Composição Química dos Seres Vivos II

Ácidos Nucleicos
 Os ácidos nucleicos são as maiores moléculas encontradas nos seres vivos. São responsáveis pelo controle dos processos vitais e constituem o código genético, ou seja, o conjunto de informações que determinam as características dos seres vivos.
 Os ácidos nucleicos são macromoléculas formadas por unidades denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por um grupo fosfato, ligado a uma pentose e esta, por sua vez, está ligada a uma base nitrogenada.

Fórmula geral de um nucleotídeo.

 Um nucleotídeo se une a outro, através de uma ligação estabelecida entre a pentose de um nucleotídeo e o fosfato do nucleotídeo vizinho formando o que chamamos de polinucleotídeo, ou cadeia de nucleotídeos.

 Existem dois tipos de ácidos nucleicos:

• DNA: ácido desoxirribonucleico 
• RNA: ácido ribonucleico

Diferenças entre DNA e RNA.

 As bases nitrogenadas podem ser classificadas em dois grupos:

• Púricas: Adenina e Guanina são maiores e constituídas por um anel duplo de carbono e nitrogênio.

• Pirimídicas: Citosina, Timina e Uracila são menores e apresentam um anel simples.

 Ácido desoxirribonucleico (DNA): os nucleotídeos de um mesmo filamento estão ligados entre si, através de uma ligação que ocorre entre a pentose de um nucleotídeo e o fosfato do nucleotídeo seguinte. Os dois filamentos da molécula de DNA, permanecem ligados, por pontes de hidrogênio, entre bases nitrogenadas correspondentes.

 Observe que a base Timina (T) liga-se sempre à base Adenina (A) e a base Guanina (G) liga-se sempre à Citosina (C). Isso significa que em uma molécula de DNA, a quantidade de nucleotídeos com adenina é sempre igual ao número de nucleotídeo com timina e o número de nucleotídeos com citosina é igual ao nucleotídeo com guanina. Podemos então estabelecer algumas relações:

 O DNA tem uma importante e peculiar característica, que é a capacidade de autoduplicação, ou seja, produzir cópias de si mesmo. Esta capacidade é fundamental para o mecanismo de reprodução dos seres vivos, pois possibilita que uma célula, ao se dividir, produza dua células filhas idênticas a ela, e portanto, com as mesmas capacidades e características. No mecanismo de autoduplicação do DNA, ocorre a seguinte sequência de fenômenos:

• Separação dos dois filamentos de nucleotídeos, que formam a molécula de DNA, devido ao rompimento das pontes de hidrogênio, que ligam as bases nitrogenadas. 
• Ligação de nucleotídeos livres do citoplasma, aos nucleotídeos separados dos dois filamentos. A ligação se dá através de bases correspondentes: 

A→T

T→A

C→G

G→C

• Formação das duas cadeias complementares e consequentemente da molécula de DNA. A duplicação da molécula de DNA é semiconservativa, ou seja, em cada molécula que foi formada, um filamento é originário da molécula mãe e o outro é novo. 

 O processo de duplicação do DNA tem a participação de várias enzimas. Algumas rompem as pontes de hidrogênio que unem as bases dos dois filamentos, outras desmancham a dupla-hélice. A DNA polimerase promove a ligação, entre as bases correspondentes dos filamentos separados, formando as duas moléculas-filhas.

 Ácido ribonucleico (RNA): diferentemente do DNA, a molécula de RNA é constituída por apenas um filamento de nucleotídeos. Estes nucleotídeos apresentam a ribose como pentose e como bases, a Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) e a Uracila (U). Note que a uracila é exclusiva do RNA, e que a timina não aparece em sua constituição.
 Uma molécula de RNA é sintetizada diretamente a partir de uma molécula de DNA, quando ocorre a seguinte sequência de fenômeno:

• Separação total ou parcial dos dois filamentos que formam a molécula de DNA. 
• Emparelhamento de nucleotídeos de RNA, em relação a um dos filamentos de DNA. Estes nucleotídeos vão se ligando uns aos outros, sob o comando da enzima RNA polimerase. Este processo de emparelhamento obedece as seguintes relações:

Emparelhamento de bases do RNA ao DNA.

• A molécula de RNA se desprende da molécula de DNA. 
• O filamento de nucleotídeos que serviu de molde para a síntese de RNA é denominado fita ativa. 
• Repareamento das duas fitas de DNA que se separaram no início do processo, reconstituindo a molécula de DNA.

