Fundamento Químico das Células

Foi somente no inicio do século XIX que se começou a empregar os métodos da química para investigar os seres vivos. O estudo da química dos organismos vivos deu origem o químico orgânico, que sincopou inicialmente em analisar as substancia produzido pelos seres vivos. Apesar de diferentes em inúmeros aspectos as células dos diversos seres vivos, sejam de animais, vegetais, bactérias, algas, fungos ou protozoários, são compostas basicamente pelas mesmas substancias, e seus processos e reações vitais são muitíssimos semelhantes.

ÁGUA

A substância mais abundante na célula á a água, que apresenta, em media, 70% da composição química celular.

Cada molécula de água é formado por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo  de oxigênio, formando um ângulo de aproximadamente 150 graus.

Essa disposição dos átomos estabelece uma zona positiva e outra negativa na molécula, que é, assim, polarizada: as cargas positivas e as negativas dispõem-se segundo os vértices de um tetraedro.

A atração entre cargas elétricas opostas faz com que cada molécula de água tenha a tendência de se unir a outros quatros, de tal forma que um átomo de hidrogênio de uma molécula sempre se ligue ao átomo de oxigênio de outra molécula.

Essas ligações chamam-se pontes de hidrogênio. No estado líquido, à água é formada por varias moléculas ligadas entre si dessa maneira. Considerada isoladamente, cada ponte de hidrogênio é uma ligação se desfaz outra se forma, de modo que, no conjunto, as pontes de hidrogênio mantêm firmemente coesão determina a grande tensão superficial da água. É devido a essa propriedade que certos insetos conseguem pousar e mesmo caminhar sobre a água parada.

Outra propriedade da água que decorre da popularidade de suas moléculas é o poder de dissolução; ele é tão grande q faz com q a água seja considerada o dissolvente universal. Moléculas polares de outra substância, ao entrarem contato com a água, são envolvidas pelas moléculas de água e separam-se.

Além de dissolver moléculas polares, a água é também um ótimo solvente para sais; as moléculas de água envolvem cada íon, separando-os.

Sais minerais
Outras substâncias inorgânicas encontradas na célula são os sais minerais. Ocorrem em pequenas porcentagens, mas são indispensáveis para a fisiologia celular.

Dentre os sais minerais comuns na célula destacam-se os de sódio, de potássio, de cálcio, de ferro e de magnésio. Esses sais podem apresentar-se sob forma de cloretos, fosfatos, a carbonatos e sulfatos, principalmente. Podem também se encontrados associados a substancia orgânicas. O ferro, por exemplo, faz parte da molécula de hemoglobina, que é o pigmento responsável pela cor vermelha do sangue.

Carboidratos
   
Constituem um dos grupos de substancias orgânicas encontradas nas células. Podem ser consideradas em 3 grupos.

Monossacarídeos: açucares simples (1 molécula)-ex: glicose, frutose, galactose
Dissacarídeos: açucares duplos (2 moléculas)-ex: lactose, maltose, sacarose
Polissacarídeos: açucares complexos (varias moléculas)-ex: amido, glicogênio, quitina e celulose.

Os monossacarídeos podem ser considerandos, como reuniões de N grupos de carbono e água os principais monossacarídeos são os pentoses e hexoses. Pentoses (ribose e desoxirribose-participam da constituição do acido nucléico). Hexoses (glicose e frutose). Duas moléculas de monossacarídeo resultam no dissacarídeo e se unindo perdem uma molécula de água. Acontece o mesmo com o polissacarídeo que se resulta da união de dissacarídeos. Se aprofundando em polissacarídeos:

Celulose: encontrada nos vegetais e protistas, participa da constituição da reserva.

Parede celular.   

Quitina: grupo de polissacarídeos em que as cadeias são formadas por vários açucares com grupos amina.
Amido: encontrado nos vegetais, tem função de reserva.
Glicogênio: encontrado nos fungos e animais, sendo uma substancia D.

Lipídeos

Os lipídeos formam um grupo de substancias orgânicas solúveis em solventes orgânicos.

Os lipídeos são também encontrados na livres na célula, servindo como material de reserva de energia e formando hormônios.

Os lipídeos mais simples são:

Glicerídeos: os óleos e as gorduras. Esse é o mais importante como fonte de alimentos. As gorduras são mais abundantes nos animais, servindo como proteção e reserva.

