo tambémconhecida como parede celulósica.

Parede Celular Glicocálix

Troca entre o meio Intracelular e ExtracelularOs transportes de substâncias e troca entre a célula e o meio externo podem seragrupados em três categorias:

Transporte Passivo: difusão, osmose e difusão facilitada

Transporte Ativo: bomba de sódio e potássio

Transporte mediado por Vesículas: endocitose e exocitose

Concentração de uma soluçãoSolução é o termo utilizado para representar uma quantidade de moléculas dissolvidasem qualquer líquido.

Soluto são as moléculas dissolvidas ( açúcar, íons, aminoácido).

Solvente é o líquido utilizado para dissolver o soluto (água).

A água é conhecida como solvente universal. Estudaremos melhor as propriedades daágua no capítulo sobre Química da Vida.

A concentração da solução é determinada pela quantidade de soluto que foi dissolvidonum determinado solvente.

A concentração da solução se tora maior quanto maior for a quantidade de solutodissolvido na mesma quantidade de solvente. Vejamos os exemplos:

Isotônicas são soluções que apresentam a mesma concentração.

Soluções com concentrações diferentes podem ser Hipertônicas (mais concentrada) ouHipotônicas (menos concentrada). Note que só é possível definir a concentração de umasolução se comparada a uma outra solução.

Transporte PassivoTipo de transporte que ocorre na membrana plasmática, a favor do gradiente deconcentração, sem necessitar gastar energia produzida no metabolismo celular.

Difusão Simples: consiste na passagem espontânea de micro moléculas ou íons, comoas de água, gás carbônico e oxigênio, pela região lipídica da membrana plasmática,deslocando-se do local de maior concentração (hipertônico) para o de menorconcentração (hipotônico), tendendo a homogeneizar a concentração.

Difusão Facilitada: alguns Íons (cálcio, cloro, sódo, potássio, etc) e moléculas maiores(aminoácidos, glicose, vitaminas) e que não são lipossolúveis não conseguem atravessara membrana espontaneamente, ou fazem esse movimento com velocidade muito baixa,em razão da permeabilidade seletiva. Diante dessas condições, se ligam a proteínas demembrana (permeases) para que seja facilitado o transporte que por meio de difusãosimples demorariam muito tempo para passar. É importante saber que existempermeases específicas para cada tipo molecular.

Osmose: caso especial de difusão, caracterizada pela difusão de moléculas de água pormeio de uma membrana semipermeável de um meio hipotônico (com maior concentraçãode água) para um hipertônico (menor concentração de água), também é um tipo detransporte passivo.

Vamos Pensar! O que acontece se colocarmos uma célula animal em um meiohipertônico? E em um meio hipotônico? O mesmo comportamento acontece com umacélula vegetal?

Vamos Pensar! Qual a relação da fabricação da carne do sol com os processos detransporte da membrana celular?

Vamos Pensar! Temperando a salada – vamos fazer um tempero com vinagre, limão, sale azeite. Devemos temperar antes da horado almoço ou na hora de servir a refeição?

Transporte AtivoTipo de transporte que ocorre namembrana plasmática, contra o gradientede concentração, necessitando gastarenergia produzida pelo metabolismocelular.

Bomba de Sódio e PotássioEsse processo só é possível graças àpresença de certas proteínas namembrana plasmática que, com o gasto deenergia, são capazes de se combinar com

a substância ou íon e transportá-lo para a região em que está mais concentrado. Para queisso ocorra, a proteína sofre uma mudança em sua forma para receber a substância ou oíon. É importante salientar, que a energia necessária a esta mudança é proveniente daquebra da molécula de ATP (adenosina trifosfato) em ADP (adenosina difosfato) e fosfato.

A bomba de sódio e potássio é um exemplo de transporte ativo. A concentração dosódio é maior no meio extracelular enquanto a de potássio é maior no meio intercelular. Amanutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas transportadoras descritasanteriormente que capturam íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora dacélula. No meio extracelular, capturam os íons potássio (K+) e os bombeiam para o meiointerno. Figura: Esquema da Bomba de sódio e Potássio

Transporte Mediado por Vesículas

Endocitose e ExocitoseEndocitose é um processo por onde as células consomem materiais através damembrana plasmática. Pode ocorrer de duas formas básicas:

Pinocitose: Ocorre quando as células ingerem moléculas em estado líquidocomplementando a fagocitose. Este processo exige queima de energia na forma de ATP.É comum em células eucarióticas.

Fagocitose: Processo por onde as células amebóides ou os fagócitos envolvempartículas sólidas e as ingerem. É utilizado pelos leucócitos quando detectam corposestranhos dentro do organismo.

A exocitose é o inverso da endocitose, onde as células eliminam e purificam substânciasatravés da mudança ocorrida na membrana plasmática.

Esse processo é frequente em células com função secretora, como as do pâncreas, porexemplo, que secretam insulina e glucagon (hormônios lançados na corrente sanguineaque atuam no metabolismo celular).

O mecanismo de endocitose envolvem a ingestão de material, enquanto que a exocitoseenvolve a eliminação de material.

Leitura Complementar

Você sabe o que é o pus que se forma nos ferimentos infeccionados?

Quando nossa pele sofre um ferimento, pode ocorrer infecção por bactérias. Verdadeiros"exércitos" de um tipo especial de leucócito(glóbulo branco do sangue), os neutrófilos,saem dos nossos vasos sanguíneos e vão combater as bactérias invasoras. Esseprocesso de atravessar a parede dos capilares é denominado diapedese. Os neutrófilosfagocitam ativamente as bactérias mas acabam morrendo e, juntamente com as váriasbactérias que ingerem, formam o pus nos ferimentos infeccionados.Outro tipo de célula, os macrófagos, chega então para fazer a "limpeza".

Os macrófagos ocorrem em tecidos conjuntivos de nosso corpo e derivam de um tipo deglóbulo branco denominado monócito. Este sai por diapedese do vaso sanguíneo e setransforma em macrófago, dirigindo-se ao local da infecção, onde vai atuar.

Fonte: (Sônia Lopes volume único BIO editora SARAIVA)

O CitoplasmaO citoplasma é constituído por um material mais ou menos viscoso , chamadohialoplasma. Nele estão mergulhadas estruturas consideradas vivas, os orgânulos docitoplasma. Citoesqueleto são fibras de proteínas finíssimas no hialoplasma: osmicrotúbulos, os microfilamentos e os filamentos intermediários.

O Hialoplasma - Quimicamente o hialoplasma é constituído de água e moléculas deproteína, formando uma dispersão que os químicos chamam de colóide. Pode serencontrado em dois estados: o gel – de consistência gelatinosa; ocorre pela diminuição darepulsão micelar; tem aspecto claro e encontra-se na região mais periférica (ectoplasma)– e o sol – mais fluido, forma o endoplasma, onde encontram-se a maioria das organelascitoplasmáticas.

A ciclose - É uma corrente citoplasmática orientada num certo sentido, sendo bem visívelespecialmente no endoplasma de muitas células vegetais. A velocidade da ciclose éaumentada pela elevação da luz e da temperatura.

O movimento amebóide - É o movimento das amebas e dos glóbulos brancos que sãocapazes de formar pseudópodes. Tudo se passa como o pseudópode se destruísse naparte traseira e se reconstruísse na dianteira, dessa forma a ameba se locomove.

O retículo endoplasmático - São um sistema de membranas duplas, lipoprotéicas. Essasmembranas constituem as vezes, sacos achatados e, outras vezes túbulos. Conhecem-sedois tipos de retículos: O retículo endoplasmático não granuloso (liso ou agranular),constituído apenas por membranas e o retículo endoplasmático granuloso (granular ourugoso) que possui aderidos ao lado externo das membranas grânulos chamadosribossomos.

O retículo endoplasmático liso têm algumas funções bem óbvias.

Facilitar reações enzimáticas - As enzimas ficam associadas as sua membrana. -Promover a síntese de lipídios na célula - O retículo produz triglicerídeos,fosfolipídios e esteroides;

Transportar substâncias no interior da célula, desta para o meio e vice-versa;

suas membranas se comunicam com a carioteca e a membrana plasmática

movimentando-se. Regular a pressão osmótica;

o retículo para regular a pressão osmótica retira o hialoplasma e armazenasubstâncias em suas cavidades.- Armazena substâncias produzidas;

Os vacúolos das células vegetais são partes hipertrofiadas do retículo dessascélulas onde armazenam: água, sais, açúcares e pigmentos.

Quanto ao retículo rugoso além de desempenhar todas as funções do retículo liso eleainda sintetiza proteínas, devido a presença de ribossomos.

Os ribossomos - Podem ser encontrados livremente no hialoplasma, ou então presos unsaos outros por uma fita de RNA; neste caso são chamados polissomos ou poliribossomos.Cada ribossomo é constituído por duas subunidades. Quimicamente essas estruturas sãoconstituídas por RNA e proteínas. Os ribossomos quando associados a uma fita de RNA ,juntam os aminoácidos de citoplasma para formar cadeias de proteínas.

Complexo Golgiense - é constituído de várias unidades menores, os dictiossomos. Cadadictiossomo é composto por uma pilha de cinco ou mais sacos achatados, feitos demembrana dupla lipoproteica, e disposto de forma regular.

Nas bordas dos sacos podem ser observadas vesículas em processo de brotamento, sedifere do retículo endoplasmático liso devido ao empilhamento regular dos sacosachatados enquanto os componentes do retículo se distribuem de forma irregular nacélula. Os papéis do complexo golgiense:

Secreção da célula de ácino pancreático - Os ácinos são pequenas estruturasglandulares que secretam as enzimas do suco pancreático;

Secreção de muco das células caliciformes do intestino - Na mucosa intestinal,existem células especiais em forma de cálice que produzem um liquido lubrificantee protetor, chamado muco. O muco é um material complexo, constituídoprincipalmente por glicoproteínas ( proteínas ligadas a polissacarídeos);

O complexo golgiense também é responsável pela secreção da primeira paredeque separa duas células vegetais em divisão;

O acrossomo do espermatozoide é secretado pelo complexo golgiense;

O complexo golgiense origina os lisossomos, vesículas cheias de enzimas.

Núcleo CelularO núcleo é uma estrutura presente nas células eucarióticas e responsável pelo controledas funções celulares. O núcleo é constituído pela carioteca, nucleoplasma, cromatina enucléolo.

As células podem ser classificadas, quanto à presença da membrana que reveste onúcleo (carioteca), como eucariontes (carioteca presente) e procariontes (sem carioteca).

Célula Eucarionte com seu núcleo organizado pela presença da carioteca:

Figura 1: Célula Eucarionte (carioteca presente)

Célula Procarionte com seu núcleo desorganizado. Note que não existe membrana(carioteca) para proteção do material genético.

Figura 2: Célula Procarionte (carioteca ausente)

CariotecaA carioteca separa o material nuclear do citoplasma. É composto por duas membranaslipoproteicas com um espaço entre essas membranas denominado: espaço perinuclear.

A carioteca apresenta poros com complexo de proteínas que controlam e regulam aentrada e saída de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.

Estrutura dos cromossomos nas células eucarióticas

Nos seres eucariontes, as moléculas de DNA encontram-se no núcleo das células,constituindo estruturas filamentosas complexas designadas de cromossomas. Cadaporção de DNA associada às histonas (proteínas que estão associadas as moléculas deDNA), constitui um filamento de cromatina.

“As histonas são grupos de proteínas solúveis em água, ricas em aminoácidos básicosque se associam ao DNA dos eucariontes, formando os nucleossomos, unidadesformadoras da cromatina.”O DNA contém a informação genética, enquanto que as protéinas são responsaveis pelaforma física do cromossoma e pela regulação da atividade do DNA.

Os filamentos de cromatina (que como já sabemos é o conjunto do DNA associado aproteínas) encontram-se na maior parte do tempo, dispersos no núcleo da célula, sendochamados de cromatina dispersa. Contudo, quando a célula está em divisão, estesfilamentos sofrem um processo de condensação, originando filamentos curtos e espessosdesignados cromossomas ou cromatina condensada. A este processo de condensaçãochama-se espiralização.Na fase de condensação, cada cromossomo é constituído por 2 cromátides, que resultamsempre de uma duplicação do filamento inicial de cromatina, que ocorreu anteriormente.Assim, cada um dos cromátide é formada por uma molécula de DNA e por histonas quelhe estão associadas. Os cromátides de um cromossomo encontram-se unidas por umaestrutura sólida e resistente designada de centrômero, com uma sequencia de DNAespecífica, à qual se liga um disco proteico.

Tipos de Célula quanto à quantidade de Núcleos Mononucleadas: apresentam apenas um núcleo;

Binucleadas: apresentam dois núcleos como certas espécies de protistas ciliados;

Multinucleadas: apresentam vários núcleos como as células musculares estriaasda musculatura esquelética do corpo humano;

Anucleadas: durante a fase de diferenciação perdem o núcleo, como as hemácias(células do sangue) da maioria dos mamíferos.

NucleoplasmaO nucleoplasma é a solução aquosa que é delimitada pela carioteca e contém diversostipos de íons e moléculas, tais como: ATP, enzimas, nucleotídeos e proteínas.

CromatinaEste nome ocorreu no século XIX quando os citologistas, ao utilizarem corantes para aobservação de células ao microscópio, verificaram que determinadas regiões do núcleodestacavam-se do restante da célula porque ficavam coradas mais intensamente.Passaram a chamar essas regiões de cromatina.

A cromatina é o conjunto de filamentos longos e finos que se condensam antes da divisãocelular para formar os cromossomos. Cada filamento é um cromossomo composto poruma única molécula de DNA e proteínas específicas, como as denominadas histonas.

A cromatina é o cromossomo enquanto a célula não está em divisão.

A cromatina é caracterizada por duas regiões distintas:

Heterocromatina

regiões mais coradas, mais condensadas.

Eucromatina

regiões menos coradas, menos condensadas;

onde se localizam os genes ativos das células.

NucléoloOs nucléolos são corpúsculos densos e esféricos não delimitados por membranas evisíveis ao microscópio quando as células não estão em divisão.

São regiões do núcleo onde os ribossomos são formados, por isso apresentam grandequantidade de ácido ribonucleico (RNA), componente estrutural dos ribossomos.

O nucléolo é uma estrutura em constante renovação, pois o RNA ribossômico, que éproduzido continuamente a partir do DNA de cromossomos denominados organizadoresde nucléolos, vai compor os ribossomos que vão desempenhar sua função no citoplasma.

Figura: organização do nucléolo e formação dos ribossomos.

DICA

Atualmente é comum se ouvir falar nas diversas pesquisas que estão sendo feitas com achamada célula tronco, ou também célula mãe ou até mesmo célula estaminal, ondemuitos pesquisadores estão em busca da cura paradiversos tipos de câncer e outras doençasdegenerativas. O transplante de órgãos foi algo quemarcou a história da medicina, onde é a principalsolução para cura de várias doenças, mas o queestão visando os novos pesquisadores é cura devárias enfermidades, sem a necessidade de setransplantar órgãos e sim por meio de células tronco.

Mas tal prática além de ser constada que é bastante poderosa, gera muita polêmica, poisvárias nações e entidades não permitem nem ao menos pesquisas com células tronco. OBrasil permite tais pesquisas através de células tronco embrionárias, mas mesmo assim opaís estipula uma série de regras para que as pesquisas sejam de fato realizadas.Existem duas formas de extração de células tronco, que são através de célulasembrionárias, onde encontradas no embrião humano, e células adultas, que podem serextraídas de diversos tecidos, como sangue, medula óssea, etc.

Divisão CelularO processo de divisão celular é muito importante para a reprodução, crescimento edesenvolvimento de todos os seres vivos. Para isso se faz necessário entender o queacontece com o núcleo e com a célula como um todo durante a preparação para divisão ena divisão.

Função da divisão celularA divisão celular tem como função (através da sua capacidade metabólica) a manutençãoda vida enquanto conseguir (uma célula dá origem a uma outra célula).Através desta divisão as células-filhas terão pelo menos metade ou a mesma quantidadede material genético da mãe onde há uma hereditariedade através da divisão celularnormal, tendo como função e como finalidade passar o programa genético de umageração celular para a geração seguinte (a cromatina da célula mãe, é replicada ouseparada recebendo as células filhas uma quantidade do DNA da mãe).Na maioria dos seres unicelulares, a divisão conduz á reprodução do individuo, dandoorigem a duas células independentes, que irão constituir dois novos indivíduos.

Nos seres vivos multicelulares, a divisão celular permite a regeneração das células ouparte de órgãos que foram danificados ou a renovação das que envelheceram emorreram.

No caso do Homem o seu crescimento para, mas as divisões celulares continuam,assegurando a regeneração das células sanguíneas e da pele entre outras.

A divisão pode ocorrer com diferentes velocidades e consequentemente temposdiferentes, consoante os tecidos celulares em questão, visto que estes possuemdiferentes funções (células especializadas). Factores externos, como a temperatura ou adisponibilidade de nutrientes também afetam a duração do ciclo e respectivas etapas.

Durante a divisão celular, dois aspectos importantes acontecem:

divisão do núcleo (cariocinese) divisão do citoplasma (citocinese)

Nos seres eucariontes podemos identificar dois tipos de divisão celular:

Mitose: uma célula dá origem a duas outras com o mesmo número de cromossomos dacélula inicial. Divisão utilizada por seres que fazem reprodução assexuada, ou para ocrescimento de organismos multicelulares (formação dos tecidos, órgãos e sistemas),além de regenerar os tecidos em caso, por exemplo, de um ferimento.

Meiose: uma célula dá origem a quatro, cada uma com a metade do número decromossomos da célula inicial. Divisão utilizada para formação da maioria dos gametas.

Tipo de células quanto à quantidade de cromossomos no seu núcleo:

Diploides: possuem pares de cromossomos homólogos e são representadas por 2n.Também conhecidas por célula somática, compõem o corpo dos seres multicelulares.

Haploides: possuem apenas um cromossomo de cada par de homólogos e sãorepresentadas por n. Também conhecidas por células sexuais ou gamética, formam osgametas da maioria das espécies.

Os cromossomos homólogos Possuem genes relacionados aos mesmos caracteres e situados em posiçõescorrespondentes. O lugar que cada gene ocupa nos cromossomos chama-se lócusgênico. Assim os cromossomos homólogos apresentam a mesma sequência de lócusgênico.

Ciclo celular

O Ciclo celular é definido como o crescimento e a divisão da célula, de forma contínua erepetitiva. Considera-se assim o ciclo celular, como sendo o conjunto de transformaçõesque decorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que ela própria, pordivisão, origina duas células.O mecanismo que faz com que as células se multiplicam, dando origem a outras célulastem o nome de divisão celular. A célula que se divide é chamada célula original ou mãe eas novas células são as células-filhas. Posteriormente estas células filhas poderãotambém tornar-se células mães, numa nova geração.

Ciclo de Vida dos Seres HumanosOs seres humanos são gerados pelo processo de fecundação cruzada, interna, onde ogameta masculino (espermatozoide n=23) encontra-se com o gameta feminino (óvulon=23) gerando a célula ovo (zigoto 2n=46). A partir desse momento a célula zigotopassara por várias divisões mitóticas, processos de diferenciação e especializaçãocelular, até alcançar o estágio de formação completa do embrião, nascendo assim umacriança que para atingir a fase adulta de maturação sexual, passará por outros váriosprocessos de divisão celular (mitose) para o seu crescimento e desenvolvimento. Aoatingir a maturação sexual os dois sexos estarão prontos para liberar os seus gametasque foram produzido nas suas gônadas através da divisão meiótica. Dando inicio assim aum novo ciclo de vida dos seres humanos.

Fases do Ciclo celularDepois de uma célula se dividir, é necessário algum tempo para que essa célula estejapronta para uma nova divisão, reiniciando-se todo o processo. A alternância entreperíodos de divisão e períodos de não divisão chama-se Ciclo Celular. Este ciclo por suavez, é constituído por 2 fases principais:

Interfase (G1, S, G2) - Consiste no fim de uma divisão celular e no início daseguinte.

Fase mitótica ou período da divisão celular (Mitose e Citocinese) – Como o nomeindica esta fase corresponde ao período em que ocorre a divisão celular.

InterfaseA interfase, ou seja, a fase entre duas divisões mitóticas, já foi considerada a fase derepouso da célula mas tal não é, de todo, verdade. Esta é uma fase em que oscromossomas não são visíveis ao microscópio óptico. A interfase pode ser subdividida emtrês partes:

Fase G1 - a designação desta etapa deriva de GAP = intervalo, e decorreimediatamente após a mitose. É um período de intensa atividade bioquímica, noqual a célula cresce em volume e o número de organelos aumenta. Para que acélula passe para a fase seguinte do ciclo é necessário que atinja um ponto críticodesignado ponto de restrição ou start, momento em que se dão mudanças internas;

Fase S - esta é a fase de síntese (S) de DNA e, aparentemente, requer um sinalcitoplasmático para que se inicie. Cada cromossomo é duplicado longitudinalmente,passando a ser formado por dois cromátides (replicação semi-conservativa) . Nestaetapa numerosas proteínas (histonas, por exemplo) são igualmente sintetizadas;

Fase G2 - esta fase conduz diretamente á mitose e permite formar estruturas comela diretamente relacionadas, como as fibras do fuso acromático.A afirmação: “a interfase é um período preparatório e indispensável para que amitose ocorra”, baseia-se no facto de para que a mitose ocorra, é necessário queexista a duplicação quer do material genético, quer dos restantes constituintescelulares para que, a partir da célula-mãe, sejam produzidas 2 células-filhas. Ainterfase é um período em que esses processos de duplicação, sendo por isso umafase indispensável para que a divisão celular se faça.

Além disso, e tão importante como a interfase é o estado em que a maior parte dascélulas mais especializadas permanece a maior parte do tempo, corresponde ao períodoem que elas desempenham suas funções específicas (ficam na fase G1, de crescimentocelular).

Fase Mitótica A fase mitótica embora varie em aspectos mínimos de um organismo para outro, a basedo seu processo é semelhante na maior parte das células eucarióticas. Nesta fase podemser consideradas 2 etapas:

Mitose ou Cariocinese (divisão do núcleo) Citocinese (divisão do citoplasma)

A mitose é um processo contínuo mas geralmente consideram-se, por uma questão de

facilidade, quatro etapas: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase. No decorrer destas

etapas, o material genético sintetizado na fase S do ciclo celular é dividido igualmente por

dois núcleos filhos. Este processo está associado à divisão de células somáticas.

MitoseAs etapas da mitose, propriamente dita, decorrem da seguinte forma:

1. Célula animal em Prófase - vista ao Microscópio Óptico a transição entre a fase G2e a Prófase não é nítida. Durante esta etapa, a mais longa de todo o processomitótico, a cromatina condensa-se gradualmente em cromossomos bem definidos.Durante este processo é visível que cada cromossomo é compostos por doiscromátides enrolados um no outro, pois o DNA foi duplicado durante a fase S. Nofinal da Prófase as cromátides estão visíveis lado a lado, unidos pelo centrômero,uma sequência específica de DNA que ligará a molécula ás fibras do fusoacromático. A presença do centrômero divide cada cromátide em dois braços. Édurante esta fase que surge em volta do núcleo a chamada zona clara, que contémos microtúbulos. Estes inicialmente estão orientados ao acaso mas no fim da etapaestão alinhados paralelamente á superfície do núcleo, ao longo do eixo do fusoacromático. O nucléolo desintegra-se e, determinando o final da etapa, o invólucronuclear desaparece.