Cerídeos: as ceras. Apesar dos animais também produzirem ceras, estas são muito mais abundantes no reino vegetal. As ceras são encontradas; na superfície de folhas, de frutos e de pétalas.

Um grupo de lipídeos mais complexos é o dos esteróides. Os esteródes participam da estrutura das membranas e também atuam como hormônios. Um dos principais esteróides é o colesterol, substâncias que participa da composição química das membranas celulares das células animais. É encontrado em alimentos produzidos de origem animal, não sendo produzidas pelas.

Um importante esteróide produzido pelas plantas é o ergosterol, substância que na pele se transforma em vitamina D sob a ação da luz ultravioleta.

Lipídeos:

Glicerídeos: óleos e gorduras
Cerídeos: ceras
Esteróides: hormônios, colesterol, ergosterol e outros.

Protídeos

Os protídeos são também substancias orgânicas. Seus produtos mais simples são os aminoácidos, também chamados monopeptídios. Os aminoácidos caracterizam-se, quimicamente pela presença de dois grupamentos ligados a um mesmo átomo carbono:

Grupamento ácido: CHHO;
Grupamento amina: NH2

Os elementos químicos encontrados nesses dois grupamentos são os constituintes essenciais a obrigatória não somente dos aminoácidos, mas de todos os protídeos.

Sem assim, os protídeos é constituído essencialmente por carbono, oxigênio, hidrogênio, trata-se, por tanto, de compostos quaternários.

Existem vinte tipos distintos de aminoácidos, que diferem entre si pelo radical R.

As células vegetais conseguem sintetizar os vinte tipos de aminoácidos, mas as células animais não conseguem. Em razão disso, os animais tem que ingerir determinados aminoácidos atravéz da alimentação.

Para um determinado anima, chama-se aminoácido natural todo aquele que pode ser sintetizado por suas células e aminoácidos assencial o que não pode ser sintetizado.

No caso da espécie humana, por ex, os aminoácidos essenciais são: lisina, valina, metionina, leucina e isoleucina. Poucos são os alimentos que contem todos os aminoácidos necessários a espécie humana. Por isso, temos necessidade de uma alimentação variada.

Os aminoácidos podem reunir-se formando moléculas maiores e constituindo, assim, os polipeptídios. A ligação entre os aminoácidos da cadeia é denominada ligação peptídica.

Os polipeptídios cujas moléculas são formadas por puçás moléculas de aminoácidos tem propriedades bem parecidas com as dos monopeptídios. Eles são, por ex, solúveis em água.

Essa solubilidade em água é menor nos polipeptídios por grande numero de moléculas de aminoácidos.

Os polipeptídios mais complexos, isto é, formados por elevado numero de aminoácidos, são as proteínas.

As proteínas praticamente não se dissolvem na água. São abundantes na célula, onde chegam a constituir mais da metade do material orgânico.

As proteínas podem ser simples ou conjugadas. As conjugadas estão associadas a radicais não-protéticos, denominados grupos prostéticos. Assim, as proteínas simples dão origem, por hidrólise, somente a aminoácidos, e as conjugadas dão origem a outras substancias não-protéticas, alem dos aminoácidos.

São exemplos de proteínas simples:

Insulina, que é sintetizada no pâncreas;

Globina, que participa da molécula do pigmento vermelho do sangue (hemoglobina);

Ovo-albumina, encontrado nos ovos, especialmente na clara;

Fibrinogênio, importante componente do plasma sangüíneo;

Escleroproteína, com a queratina, encontrada na pele, no cabelo, na unha, no casco e no chifre de animais.

Um dos grupos mais importantes de proteínas conjugadas é o das cromoproteínas: aqueles que se coram, constituindo os pigmentos. Dentre os pigmentos de interesse biológico, citamos a hemoglobina, que da cor vermelha no sangue.

Ácidos nucléicos
   
Os ácidos nucléicos são importantes componentes químicos celulares. São macromoléculas formadas por moléculas menores denominados nucleotídeos. Os ácidos nucléicos comandam e coordenam todas as atividades de celulares.

Existem basicamente dois tipos de ácidos nucléicos: o acido desoxirribonucléico ou DNA e o acido ribonucléico ou RNA. O DNA é o principal constituinte dos cromossomos e é nele que estão os genes, responsáveis por todas as características dos indivíduos. O RNA é formado no núcleo. Mas logo passa para o citoplasma, onde participara do processo da síntese de proteínas.