2. Célula animal em Metáfase - esta etapa inicia-se com a formação do fusoacromático, uma estrutura tridimensional larga no centro e afilada nasextremidades, que ocupa a área anteriormente ocupada pelo núcleo. As fibras dofuso são feixes de microtúbulos e vão-se ligar a complexos proteicosespecializados - cinetócoro - desenvolvidos nos centrômeros durante a Prófase.

Estes microtúbulos do cinetócoro estendem-se, juntamente com os microtúbulospolares, para os polos da célula. Através deles vai ocorrer o alinhamento doscromossomos no centro do fuso, formando a placa equatorial. Nesta situação oscromátides estão em posição de se separarem. O alinhamento das fibras do fusoacromático ocorre a partir dos centros de organização dos microtúbulos. Emanimais e protistas esse centro organizador é o centrossomo, uma nuvem dematerial amorfo que rodeia o par de centríolos. Em células vegetais, que nãocontêm centrossomas, os organizadores existem e garantem a formação do fuso,mesmo que os polos sejam pouco definidos.

3. Célula animal em Anáfase - esta etapa, muito breve, começa bruscamente, com aseparação simultânea de todas as cromátides pelos centrômeros. Cada cromátidetoma agora para si a designação de cromossoma. À medida que os cinetócoros sedeslocam em direção a polos opostos os braços dos cromossomas são arrastados,sendo as pontas dos braços mais longos as últimas a serem separadas. Estemovimento em direção aos polos parece dever-se ao encurtamento dosmicrotúbulos junto ao cinetócoro, como se este "comesse" o caminho ao longo dasfibras. No final da Anáfase dois conjuntos idênticos de cromossomos encontram-seem cada polo.

4. Célula animal em Telófase - nesta etapa final da mitose, a separação dos doisconjuntos de cromossomas é finalizada pela formação da membrana nuclear, apartir de retículo endoplasmático rugoso. O fuso acromático desaparece e oscromossomos relaxam novamente, tornando-se indistintos. O nucléolo éreconstituído e cada núcleo entra na interfase.

CitocineseTerminada a divisão do núcleo,ou seja, a cariocinese, inicia-se a citocinese, que é a

divisão do citoplasma e da célula toda. A rigor, a citocinese normalmente inicia-se na

anáfase e dura até a telófase onde se dá o estrangulamento do núcleo da célula e

também por sua vez de toda a célula. Com a continuidade desse estrangulamento, a

célula acaba por se separar completamente, o que caracteriza o fim da citocinese

Citocinese animal:Nas células animais (sem parede celular) forma-se na zona equatorial um anel contrátil defilamentos proteicos que se contraem puxando a membrana para dentro levando de inicioao aparecimento de um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até seseparem as duas células – filhas.

Fases MeióticasA meiose consiste em duas divisões consecutivas.

Assim como a mitose, ela é antecedida por uma interfase, em cujo período S o material genético éduplicado. A primeira divisão separa os pares de cromossomos homólogos, formando células haploides. Asegunda divisão separa as cromátides-irmãs.

Primeira Divisão – Meiose IÉ chamada meiose I ou divisão I da meiose. Divide-se em fases que guardam certas semelhanças com asfases da mitose.

Prófase I: De toda a meiose, é a fase mais longa. Os filamentos de cromatina, já duplicados, iniciam suacondensação. Cada cromossomo se coloca ao lado do seu homólogo. O ajuste é perfeito, colocando emcontato cada ponto de um cromossomo com o seu correspondente, no homólogo. Sinapse é o nome doemparelhamento, e cada par de homólogos pareados é chamado bivalente. Podem ocorrer trocas defragmentos entre os cromossomos homólogos. São as permutações ou crossing-over. O ponto decruzamento dos filamentos é o quiasma.

O aspecto microscópico dos quiasmas é de um X formado pelas duas cromátides.

Os centríolos duplicados migram para polos opostos. Surgem os ásteres e o fuso acromático. Desaparecemo nucléolo e a carioteca. Com a dispersão dos cromossomos pelo citoplasma, cada um dos homólogos, detodos os pares da célula, se liga a fibras do fuso que se ligam a cada um dos polos.

Metáfase I: Os cromossomos atingem seu grau máximo de condensação. Lado a lado, os pares dehomólogos ocupam o equador celular.

Anáfase I: Tracionados pelas fibras do fuso acromático, os cromossomos homólogos são separados e seencaminham para polos opostos, na célula.

Não ocorre bipartição dos centrômeros, uma vez que as duas cromátides-irmãs seguem juntas para omesmo polo.

O nome dessa separação dos cromossomos homólogos é disjunção ou segregação.

Telófase I: Os cromossomos descondensam-se parcialmente. A carioteca se refaz e o citoplasma se divide,formando duas células-filhas haploides.

Entre o final da Divisão I e o início da Divisão II, pode haver um pequeno intervalo no qual não ocorreduplicação do DNA, chamado intercinese.

Segunda divisão – Meiose IIA meiose II é semelhante à mitose, porém não é precedida pela duplicação do material genético. Seuseventos acontecem simultaneamente com as duas células resultantes da Meiose I.

Prófase II: A carioteca se fragmenta, os centríolos são duplicados e ocupam pólos opostos, na célula. Surgeo fuso acromático.

Metáfase II: Os cromossomos, bastante condensados, estão na região equatorial, ligados às fibras do fuso.

Anáfase II: Os centrômeros bipartem-se, e as cromátides-irmãs se separam, tracionadas pelas fibras dofuso em direção aos polos. Note, na figura, que a anáfase I separa cromossomos homólogos, enquanto aanáfase II separa cromátides-irmãs.

Telófase II: Nos polos, a carioteca se refaz, e o citoplasma se divide. Surgem 4 células-filhas haploides,com metade da quantidade de DNA da célula inicial.

Leitura Complementar

Biologia do Câncer

Por Paulo Cesar Naoum

O câncer é uma doença genética porque as alterações ocorrem dentro de genesespecíficos, mas na maioria dos casos não se trata de doença herdada.

Em uma doença hereditária, o defeito genético está presente nos cromossomos de umdos pais (ou em ambos) e é transmitido para o zigoto. Por outro lado, as alteraçõesgenéticas que causam a maioria dos cânceres originam no DNA das células somáticasdurante a vida da pessoa afetada. Por causa dessas alterações genéticas, as célulascancerosas se proliferam incontrolavelmente, produzindo tumores malignos que invademos tecidos saudáveis próximos às células tumorais. Durante o tempo em que o tumorpermanece localizado, a doença pode ser tratada com drogas específicas ou curada porremoção cirúrgica do tumor. Entretanto, os tumores malignos tendem a se disseminarem,cujo processo é conhecido por metástase, onde grupos de células cancerosas “escapam”da massa tumoral e atingem a circulação sanguínea ou linfática, e se espalham paraoutros tecidos e órgãos, criando tumores secundários. A remoção cirúrgica dessestumores metastáticos é extremamente difícil, muitas vezes sem sucesso.

As informações sobre o comportamento das células cancerosas se baseiam empesquisas de crescimento celular “in vitro”, usando meios de cultura apropriados. Hágrandes diferenças entre os crescimentos de células normais e células tumorais. Ascélulas normais crescem e se espalham dispostas numa simples camada de células. Ascélulas tumorais crescem desordenadamente em agrupamentos. É, portanto, nadisposição do crescimento celular que se fundamenta a principal diferença entre ascélulas normais e cancerosas. Por outro lado, a capacidade de crescimento e divisãoentre essas células não é muito diferente. Apesar disso, é importante considerar que aocontrário das células normais, as células malignas não respondem aos sinais deregulação para cessar o crescimento e a divisão celular e, assim, se acumulam etransformam-se em tumores.

O FENÓTIPO DE UMA CÉLULA CANCEROSAUm grande número de diferenças estruturais e bioquímicas foi estabelecido entre célulasnormais e cancerosas. Porém, há diferenças entre as próprias células cancerosas, fatoque torna impossível descrever as propriedades típicas dessas células. O comportamentodas células cancerosas é mais facilmente estudado quando as mesmas crescem emmeios de cultura. As células cancerosas podem ser obtidas por remoção de um tumormaligno, dissociando-as e isolando-as do tecido, e cultivando-as em meios de culturaapropriados. Por outro lado, as células normais podem ser convertidas em célulascancerosas por tratamento com substâncias químicas carcinogênicas, radiação e vírustumorais. Essas células normais que foram transformadas “in vitro” podem causartumores quando injetadas em animais.

As alterações são principalmente observadas dentro dos cromossomos das célulascancerosas, bem como das “células transformadas” em cancerosas. As células normaismantêm seus cromossomos diploides direcionados ao crescimento e divisão celular, tanto

“in vivo” quanto “in vitro”. Em contraste, as células cancerosas frequentemente têmaberrações cromossômicas, uma condição patológica conhecida por aneuploidia. Assim,os cromossomos diploides de uma célula normal podem sofrer lesões, porém, antes que acélula sofra uma transformação em célula cancerosa, ocorre a ativação de proteínasespecíficas da célula que causam a sua eliminação, num processo conhecido porapoptose. Entretanto, a célula cancerosa frequentemente falha na estimulação daapoptose, e dessa forma seus cromossomos se desorganizam com mais intensidade.

As mais notáveis alterações morfológicas que ocorrem no citoplasma de uma célulacancerosa envolvem o citoesqueleto. Enquanto uma célula normal contém organizadarede de microtúbulos, microfilamentos, e filamentos intermediários, o citoesqueleto dacélula cancerosa é desorganizado e com redução de conteúdos dessas organelas. Muitasmudanças morfológicas também são observadas na superfície da célula, incluindo oaparecimento (ou desaparecimento) de componentes específicos. Algumas célulascancerosas possuem novas proteínas de superfícies, conhecidas por antígenosassociados a tumores, que induzem a formação de anticorpos específicos contra ascélulas. Porém, quando as ações desses anticorpos se tornam insuficientes, as célulascancerosas crescem em número e se tornam tumorais. Essas mudanças nas superfíciesdas células cancerosas alteram-lhes a adesividade para com outras células teciduais bemcomo com substratos não celulares (proteínas de adesão). Assim, a perda da adesividadepermite que as células cancerosas se destaquem da massa tumoral e migram para outrostecidos e órgãos do corpo, cujo processo é conhecido por metástase.

Outras alterações importantes observadas em meio de cultura são as seguintes:

a) locomoção: as células normais deixam de se locomover quando se tornam cercadaspelas células vizinhas; as células cancerosas ignoram os sinais emitidos pelas célulasvizinhas e continuam suas atividades de locomoção;

b) fator de crescimento: as células normais dependem de fatores de crescimento presenteno soro humano adicionado ao meio de cultura; as células cancerosas proliferam naausência do soro, pois o ciclo celular não depende dos sinais transmitidos pelos fatoresde crescimento aos receptores de superfície;

c) capacidade de divisão celular: as células normais têm capacidade limitada para divisão,após um número finito de divisões mitóticas elas sofrem o processo de decodificação quea impede de crescer e dividir; as células cancerosas são “imortais”, pois se dividemindefinidamente, devido à presença de telomerase nessa célula.CAUSAS DE CÂNCERA primeira observação de câncer relacionado com agentes ambientais foi feita em 1775por Percival Pott, um médico inglês, em limpadores de chaminés que apresentavam altasprevalências de câncer na cavidade nasal e na pele do saco escrotal devido à fuligem.Posteriormente, com o desenvolvimento científico obteve-se o isolamento químico dosvários componentes da fuligem, que, ao serem aplicados em animais de laboratórios,mostraram ser carcinogênicos. Atualmente se sabe que há muitas substâncias químicaspotencialmente carcinogênicas, além de radiações ionizantes e uma variedade de víruscapazes de estimular o desenvolvimento de câncer. Todos esses componentes tempropriedades comuns que alteram o genoma.

As principais substâncias químicas carcinogênicas, semelhantes àquelas da fuligem ou dafumaça do cigarro, podem ser diretamente mutagênica, ou convertida em componentesmutagênicos por enzimas celulares. Da mesma forma, as radiações ultravioletas, que sãoas principais causas de câncer de pele, são também muito mutagênicas.

Determinados tipos de vírus podem infectar células de vertebrados, transformando-as emcélulas cancerosas. Esses vírus estão divididos em dois grandes grupos: vírus – DNA –tumorais e vírus – RNA – tumorais, cuja classificação se deve ao tipo de ácido nucléicoencontrado no vírus. Entre os vírus com DNA capazes de transformar células normais emcancerosas estão os seguintes: polioma vírus, simian vírus 40 (SV40), adenovírus e vírusherpético.

Os vírus com material genético de ácido ribonucleico ou vírus – RNA têm estruturassimilares ao vírus HIV, e aqueles capazes de causarem câncer estão sempre relacionadosa doenças primárias, conforme mostra a tabela abaixo.

Doença primária do vírus Câncer relacionadoVírus da hepatite B Câncer hepático

Papiloma vírus Câncer cervical eCâncer peniano

Vírus Epstein-Barr Linfoma de BurkittVírus Herpético Sarcoma de Kaposi

Retrovírus HTLV-1 Leucemia Linfocítica T

Os vírus tumorais (DNA ou RNA) podem transformar as células infectadas em célulascancerosas devido à liberação de proteínas virais que interferem nas atividades deregulação celular relacionadas ao crescimento das células.

Estudos epidemiológicos também mostram a intensa relação entre meio-ambiente ehábitos das pessoas com câncer. Assim, a poluição ambiental, o tipo de trabalho, emespecial ambientes quimicamente poluídos, e o efeito cumulativo dos compostos e sub-compostos químicos, estão relacionados como principais causas de câncer. Há oconsenso geral entre os epidemiologistas que alguns ingredientes na dieta, por exemplo,gordura animal e álcool, podem aumentar o risco de desenvolvimento de câncer,enquanto que certos componentes de frutas e vegetais podem reduzir o risco de câncer.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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2. Bioquímica – A Química da VidaNo capítulo anterior, estudamos a célula, suas estruturas, funções e a sua importância noorganismo dos seres.Agora, vamos entrar nas suas estruturas químicas, e saber um pouco mais sobre assubstâncias inorgânicas e orgânicas que formam as células. Para isso precisaremos denoções de Bioquímica, que estudaremos sem colocá-la como objeto principal dos nossosestudos, mas sim em quantidades suficientes para o entendimento das relações daquímica com a manutenção da vida. Nesse momento percebemos a importância deestarmos atento e relacionarmos os assuntos desenvolvidos de forma interdisciplinarentre a Biologia e a Química.

As substâncias inorgânicas estão representadas pela água e pelos sais minerais; assubstâncias orgânicas, pelos carboidratos (açúcares), lipídios (gorduras e óleos),proteínas, ácidos nucleicos e vitaminas.

Abaixo temos um gráfico que representa a porcentagem dessas substâncias presentes nocorpo dos seres vivos. Existe uma variação de uma espécie para outra, porém em geralos animais apresentam a seguinte composição:Água: 75 a 85%Proteína: 10-15%Lipídios: 2 a 3%Carboidrato: 1%Ácidos Nucleicos: 1%Outras Substâncias: 1%

Compostos Inorgânicos

Água

Química da águaA água é composta por dois elementos químicos: hidrogênioe oxigênio, representados pela fórmula H20. Comosubstância a água pura é incolor, não tem sabor nem cheiro.A disposição espacial dos átomos (H e O) não é linear, elesformam um ângulo como representa a figura ao lado. Essaorganização espacial torna a molécula de água polar.Moléculas polares apresentam uma zona positiva de umlado e negativa do outro lado. As moléculas que nãoapresentam essas zonas são chamadas de apolares.Como podemos observas nos lipídios (gorduras, óleos e ceras).

Vamos pensar! Ao misturarmos água e óleo em um recipiente, percebemos que osmesmos não se misturam. Relacione esse pequeno experimento com a característica

A água tem grande poder de dissolução, sendo considerada como solvente universal.Essa propriedade está relacionada com a sua polaridade. Quando moléculas polares seaproximam da água, tendem a ligar-se pelos seus polos opostos. Além de dissolvermoléculas polares a água também é ótimo solvente para os sais minerais.A água é importante para as células pois todos os reagentes químicos contidos nocitoplasma celular, estão dissolvidos na água e todas as reações químicas celuçlaresocorrem/dependem do meio líquido.

Vamos pensar! Uma pessoa desidratada tende a adoecer e até morrer se não forsolucionado o problema com a sua reidratação. Diante dos nossos estudos sobre aspropriedades químicas da água, analise essa situação.

As substâncias que se dissolvem na água são chamadas de hidrofílicas (afinidade com aágua) e as que não se dissolvem são chamadas de hidrofóbicas (aversão à água).

A água participa de muitas reações químicas dentro da célula, essas podem ocorrer deduas formas:

Reação de síntese por desidratação: duas moléculas ou mais se unem e nesseprocesso há liberação de égua.

Reações de quebra por hidrólise: uma molécula é quebrada em duas e nesseprocesso há uma entrada de água.

Sais MineraisFunções Os minerais possuem um papel bastante importante em nosso organismo, pois é atravésde sua ação que as reações enzimáticas são reguladas.

Noções GeraisOs sais minerais são substâncias inorgânicas, ou seja, não podem ser produzidos pelosseres vivos.Sua maior quantidade está concentrada nos ossos. Entre os mais conhecidos estão o

cálcio, o fósforo, o potássio, o enxofre, o sódio, o magnésio, o ferro, o cobre, o zinco, oselênio, o cromo, etc.Estas substâncias inorgânicas possuem funções muito importantes no corpo e a faltadelas pode gerar desequilíbrios na saúde. Contudo, há alguns minerais como, porexemplo, o alumínio e o boro, que podem estar presentes no corpo sem nenhuma função.

Como o corpo não é capaz de produzir minerais, eles devem ser ingeridos através de umaalimentação que forneça quantidades adequadas destas substâncias. Caso haja excesso,este será eliminado através das fezes e da urina.

Abaixo segue uma tabela com alguns minerais, sua função no organismo, resultadoda sua carência e onde eles podem ser encontrados.

Tabela de Sais Minerais

Sal mineral Função Sua falta provoca Fontes

Cálcio Atua na formação detecidos, ossos e dentes;age na coagulação dosangue e na oxigenaçãodos tecidos; combate asinfecções e mantém oequilíbrio de ferro noorganismo

Deformações ósseas;enfraquecimento dosdentes

Queijo, leite, nozes,uva, cereais integrais,nabo, couve, chicória,feijão, lentilha,amendoim, castanhade caju

Cobalto Age junto com a vitaminaB12, estimulando ocrescimento e combatendoas afecções cutâneas

Está contido navitamina B12 e notomate

Fósforo Atua na formação de ossose dentes; indispensávelpara o sistema nervoso e osistema muscular; juntocom o cálcio e a vitaminaD, combate o raquitismo

Maior probabilidade deocorrência de fraturas;músculos atrofiados;alterações nervosas;raquitismo

Carnes, miúdos, aves,peixes, ovo,leguminosas, queijo,cereais integrais

Ferro Indispensável na formaçãodo sangue; atua comoveiculador do oxigênio paratodo o organismo

Anemia Fígado, rim, coração,gema de ovo,leguminosas,verduras, nozes,frutas secas, azeitona

Iodo Faz funcionar a glândulatireóide; ativa ofuncionamento cerebral;permite que os músculosarmazenem oxigênio e

Bócio; obesidade,cansaço

Agrião, alcachofra,alface, alho, cebola,cenoura, ervilha,aspargo, rabanete,tomate, peixes, frutos

evita que a gordura sedeposite nos tecidos

do mar vegetais

Cloro Constitui os sucosgástricos e pancreáticos

É difícil haver carênciae cloro, pois existe emquase todos osvegetais; o excesso decloro destrói a vitaminaE e reduz a produçãode iodo

Potássio Atua associado ao sódio,regularizando as batidas docoração e o sistemamuscular; contribui para aformação as células

Diminuição daatividade muscular,inclusive a do coração

Azeitona verde,ameixa seca, ervilha,figo, lentilha,espinafre, banana,laranja, tomate,carnes, vinagre demaçã, arroz integral

Magnésio Atua na formação dostecidos, ossos e dentes;ajuda a metabolizar oscarboidratos; controla aexcitabilidadeneuromuscular

Provoca extremasensibilidade ao frio eao calor

Frutas cítricas,leguminosas, gemade ovo, salsinha,agrião, espinafre,cebola, tomate, mel

Manganês Importante para ocrescimento; intervém noaproveitamento do cálcio,fósforo e vitamina B1

Cereais integrais,amendoim, nozes,feijão, arroz integral,banana, alface,beterraba, milho

Silício Age na formação dosvasos e artérias e éresponsável pela suaelasticidade; atua naformação da pele, dasmembranas, das unhas edos cabelos; combate asdoenças da pele e oraquitismo

Amora, aveia,escarola, alface,abóbora, azeitona,cebola

Flúor Forma ossos e dentes;previne dilatação das veias,cálculos da vesícula eparalisia

A necessidade de flúoré muito pequena; ele érecomendado apenaspara gestantes paracrianças durante aformação da segundadentição

Agrião, alho, aveia,brócolis, beterraba,cebola, couve-flor,maçã, trigo integral

Cobre Age na formação dahemoglobina (pigmentovermelho do sangue)

Centeio, lentilha, figoeco, banana,damasco, passas,

ameixa, batata,espinafre

Sódio Impede o endurecimentodo cálcio e do magnésio, oque pode formar cálculosbiliares ou nefríticos;previne a coagulaçãosangüínea

Cãibras eretardamento nacicatrização de feridas

Todos os vegetais(principalmentesalsão, cenoura,agrião e cebolinhaverde), queijo, nozes,aveia

Enxofre Facilita a digestão; édesinfetante e participa dometabolismo das proteínas

Nozes, alho, cebola,batata, rabanete,repolho, couve-flor,agrião, laranja,abacaxi

Zinco Atua no controle cerebraldos músculos; ajuda narespiração dos tecidos;participa no metabolismodas proteínas ecarboidratos

Diminui a produção dehormônios masculinose favorece o diabete

Carnes, fígado, peixe,ovo, leguminosas,nozes

Compostos Orgânicos

Vitaminas

O termo vitamina é usado para nomear substâncias orgânicas necessárias em pequenasquantidades para realização de atividades metabólicas de um organismo, e em geral nãosão fabricadas por ele.Quimicamente as vitaminas não formam uma classe homogênea, pois são substânciascom origens diferentes.As vitaminas solúveis em água são chamadas hidrossolúveis e as vitaminas solúveis emlipídios, lipossolúveis. A falta de vitamina gera doenças chamadas avitaminose e o seu excesso,hipervitaminose.Uma alimentação balanceada é necessária para suprir as quantidades diárias devitaminas em uma pessoa com um ritmo normal de vida. Atletas profissionais, pessoascom disfunção alimentares(bulimia, anorexia), dentre outras situações, devem procurarum nutricionista para orientar sua alimentação.

Vitaminas FontesDoenças provocadas

pela carência(avitaminoses)

Funções no organismo

A fígado de aves,animais e cenoura

problemas de visão,secura da pele,diminuição de glóbulos

combate radicais livres,formação dos ossos, pele;funções da retina

vermelhos, formaçãode cálculos renais

D óleo de peixe, fígado,gema de ovos

raquitismo eosteoporose

regulação do cálcio do sanguee dos ossos

E verduras, azeite evegetais

dificuldades visuais ealterações neurológicas

K fígado e verdurasdesnutrição, má funçãodo fígado, problemasintestinais

atua na coagulação do sangue,previne osteoporose

B1cereais, carnes,verduras, levedo decerveja

beribéri atua no metabolismoenergético dos açúcares

B2 leites, carnes,verduras

inflamações na língua,anemias, seborréia

atua no metabolismo deenzimas, proteção no sistemanervoso.

B5fígado, cogumelos,milho, abacate, ovos,leite, vegetais

fadigas, cãibrasmusculares, insônia

metabolismo de proteínas,gorduras e açúcares

B6 carnes, frutas,verduras e cereais

seborréia, anemia,distúrbios decrescimento

crescimento, proteção celular,metabolismo de gorduras eproteínas, produção dehormônios

B12 fígado, carnes anemia perniciosa formação de hemácias emultiplicação celular

C

laranja, limão,abacaxi, kiwi,acerola, morango,brócolis, melão,manga

escorbuto

atua no fortalecimento desistema imunológico, combateradicais livres e aumenta aabsorção do ferro pelointestino.

Hnoz, amêndoa,castanha, lêvedo decerveja, leite, gemade ovo, arroz integral

eczemas, exaustão,dores musculares,dermatite

metabolismo de gorduras,

M ou B9 cogumelos, hortaliçasverdes

anemia megaloblástica,doenças do tubo neural

metabolismo dos aminoácidos,formação das hemácias etecidos nervosos

PP ou B3ervilha, amendoim,fava, peixe, feijão,fígado

insônia, dor de cabeça,dermatite, diarréia,depressão

manutenção da pele, proteçãodo fígado, regula a taxa decolesterol no sangue

DICA

Veja abaixo a composição das principais moléculas orgânicas:

Carboidrato = Cn (H2O)n

Lipídios = ésteres de ácidos graxos com álcoois.

(ácidos graxos são longas cadeias de CnH2n + 1 COOH).

Proteínas = Aminoácidos unidos por ligações peptídicas.

(Amino = NH2 + Carbono central = C + Acido = COOH).

Ácido nucléico = Bases nitrogenadas (ATCG ou AUCG) + pentose + fósforo

CarboidratoOs carboidratos também podem ser chamados de glicídios, hidratos de carbono ouaçúcares. São formados fundamentalmente por moléculas de carbono (C), hidrogênio (H)e oxigênio (O), por isso recém a denominação de hidratos de carbono. Alguns carboidratos podem possuir outros tipos de átomos em suas moléculas, como é ocaso da quitina, que possui átomos de nitrogênio em sua fórmula.Estão relacionados com o fornecimento de energia imediata para a célula e estãopresentes em diversos tipos de alimentos. Os carboidratos são os principais produtos dafotossíntese.Além de função energética, também possuem uma função estrutural, atuando como oesqueleto de alguns tipos de células, como por exemplo, a celulose e a quitina, que fazemparte do esqueleto vegetal e animal, respectivamente.Os carboidratos participam da estruturas dos ácidos nucleicos (RNA e DNA), sob a formade ribose e desoxirribose, que são monossacarídeos com 5 átomos de carbono em suafórmula.O amido, um tipo de polissacarídeo energético, é a principal substância de reservaenergética nas plantas e a celulose compõe a parede celular dos vegetais.Os seres humanos também possuem uma substância de reserva energética, que é umpolissacarídeo chamado glicogênio. Ele fica armazenado no fígado e nos músculos equando o corpo necessita de energia, esse glicogênio é hidrolisado em moléculas deglicose, que são carboidratos mais simples, com apenas 6 átomos de carbono. Oglicogênio é resultado da união de milhares de moléculas de glicose, assim como acelulose.

Os carboidratos são substâncias extremamente importantes para a vida, e sua principalfonte são os vegetais, que os produzem pelo processo da fotossíntese. Os vegetaisabsorvem a energia solar e a transforma em energia química, produzindo glicídios. E édesses glicídios que todos os outros seres vivos dependem para sobreviver. Essa energiaé passada para os níveis tróficos seguintes: Os herbívoros obtêm essa energia sealimentado de vegetais. Essa energia é passada para o nível seguinte, pois os carnívorosse alimentam dos herbívoros e assim por diante.De acordo com a quantidade de com a quantidade de átomos de carbono em suasmoléculas, os carboidratos podem ser divididos em:

Monossacarídeo

Dissacarídeo

Polissacarídeo

MonossacarídeosOs monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Apresentam de 3 a 7 carbonosem sua estrutura, havendo uma proporção entre esses átomos e os átomos dehidrogênio, obedecendo uma fórmula geral, onde há um carbono para cada doishidrogênios e um oxigênio: Cn(H2O)n. Se um monossacrídeo tiver 4 átomos de carbono,ele terá 8 átomos de hidrogênio e 4 átomos de oxigênio. Os monossacarídeos recebem o sufixo –OSE, precedida pelo numero de carbonos quecontém em sua fórmula, então:

Nº carbonos Fórmula Nome3 C3H6O3 Triose

4 C4H8O4 Tetrose5 C5H10O5 Pentose6 C6H12O6 Hexose7 C7H14O7 heptose

As moléculas de monossacarídeos são cadeias carbônicas não ramificadas, com ligaçõessimples entre os carbonos.

As tetroses e todos os outros monossacarídeos em solução aquosa ocorrem comoestruturas cíclicas:

Monossacarídeos de importância biológicaPentoses

Pentose Função

Ribose Participa da produção do ácido ribonucleico(RNA) atuando como matéria-prima.

DesoxirriboseParticipa da produção do ácidodesoxirribonucleico (DNA) atuando comomatéria-prima.

Hexoses

Hexose Função

Glicose

É a principal fonte de energia para os seres vivos,mais usada na obtenção de energia. É fabricadapelos vegetais na fotossíntese e utilizada por todosos outros seres vivos na alimentação.

Frutose Possui função energética

Galactose Possui função energética. Participa da composiçãode monossacarídeos da lactose.

DissacarídeosOs dissacarídeos são o resultado da ligação entre dois monossacarídeos. Na reação deformação de um dissacarídeo há formação de uma molécula de água, portanto se trata deuma síntese por desidratação para cada ligação. Um dos monossacarídeos perde umhidrogênio (H) e o outro perde a hidroxila (OH). Essa duas moléculas se unem, formandouma molécula de água (H2O). a ligação que ocorre entre as extremidades dosmonossacarídeos é chamada de ligação glicosídica.

Esse mesmo tipo de ligação ocorre na formação das moléculas de DNA e RNA, atravésda ligação entre uma pentose e uma base nitrogenada:

Principais dissacarídeos

Dissacarídeo Monossacarídeosconstituintes Função

Sacarose Glicose + frutose Apresenta função energética. Está presente nosvegetais, principalmente na cana-de-açúcar.

Lactose Glicose + galactose Apresenta função energética e é o açúcar presenteno leite.

Maltose Glicose + glicose Apresenta função energética e é encontrado emvegetais.

PolissacarídeosOs polissacarídeos são moléculas formadas através da união de váriosmonossacarídeos. Alguns apresentam em sua fórmula átomos de nitrogênio e enxofre.

Esse grupo de carboidratos é formado por moléculas que não possuem sabor adocicado,como nos outros grupos.Os polissacarídeos são moléculas muito grandes, em comparação com os outroscarboidratos, por isso são considerados macromoléculas.Os polissacarídeos são insolúveis em água, o que é de grande importância para os seresvivos, pois desempenham função estrutural e armazenadora de energia. A quitina, porexemplo, é constituinte da parede celular de fungos e do exoesqueleto de artrópodes. Seela fosse solúvel, esses animais não poderiam entrar em contato com a água que todoseu esqueleto amoleceria.No momento da digestão, para que essas moléculas sejam absorvidas, é necessário quesejam quebradas em moléculas menores, os monossacarídeos. A reação de quebraocorre através da hidrólise. Note que a reação de união entre dois monossacarídeosocorre pelo processo inverso, reação por desidratação.As moléculas de polissacarídeos são polímeros, ou seja, as moléculas que os constituemsão idênticas ou semelhantes. Essas unidades são chamadas de monômeros.

Figura: Molécula de celulose

Principais Polissacarídeos estruturais

Polissacarídeo Função

CeluloseParticipa da composição da parede celulardos vegetais. É o carboidrato maisabundante na natureza.

QuitinaEstá presente na parede celular de fungos eno exoesqueleto dos artrópodes. Possuemgrupos amina (NH2) em sua cadeia.

Principais Polissacarídeos energéticos

Polissacarídeo Função

Amido Apresenta função de reserva. É encontradoem raízes, caules e folhas.

GlicogênioÉ o carboidrato de reserva dos animais e dosfungos. É armazenado nos músculos e nofígado dos animais.

LipídiosLipídios são substâncias insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, tais comoo éter, o álcool e o clorofórmio; uma vez que, de forma geral, não apresentam cargaelétrica. Possuem diversas funções e características distintas, de acordo com os gruposaos quais pertencem. Uma das principais se refere ao armazenamento de energia; outrasincluem o isolamento térmico e elétrico, proteção a choques mecânicos, formação demembranas celulares, formação de hormônios e vitaminas, etc.Os principais grupos de Lipídeos são abordados a seguir:

Triglicerídeos, ou glicerídeos, são resultantes da união de duas ou três moléculas deácidos graxos a um tipo de álcool, o glicerol. Nessa união há perda de água. Sua principalfunção é a de armazenamento de energia, sendo os lipídios encontrados em maiorquantidade nos alimentos.São representados pelos óleos e gorduras. Os óleos são constituídos por moléculas deácidos graxos insaturados, ou seja: com ligação dupla entre os carbonos de cadeia,encontrados, mais frequentemente, em vegetais. As gorduras são formadas por ácidosgraxos saturados (sem duplas ligações), encontrados em animais, geralmente seacumulando nas células adiposas. Óleos são líquidos à temperatura ambiente; egorduras, sólidas.

Fosfolipídios são lipídios formados por álcool e ácido graxo, unidos a um grupo defosfato. São encontrados predominantemente nas membranas celulares e, diferentementedos triglicérides, possuem uma região polar e outra apolar (cabeça hidrofílica e caudahidrofóbica).

Cerídeos são formados por ácidos graxos e álcoois de cadeia longa. Altamente insolúveisem água e, por isso, são responsáveis pela impermeabilização de diversas estruturas,como o ouvido humano, folhas e frutos; protegendo-as. No primeiro caso, a proteção éeficaz contra germes, e nos dois últimos, contra a perda d’água. Abelhas tambémproduzem ceras.Carotenoides são pigmentos insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos e

óleos; sendo muito importantes na realização da fotossíntese, em vegetais; e na produçãode vitamina A, em animais. Possuem cor vermelha, amarela ou alaranjada.Esteroides são substâncias associadas a lipídios, formadas por um álcool de váriascadeias fechadas. Suas funções dependerão de qual substância estamos nos referindo,ou seja: se são hormônios sexuais ou da glândula suprarrenal, colesterol, sais biliares dofígado ou vitamina D.

Vamos Pensar! Relacione a figura abaixo com o assunto estudado sobre lipídeos e amanutenção da sua saúde:

Figura: Ilustração do LDL e HDL dentro das artérias do corpo humano.

Texto ComplementarColesterol e suas frações

As dislipidemias são anormalidades do colesterol total e suas frações. O colesteroltotal é composto de 3 frações: LDL colesterol (colesterol "ruim", que favorece odepósito de gordura nas artérias), HDL colesterol (colesterol "bom", que evita odepósito de gordura nas artérias) e os triglicerídeos.

Confira, abaixo, as 10 coisas que você precisa saber sobre as dislipidemias:

1-Nos dias atuais – onde predominam o sedentarismo; alimentação rica e abundante emgordura e açúcar livre; a obesidade; o estresse; e o tabagismo – os estudos têm mostradoque as placas de gordura nas artérias (aterosclerose) começam muito cedo. A estimativaé a de que, aos 20 anos, cerca de 20% das pessoas estarão afetadas de alguma forma.Assim, os eventos finais deste processo, infarto do miocárdio e derrame cerebral, são asmaiores causas de mortalidade.

2-O risco de aterosclerose coronariana aumenta, significativamente, em pessoas comníveis de colesterol total e LDL colesterol (colesterol "ruim") acima dos patamares danormalidade. Para o colesterol HDL (colesterol "bom"), a relação é inversa: quanto maiselevado seu valor, menor o risco.

3-Níveis de colesterol HDL maiores do que 60 mg/dL caracterizam um fator protetor. Já osníveis de triglicérides maiores do que 150 mg/dL elevam o risco de doença ateroscleróticacoronariana (obstrução das artérias do coração por placas de gordura).

4-Algumas formas de dislipidemia, como a elevação excessiva dos triglicerídeos, tambémpodem predispor à pancreatite aguda (inflamação aguda do pâncreas).

5-Existem as dislipidemias primárias e as secundárias. As primárias são de causagenética.

6-As dislipidemias secundárias podem ser provenientes de outros quadros patológicos,

como o diabetes, hipotireoidismo e insuficiência renal crônica, mas também podem seroriginadas por medicamentos: diuréticos, betabloqueadores e corticosteróides. Outrassituações como o alcoolismo e uso de altas doses de anabolizantes também poderãoocasionar as dislipidemias secundárias.

7-O diagnóstico das dislipidemias é feito, laboratorialmente, medindo-se os níveisplasmáticos de colesterol total, LDL, HDL e triglicerídeos. É necessário um jejum de 12até 14 horas para realizar o exame.

8-A obesidade tem influência significativa no metabolismo das gorduras e deve serencarada como importante fator na sua interpretação e tratamento.

9-Pessoas com diabetes tipo 2 têm maior prevalência de alterações do metabolismo doslipídios. Assim, o tratamento da dislipidemia nesses pacientes pode reduzir a incidênciade eventos coronários fatais, entre outras manifestações de morbimortalidadecardiovascular. Em geral, todo diabético deve tomar uma medicação para combater ocolesterol, chamada de vastatina.

10-Uma dieta hipocalórica, pobre em gorduras saturadas e colesterol, é fundamental parao tratamento da dislipidemia. A atividade física moderada, realizada durante 30 minutos,pelo menos quatro vezes por semana, auxilia na perda de peso e na redução dos níveisde colesterol e triglicérides. Mesmo assim, em grande parte dos casos, será necessário aadministração de medicamentos.

Fonte: SBEM-Sociedade Brasileira de Endocrinologia e Metabologia.Postado por Daniela Kronbauer – Nutricionista http://nutricionistadani.blogspot.com/2010/06/colesterol-e-suas-fracoes.htm

Texto ComplementarEsteroides Anabolizantes

Existe um grupo de hormônios derivados da testosterona, os esteroides anabolizantes,que promovem crescimento e divisão das células, resultando no desenvolvimento detecidos, principalmente o muscular. Esses hormônios são naturalmente encontrados noorganismo, porém formas sintéticas foram desenvolvidas com a finalidade médica visandoa reposição de testosterona em quem produz em déficit. Os anabolizantes, por causaremhipertrofia dos músculos, tem sido utilizados por pessoas que desejam aumentar suaforça, resistência e massa muscular. É muito importante salientar que o uso desse tipo desubstância pode trazer efeitos colaterais, como o surgimento de acne, problemas nofígado, elevação da pressão arterial, elevação dos níveis de LDL e redução do HDL, e, nocaso das mulheres, também o crescimento de pelos na face e problemas no ciclomenstrual. Se utilizar em excesso, esse tipo de substância pode levar o indivíduo à morte.

Por Sônia LopesBIO – Volume Único

ProteínasAs proteínas são as moléculas orgânicas mais abundantes e importantes nas células eperfazem 50% ou mais de seu peso seco. São encontradas em todas as partes de todasas células, uma vez que são fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e funçãocelulares. Existem muitas espécies diferentes de proteínas, cada uma especializada parauma função biológica diversa. Além disso, a maior parte da informação genética éexpressa pelas proteínas. São formadas essencialmente por carbono (C), oxigênio (O),nitrogênio (N) e Hidrogênio (H), mas podem apresentar enxofre (S).Pertencem à classe dos peptídeos, pois são formadas por aminoácidos ligados entre sipor ligações peptídicas. Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH2) de umaminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, através da formação deuma amida.

Função

Elas exercem funções diversas, como:

Elementos estruturais (colágeno);

Armazenamento(ferritina);

Veículos de transporte (hemoglobina);

Hormônios (insulina);

Anti-infecciosas (imunoglobulina);

Enzimáticas (lipases);

Nutricional (caseína).

Devido as proteínas exercerem uma grande variedade de funções na célula, estas podemser divididas em dois grandes grupos:

Dinâmicas - Transporte, defesa, catálise de reações, controle do metabolismo econtração.

Estruturais - Proteínas como o colágeno e elastina, por exemplo, que promovem asustentação estrutural da célula e dos tecidos.

AminoácidosAs proteínas exibem uma característica comum a muitas outras substâncias orgânicas:são polímeros, ou seja, moléculas formadas pela união de moléculas menores, que sesucedem de forma repetitiva ao longo da sua estrutura. Essas unidades menores, cujareunião forma as moléculas das proteínas, são os aminoácidos.

Diferente dos açúcares e das gorduras, formados basicamente por átomos de carbono, dehidrogênio e de oxigênio, todos os aminoácidos possuem átomos de nitrogênio nas suasmoléculas. Podemos observar, nos aminoácidos, a coexistência de dois radicaisimportantes: um grupamento amina (NH2) e um grupamento carboxila (COOH). Como ogrupamento carboxila caracteriza um conjunto de substâncias chamadas ácidoscarboxílicos, a molécula recebe a designação de aminoácido.

Cada aminoácido apresenta um radical que varia de uma molécula para outra. Nanatureza, existem 20 aminoácidos diferentes, e eles se distinguem entre si por um radicalR. Segue abaixo a Tabela com os 20 aminoácidos que podem participar da formação deproteínas:

Valina

Leucina

Isoleucina

Desempenham funções importantes no aumento dasproteínas e atuam como fonte de energia durante osexercícios.

Alanina Aminoácido importante que atua como fonte de energiapara o fígado.

Arginina É um aminoácido necessário para manter as funçõesnormais das vias sanguíneas e da respostaimunológica contra infecções.

Glutamina Aminoácido necessário para manter as funçõesnormais do trato intestinal e dos músculos, bem comoda defesa imunológica.

Lisina Aminoácido essencial representativo e tende a serinsuficiente em dietas concentradas em trigo e arroz.

Ácido aspártico Presente em grandes quantidades no aspargo. É umafonte de energia de rápida atuação.

Ácido glutâmico Presente em grandes quantidades no trigo e soja. Éuma fonte de energia de rápida atuação.

Prolina Principal componente do “colágeno”, que constitui apele e outros tecidos. Atua como fonte de energia derápida atuação.

Cisteína Sua deficiência é comum em crianças.

Treonina Aminoácido essencial usado para suplementação deproteínas de cereais.

Metionina Aminoácido essencial que é usado para produzirdiversas substâncias necessárias à nutrição, àresposta imunológica e à defesa contra agressões.

Histidina Aminoácido essencial usado para produzir histamina eoutros componentes.

Fenilalanina Aminoácido essencial usado para produzir diversosaminoácidos úteis.

Tirosina Usado para produzir diversos aminoácidos úteis e échamado aminoácido aromático, junto com afenilalanina e o triptofano.

Triptofano Aminoácido essencial usado para produzir diversosaminoácidos úteis.

Asparagina Aminoácido localizado próximo ao ciclo do ÁcidoTricarboxílico (local de geração de energia) junto com oácido aspártico.

Glicina Usado para produção da glutationa e porfirina, umcomponente da hemoglobina.

Serina Usado para produção de fosfolipídios e ácido glicérico.

Os animais podem produzir alguns aminoácidos a partir de açúcares, pela transferência,para eles, do grupamento NH2 obtido das proteínas da dieta. Dos 20 aminoácidosencontrados na natureza, alguns não são sintetizados pelos animais, e devem serobtidos na alimentação. Eles são chamados aminoácidos essenciais. Os demaisaminoácidos podem ser produzidos a partir dos essenciais. São aminoácidos naturais.Chamamos de aminoácidos naturais aqueles que podem ser produzidos a partir dosessenciais. A relação dos aminoácidos essenciais varia de uma espécie animal paraoutra. Para a espécie humana, por exemplo, dos 20 aminoácidos, 8 são essenciais e 12são naturais. Quando as proteínas de um alimento são ricas em aminoácidos essenciais,dizemos se tratar de um alimento de alto valor biológico. Caso as suas proteínas sejampobres em aminoácidos essenciais, é um alimento de baixo valor biológico.

Ligação PeptídicaDo mesmo modo que em um trem cada vagão está engatado ao seguinte, em umaproteína cada aminoácido está ligado a outro por uma ligação peptídica. Por meio dessaligação, o grupo amina de um aminoácido une-se ao grupo carboxila do outro, havendo aliberação de uma molécula de água. Os dois aminoácidos unidos formam um dipeptídio.

A ligação de um terceiro aminoácido ao dipeptídeo origina um tripeptídeo que então,contém duas ligações peptídicas. Se um quarto aminoácido se ligar aos três anteriores,teremos um tetrapeptídeo, com três ligações peptídicas. Com o aumento do número deaminoácidos na cadeia, forma-se um polipetídio, denominação utilizada até o número de70 aminoácidos. A partir desse número considera-se que o composto formado é umaproteína.

Estrutura de uma Proteína

A estrutura primária de uma proteína corresponde à sequência de aminoácidos que édeterminada geneticamente.

Veja abaixo o exemplo da Hemoglobina:

EnzimaAs enzimas são proteínas especializadas em catalisar reações biológicas, ou sejaaumentam a velocidade de uma reação química sem interferir no processo. Elas estãoassociadas a biomoléculas, devido as suas extraordinária especificidade e podercatalítico.

Ácidos Nucleicos

Os ácidos nucleicos são as substâncias responsáveis pela transmissão da herançabiológica: as moléculas que regem a atividade da matéria viva, tanto no espaço(coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas) como notempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processosreprodutivos).

DNA - Ácido desoxirribonucléico é formado pela pentose desoxirribose, o ácidofosfórico e as bases citosina, timina, adenina e guanina. É a substância responsável pelaherança biológica de todos os seres vivos, à exceção de muitos vírus, nos quais essepapel é representado pelo RNA.RNA - Ácido ribonucléico é constituído pela pentose ribose, o ácido fosfórico e asbases citosina, uracila (esta ausente do DNA), adenina e guanina. Compõe-se de umasó cadeia helicoidal e apresenta três classes, cada uma das quais cumpre uma funçãoespecífica na célula: o chamado RNA mensageiro (RNAm), sintetizado pela ação dediversas enzimas a partir de um filamento de DNA que lhe serve de guia, no processoconhecido como transcrição; o RNA ribossômico, componente essencial, junto com asproteínas, dos orgânulos celulares chamados ribossomas; e o RNA transportador, quetranslada os diversos aminoácidos (unidades estruturais das proteínas) até onde se estásintetizando uma molécula protéica, sob a direção de um RNAm, e os insere no pontoexato para obter a seqüência exata, no processo denominado tradução.

Bases PúricasAdeninaAdeninaGuaninaGuaninaBasesPirimídicasCitosinaCitosinaTiminaUracilaPentoseDesoxirriboseRibose

Representação do DNA e RNA

3. Bioenergética – Metabolismo Energético

Para entender o metabolismo energético das células, é necessário que algumas ideiassobre ATP e energia estejam bastante claras. Sem uma compreensão básica dofuncionamento da molécula ATP, o aprendizado acerca de processos como respiraçãocelular, fotossíntese e fermentação ficará bastante precário.

Antes de falarmos de ATP e energia, recapitulemos alguns conceitos oriundos da química.Sabemos que nas reações químicas há uma interação entre moléculas que reagem entresi se transformando em moléculas diferentes denominadas “produtos”. Produto é tudoaquilo produzido em um determinado processo. Neste caso, moléculas reagentesproduzem outras moléculas. Acontece que em determinadas reações químicas essaprodução de moléculas diferentes só ocorre se houver um recebimento de energia. Taisreações são chamadas de endergônicas ou endotérmicas. Isso significa que asmoléculas reagentes tem menos energia do que o produto final da reação química. Doisexemplos de processos endergônicos são a fotossíntese e a quimiossíntese.

Existem outras reações em que ocorrem justamente ao contrário, há uma liberação deenergia por parte dos reagentes. Tais reações são chamadas de exergônicas ouexotérmicas. Nesse caso, as moléculas reagentes possuem mais energia do que oproduto e faz-se necessário liberar parte da energia na forma de calor para que a reaçãoocorra. Dois exemplos disso são a respiração e a fermentação. Além de parte da energiade uma reação exotérmica ser liberada na forma de calor, uma outra parte liberada éreservada para a realização de reações endotérmicas.

A molécula que guarda essa reserva de energia que sobrou numa reação exotérmica pra

ser utilizada depois numa reação endotérmica é justamente a molécula chamada ATP! É oATP que por meio de um acoplamento de reações vai reaproveitar a energia que sobrounuma reação e fornecê-la para outra reação.

É comum dizer que o ATP é uma espécie de “moeda energética” da célula que é utilizadasempre que necessário. Em termos de estrutura, basicamente o ATP é um nucleotídeo.(compostos químicos que possuem grande quantidade de energia e que ajudam nosprocessos metabólicos). Se você já estudou um pouquinho acerca da estrutura do DNA,já deve ter ouvido falar sobre os nucleotídeos. Esses compostos são formados por umabase nitrogenada, uma pentose e um grupo fosfato.

Base nitrogenada é um composto químico que contém nitrogênio;Pentose é uma molécula de açúcar que contém cinco átomos de carbono;Fosfato é um grupo de átomos formado por um átomo de fósforo e quatro átomos deoxigênio.

No caso do ATP, a sua base nitrogenada é a adenina, a molécula de açúcar é a ribose eseu grupo fosfato é formado por três moléculas de ácido fosfórico (H3PO4). Somandoapenas a adenina mais a ribose temos um composto chamado adenosina. Ligando umamolécula apenas de ácido fosfórico à adenosina, temos AMP (adenosina monofosfato).Se ligarmos duas moléculas de ácido fosfórico à adenosina, formamos a ADP (adenosinadifosfato). E finalmente, ligando três moléculas de ácido fosfórico à adenosina formamos oATP (trifosfato de adenosina ou adenosina trifosfato).

É na transformação de ADP em ATP e vice-versa que está o entendimento. São nessasligações-fosfato que ficam armazenadas grande parte da energia liberada nas reaçõesexotérmicas. O ADP que possui apenas duas moléculas de ácido fosfórico absorve aenergia que sobrou da reação se ligando a mais uma molécula de ácido fosfórico setornando então um ATP. A reação exotérmica transforma o ADP em ATP. Depois, essamolécula de ácido fosfórico pode se desprender por hidrólise (quebra da ligação por meiode uma molécula de água) liberando a energia que havia sido absorvida e transformandoo ATP novamente em ADP.

São conhecidas duas formas de produção de ATP. A primeira é a fosforilação oxidativaque é produzida nas mitocôndrias pela respiração celular. E a outra forma é afotofosforilação que ocorre nos cloroplastos no momento da fotossíntese.

Transportadores de Hidrogênio: NAD+, NADP+ e FAD

Os nucleotídeos NAD, NADP, FAD agem em processos essenciais da célula, bem como arespiração e a fotossíntese.

NAD – nicotina-adenina-dinucleotídeo, é uma coenzima que atua no processo de

oxidação. Fundamenta-se em nicotinamida, ribose e fosfato que fazem ligação com oadenina-nucleotídeo.

NADP – nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato, é uma coenzima que tem umaligação direta com a NAD, mas tem um conjunto de fosfato ligado á ribose do adenina-nucleotídeo, está presente nas vias biossintéticas.

FAD – flavina-adenina-dinucleotídeo, é uma coenzima que se fundamenta em riboflavinae fosfato agregados á um adenina-nucleotídeo.

O trabalho destes nucleotídeos se resume em transportar hidrogênio, que recebem dasenzimas desidrogenases.Ao receberem o hidrogênio, estes nucleotídeos, que estão na forma oxidada, passampara a forma reduzida. E voltam para a forma oxidada quando perdem o hidrogênio.As reações químicas em que ocorrem transferência de elétrons são conhecidas comoreações de oxidorredução. O reagente que perde elétrons fica oxidado e e o que recebefica reduzido. Podemos dizer que a oxidação libera energia, enquanto que na redução elaé incorporada.

Forma Oxidada Forma ReduzidaNAD+ NADH

NADP+ NADPHFAD FADH2

Fotossíntese

Principal processo autotrófico, realizado pelo seres clorofilados (plantas, bactériasfotossintetizantes, cianobactérias e alguns protistas). Vamos trabalhar com exemplosvoltados para as plantas.Sabemos que todos os seres vivos precisam se alimentar para obter energia (ATP) eassim realizar suas funções vitais e as plantas não fogem dessa realidade.Aprendemos, no ensino fundamental, que as plantas se alimentam de luz. Essa é umaforma simplificada acerca do funcionamento do metabolismo energético das célulasvegetais. As plantas precisam de muitos outros nutrientes oriundos do solo para suasobrevivência, elas necessitam dos chamados sais minerais. Mas realmente, é através daluz que os vegetais conseguem produzir o seu próprio alimento. Fotossíntese significa“síntese pela luz” e os seres que a realizam, produzindo seu próprio alimento, sãodenominados “autotróficos”.

A fotossíntese é um agregado de reações químicas onde a partir dos reagentes água egás carbônico, obtém-se na presença de luz os produtos glicose e oxigênio.

gás carbônico + água → glicose + oxigênio

Na linguagem da química, temos a seguinte fórmula:

luz e clorofila

6 CO2 + 12 H2OC6H12O6 + 6 O2 + 6

H2O→

A fórmula acima representa a reação entre 6 moléculas de gás carbônico e 12 moléculasde água resultando em uma molécula de glicose, 6 moléculas de oxigênio e 6 moléculasde água. De maneira muito simplificada, isso é a fotossíntese.

Como ocorre esse processo dentro da célula vegetal?Sabemos que os vegetais são seres que possuem uma organela em suas célulaschamada cloroplasto. As células dos animais, por exemplo, não possuem cloroplastos.Nos cloroplastos encontra-se a molécula conhecida como clorofila que é um pigmentoverde responsável pela captação da luz. Essa captação de luz por parte da clorofila ocorre na primeira fase da fotossíntese que échamada de etapa fotoquímica. A fotossíntese é dividida em duas etapas, a fotoquímica(também chamada de “reações de claro”, pois há necessidade da presença de energialuminosa) e a química, também conhecida como “reações de escuro” pois ocorre sem anecessidade de luz.

Etapa fotoquímicaEssa fase depende completamente da energia luminosa captada pela clorofila. Essaenergia será utilizada para realizar três processos:

Fotólise da água, ou seja, quebra da molécula de H2O Formação do NADPH Formação de ATP através de fotofosforilação

Basicamente, precisamos nos atentar a esses três processos na etapa fotoquímica.

A fotólise (foto significa “luz” e lise significa “quebra”) se dá no momento em que a energialuminosa é utilizada para quebrar as moléculas de H2O (água). Cada vez que duasmoléculas de H2O são quebradas, forma-se uma molécula de O2 (oxigênio) e quatroátomos de H (hidrogênio) ficam livres.

Os átomos (nesse caso, íons carregados positivamente) de hidrogênio que ficaram livresapós a fotólise, na verdade não ficarão livres por muito tempo. Existe uma moléculachamada NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) que se torna responsávelpor esses átomos de hidrogênio. Depois que H foi separado na molécula de água, oNADP passa a ser o seu transportados para a próxima etapa do processo. O NADP vaireceber, transportar e fornecer o hidrogênio para as reações seguintes. Quem permite queo NADP receba os átomos de hidrogênio é mais uma vez a energia luminosa. Quando oNADP capta o H (hidrogênio), ele muda de nome e passa a se chamar NADPH2 (cada

NADP adota dois íons de H+).Note que a luz está envolvida no processo de quebra da molécula de água (fotólise) e naformação do NADPH. Em química quando ocorre quebra de molécula há liberação deenergia. E essa energia liberada pela quebra da molécula de água é armazenada namolécula de ATP, que além de armazenar, vai transportar e fornecer essa energia paraque ocorra outras reações. Lembramos que antes do ATP armazenar essa energia ele éum ADP. Então, após a fotólise, a energia liberada será armazenada por ADPs que entãose transformam em ATPs. Porque chamamos esse processo de fotofosforilação? A passagem de um ADP para ATP acontece através da adição de um fosfato. Comonesse caso o fosfato é adicionado ao ADP por meio de energia luminosa, entãochamamos isso de fotofosforilação.Agora já sabemos o que acontece na etapa fotoquímica da fotossíntese, que é a quebrada molécula de água, liberação de O2 para o meio ambiente, formação de NADPH2 eATP que serão utilizados na próxima etapa.

Etapa químicaVimos que um dos produtos da equação da fotossíntese, o O2, já foi formado na primeiraetapa da reação. Agora chega o momento de se formar a molécula de glicose (C6H12O6)que é o produto responsável pela alimentação dos seres fotossintetizantes. Para construira molécula de glicose, serão utilizados como matéria-prima o NADPH2 e também 6moléculas de CO2 (gás carbônico). Essas moléculas serão rearranjadas através daenergia fornecida pelos ATPs. Essa fase é chamada de etapa química, pois ao invés deutilizar energia luminosa como na primeira fase, utiliza-se agora a energia química dosATPs que foi obtida na primeira etapa através da conversão de energia luminosa emquímica.Verificamos então que na etapa química da fotossíntese a glicose é formada a partir dosátomos de C e O fornecidos pelo CO2 e pelos átomos de H fornecidos pela molécula de

NADPH2. Após fornecer seus átomos de H para a formação da molécula de glicose, aNADPH2 volta a ser NADPH.Vimos até aqui um processo em que água e gás carbônico são transformados em glicose,oxigênio e água. Assim acontece a produção de alimento de uma célula vegetal.

Em seguida vamos estudar a respiração. Veremos qual a importância de se produzirglicose, e isso vale para vegetais e animais, ambos seres que possuem mitocôndrias,esse processo é responsável pelo processo respiratório e produção de energia parafuncionamento do corpo dos seres vivos.

Ciclo de Calvin

O ciclo de Calvin, também conhecido como ciclo do carbono, é uma cadeia cíclica dereações químicas que ocorre no estroma dos cloroplastos, no qual há a formação deglicídios após a fixação e redução do dióxido de carbono. Foi descrito pela primeira vezpor Melvin Calvin e seus colaboradores quando realizavam experiências para identificar otrajeto feito pelo dióxido de carbono absorvido pelas plantas. Ora o carbono circula pela natureza como carbono inorgânico, na composição do dióxidode carbono do ar atmosférico, ora na forma de cadeias de carbono dos compostosorgânicos (proteínas, lipídios, glicídios, etc), integrando como carbono orgânico, a matériados seres vivos. Ele tem, portanto, uma passagem pelo meio abiótico e uma passagempelos sistemas vivos.

Este ciclo ocorre nas plantas e pode ser descrito detalhadamente da seguinte forma: apósa redução do NADP+ a NADPH durante o processo de fotofosforilação acíclica e defosforilação do ADP+Pi em ATP no processo de fotofosforilação acíclica ou cíclica, queocorre durante a fase escura da fotossíntese, é que o dióxido de carbono se combina coma pentose-ribulose difosfato (RuDP), dando origem à um composto de seis carbonos,intermédio e instável.

Em consequência de sua instabilidade, este composto prontamente origina duasmoléculas de fosfoglicerato, também conhecido como ácido fosfoglicérico (PGA), formadopor três carbonos. O ATP, por sua vez, fosforila essas duas moléculas, sendoposteriormente reduzidas pelo NADPH, que faz parte da fase luminosa da fotossíntese.Essas reações originam o aldeido fosfoglicérico (PGAL). De cada doze moléculas dePGAL formadas, dez são usadas na regeneração da ribulose, sendo as outras duasrestantes, utilizadas na formação de compostos orgânicos, como glicídios, por exemplo.

Sendo assim, é necessário que esse ciclo ocorra duas vezes para orginar uma moléculade glicose.

RespiraçãoA respiração celular é um processo fisiológico que consiste basicamente na extração deenergia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas diversas, tais comocarboidratos e lipídios. Nesse processo, verifica-se a oxidação ou "queima" de compostosorgânicos de alto teor energético, como gás carbônico e água, além da liberação deenergia, que é utilizada para que possam ocorrer as diversas formas de trabalho celular.

Importância da respiração celularNos organismos aeróbicos, a equação é simplificada da respiração celular pode ser assimrepresentada:

C6H12O6 + O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia

A respiração é de fundamental importância para o trabalho celular e, portanto, paramanutenção de vida num organismo. A fotossíntese depende da presença de luz solarpara que possa ocorrer. Já na respiração celular, inclusive nas plantas, é processada deforma contínua, tanto no claro como no escuro, ocorre em todos os momentos da vida deorganismo e é realizada por todas as células vivas que o constituem. Se o mecanismorespiratório for paralisado num indivíduo, suas células deixam de dispor de energianecessária para o desempenho de suas funções vitais; inicia-se, então, um processo dedesorganização da matéria viva, o que acarreta a morte do indivíduo.Na respiração, grande parte da energia química liberada durante oxidação do materialorgânico se transforma em calor. Essa produção de calor contribui para a manutenção deuma temperatura corpórea em níveis compatíveis com a vida, compensando o calor quenormalmente um organismo cede para o ambiente, sobretudo nos dias de frio.

Tipos de respiraçãoNos seres vivos a energia química dos alimentos pode ou não ser extraída com autilização do gás oxigênio. No primeiro caso, a respiração é chamada aeróbica. Nosegundo, anaeróbica.

Respiração AeróbicaA respiração aeróbica se desenvolve sobretudo nas mitocôndrias, organelascitoplasmáticas que atuam como verdadeiras " usinas " de energia.

C6H12O6 + O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia

Nessa equação, verifica-se que a molécula de glicose (C6H12O6) é " desmontada " demaneira a originar substâncias relativamente mais simples (CO2 e H2O). A "desmontagem" da glicose, entretanto, não pode ser efetuada de forma repentina, uma vezque a energia liberada seria muito intensa e comprometeria a vida da célula. É preciso,portanto, que a glicose seja " desmontada " gradativamente. Assim, a respiração aeróbicacompreende, basicamente, três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

GlicóliseGlicólise significa " quebra " da glicose. Nesse processo, a glicose converte-se em duasmoléculas de um ácido orgânico dotado de 3 carbonos, denominado ácido pirúvico(C3H4O3). Para a ser ativada e tornar-se reativa a célula consome 2 ATP (armazenaenergia química extraída dos alimentos distribuindo de acordo com a necessidade dacélula). No entanto, a energia química liberada no rompimento das ligações químicas daglicose permite a síntese de 4 ATP. Portanto, a glicólise apresenta um saldo energéticopositivo de 2 ATP.Na conversão da glicose em ácido pirúvico, verifica-se a ação de enzimas denominadasdesidrogenases, responsáveis, como o próprio nome diz, pela retirada de hidrogênios.Nesse processo, os hidrogênios são retirados da glicose e transferidos a dois receptoresdenominados NAD (nicotinamida adenina dinucleotídio). Cada NAD captura 2hidrogênios. Logo, formam-se 2 NADH2.

Obs: A glicólise é um processo fisiológico que ocorre no hialoplasma, sem a participaçãodo O2.

Ciclo de KrebsO ácido pirúvico, formado no hialoplasma durante a glicose, penetra na mitocôndria, ondeperde CO2, através da ação de enzimas denominadas descarboxilases. O ácido pirúvicoentão converte-se em aldeído acético.O aldeído acético, pouco reativo, combina-se com uma substância chamada coenzima A(COA), originando a acetil-coenzima A (acetil-COA), que é reativa. Esta, por sua vezcombina com um composto. Nesse momento inicia-se o ciclo de Krebs, fenômenobiológico ocorrido na matriz mitocondrial.Da reação da acetil-CoA, ocorrem series de desidrogênações e descarboxilações atéoriginar uma nova molécula de ácido oxalacético, definido um ciclo de reações, queconstitui o ciclo de Krebs.

Cadeia respiratóriaEssa fase ocorre nas cristas mitocondriais. Os hidrogênios retirados da glicose epresentes nas moléculas de FADH2 e NADH2 são transportados até o oxigênio, formandoágua. Dessa maneira, na cadeia respiratória o NAD e o FAD funcionam comotransportadores de hidrogênios.Na cadeia respiratória, verifica-se também a participação de citocromos, que tem papel detransportar elétrons dos hidrogênios. À medida que os elétrons passam pela cadeia decitocromos, liberam energia gradativamente. Essa energia é empregada na síntese deATP.

Depois de muitos cálculos..., podemos dizer que o processo respiratório aeróbico pode,então, ser equacionado assim:

C6H12O6 + 6 O2 -> CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Respiração anaeróbica - FermentaçãoO processo de extração de energia de compostos sem utilização de oxigênio (O2) édenominado respiração anaeróbica. Alguns organismos, como o bacilo de tétano, porexemplo, têm na respiração anaeróbica o único método de obtenção de energia – são oschamados anaeróbicos estritos ou obrigatórios. Outros como os levedos de cerveja,podem realizar respiração aeróbica ou anaeróbica, de acordo com a presença ou não deoxigênio – são por isso chamados de anaeróbicos facultativos.Na respiração aeróbica, o O2 funciona como aceptor final de hidrogênios. Na respiração

anaeróbica, também fica evidente a necessidade de algum aceptor de hidrogênios. Certasbactérias anaeróbicas utilizam nitratos, sulfatos ou carbonatos como aceptores finais dehidrogênios. Os casos em que os aceptores de hidrogênios são compostos orgânicos quese originam da glicólise. Esses tipos de respiração anaeróbica são chamados defermentações.

Fermentação – rendimento energético inferiorNos processos fermentativos, a glicose não é totalmente " desmontada ". Na verdade, amaior parte da energia química armazenada na glicose permanece nos compostosorgânicos que constituem os produtos finais da fermentação.Há 2 tipos principais de fermentação: a alcoólica e a láctica. Ambas produzem 2 ATP nofinal do processo. Portanto, o processo fermentativo apresenta um rendimento energéticobem inferior ao da respiração aeróbica, que produz 38 ATP.

A fermentação alcoólicaNa fermentação alcoólica, a glicose inicialmente sofre a glicólise, originando 2 moléculasde ácido pirúvico, 2 NADH2 E um saldo energético positivo de 2 ATP, em seguida o ácidopirúvico é descarboxilado, originando aldeído acético e CO2, sob a ação de enzimasdenominadas descarboxilases. O aldeído acético, então, atua como receptor dehidrogênios do NADH2 e se converte em álcool etílico.

A fermentação lácticaNa fermentação láctica, a glicose sofre glicólise exatamente como na fermentaçãoalcoólica. Porém enquanto na fermentação alcoólica o aceptor de hidrogênios é o próprioaldeído acético, na fermentação láctica o aceptor de hidrogênios é o próprio ácidopirúvico, que se converte em ácido láctico. Portanto não havendo descarboxilação doácido pirúvico, não ocorre formação de CO2.

Veja abaixo a equação simplificada da fermentação láctica:C6H12O6 -> 2C3H6O3 + 2ATP

A fermentação láctica é realizada por microorganismos (certas bactérias, fungos eprotozoários) e por certos animais.As bactérias do gênero Lactobacillus são muito empregadas na fabricação de coalhadas,iogurtes e queijos. Elas promovem o desdobramento do açúcar do leite (lactose) em ácido

láctico. O acúmulo de ácido láctico no leite torna-o " azedo ", indicando uma redução dopH. Esse fato provoca a precipitação das proteínas do leite, formado o coalho.

Quimiossíntese

Dentro de seu processo de metabolismo energético, algumas bactérias realizamprocessos bastante diferentes entre si. Esse fenômeno se deve a enorme diversidade deespécies e às mais variadas adaptações ao ambiente de cada linhagem. Quanto à forma de nutrição, além da tradicional divisão dos seres vivos em autótrofos eheterótrofos, tem-se uma nova forma de referência: a utilização da energia luminosa ounão. Têm-se, ainda, bactérias que utilizam o oxigênio em seu processo metabólico, chamadasde respiradoras aeróbicas, e outras que não toleram o oxigênio, classificadas como asanaeróbicas. Dentro dessas inúmeras possibilidades, existe um processo conhecido comoquimiossíntese que, semelhante à fotossíntese, também é um evento autótrofo, ou seja,que predispõe da produção de nutrientes orgânicos. Ao contrário da fotossíntese, a quimiossíntese é realizada sem a necessidade dacaptação da energia luminosa, podendo então ser realizada em lugares inóspitos, comofundo de pântanos, por exemplo. O carbono utilizado no processo também é retirado dogás carbônico, entretanto, a energia para realização das reações de síntese provém daoxidação de compostos inorgânicos como amônia, ferro, nitrito e enxofre.Exemplo desse processo são as bactérias dos gêneros Nitrossomas e Nitrobacter quehabitam o solo e desempenham o importante papel na reciclagem do nutriente nitrogênio.Outro exemplo são as bactérias dos gêneros Beggiatoa e Thiobacillus, que realizam seumetabolismo através das reações de oxidação de compostos de enxofre.As bactérias quimiossintetizantes necessitam, para sua sobrevivência, apenas de umagente oxidante, de gás carbônico e de água, através dos quais conseguem produzirglicídios, por exemplo. As substâncias orgânicas produzidas serão utilizadas para aformação de novos compostos ou utilizadas no metabolismo, sendo degradadas paraliberação de energia. No processo de quimiossíntese podemos destacar duas fases distintas:

1. Produção de moléculas de ATP e NADPH

Durante o processo de oxidação de compostos inorgânicos, temos a liberação de prótonse elétrons que são transportados ao longo da cadeia energética, fosforilando o ADP emATP e a modificação reducional do NADP+ em NADPH. Assim, diferente da fotossíntese,na qual os elétrons e os prótons provêm da quebra da molécula de água, naquimiossíntese, eles têm origem na oxidação dos compostos inorgânicos.

2. Redução do Gás Carbônico

Comparando com a fotossíntese, novamente, esta fase seria uma análoga ao ciclo deCalvin, no qual as substâncias produzidas na etapa anterior, ATP e NADPH, ocasionam aredução do gás carbônico, através de sua fixação e posterior produção de substânciasorgânicas.