Síntese de proteína
 Um gene, como sendo à porção de DNA capaz de codificar a síntese de uma proteína. De acordo com a sequência de bases nitrogenadas dos nucleotídeos que o constituem, o gene vai determinar a sequência de aminoácidos da molécula de proteína a ser sintetizada. E o que chamamos de código genético.
 Na verdade, a síntese de proteínas não é feita diretamente pelo DNA, ocorrendo a participação intermediária do RNA. O processo todo ocorre em duas fases: a Transcrição e a Tradução.

• Transcrição: transferência de informações do DNA para o RNA. 
• Tradução: orientação dos tipos e sequência dos aminoácidos da proteína.

 O código genético: não podemos nos esquecer que todas as proteínas são formadas por apenas 20 aminoácidos, sendo portanto, a sequência de ligação entre eles, fundamental para diferenciar as proteínas. Além disso, as moléculas de DNA das várias especies de seres vivos, diferenciam-se apenas na sequência de bases nitrogenadas de seus nucleotídeos.
 A sequência de bases do DNA determina a sequência de aminoácidos da proteína. Cada trinca, isto é, cada sequência de três bases nitrogenadas do DNA, codifica a posição de um determinado aminoácido na proteína. Como são 4 bases diferentes, combinadas 3 a 3, são 64 trincas possíveis. Isto quer dizer que o código genético é degenerado, ou seja, um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de uma trina. Após a transcrição, cada trinca de bases da fita ativa de DNA vai ter uma trinca correspondente no RNAm a qual denominamos códon.

 Tipos de RNA: na síntese proteica verificamos a participação de 3 tipos diferentes de RNA:

• RNA mensageiro (RNAm): É produzido no processo de transcrição que ocorre no núcleo da célula. Depois migra para o citoplasma, onde participa, nos ribossomos, da síntese de proteínas. 
• RNA transportador ou de transferência (RNAt): Produzido a partir do DNA, no núcleo da célula, migra para o citoplasma, onde vai capturar aminoácidos que estão dispersos pelo citoplasma, transportando-os para os ribossomos. O RNAt apresenta uma região especifica para o aminoácido. Como são 20 aminoácidos diferentes, devem existir pelo menos 20 tipos de RNAt. A especificidade do RNAt se deve a uma trinca de bases, que se acopla aos códons do RNAm, sendo por isso, chamada anticódon. 
• RNA ribossômico (RNAr): É o RNA de cadeia mais longa. Faz parte da constituição dos ribossomos. Os ribossomos permitem que o RNAr, se acople ao RNAm, que codifica a proteína.

 Formação de um polipeptídeo: a síntese de proteínas se inicia com a transição, ou seja, a produção de RNAm, a partir de uma das cadeias de nucleotídeos do DNA, que ocorre no núcleo. O RNAm produzido, migra para o citoplasma, onde, nos ribossomos acontece a tradução produzindo a proteína.
 Os ribossomos, percorrem a molécula de RNAm, permitindo o acoplamento dos RNAt aos códons do RNAm. Os ribossomos prendem-se as extremidades do RNAm, abrangendo dois códons. Ao primeiro códon, liga-se o anticódon correspondente de um RNAt. O mesmo ocorre com o segundo códon e entre os dois aminoácidos transportados se estabelece uma ligação peptídica. O primeiro RNAt desliga-se do RNAm e do aminoácido que transportava e vai para o citoplasma ligar-se a outro aminoácido igual ao anterior. Neste momento o ribossomo se desloca para o terceiro códon e um terceiro RNAt se liga ao RNAm. O segundo RNAt se desprende e o ribossomo se desloca para o quarto códon. E assim o ribossomo vai deslizando pelo RNAm, fazendo a leitura de código e no final do processo a molécula de proteína estará formada.

 Enquanto um ribossomo desliza sobre um RNAm, outro pode também iniciar a síntese de proteína no mesmo RNAm. Vários ribossomos podem se encaixar sucessivamente, estabelecendo uma ''linha de montagem'' de proteínas. Ao conjunto formado por um RNAm unido a vários ribossomos denominamos polirribossomo ou polissomo.

Mutações gênicas
 Chamamos de mutação gênica qualquer alteração ocorrida no código genético, seja ela natural, ou induzida por agentes externos, como a radiação ou substâncias químicas. Existem diferentes tipos de mutação.

Tipos de mutação.

Mutação por substituição de base.

Mutação por perda de bases.

 Sistema reparador de erros gênicos: as células possuem um eficiente sistema de correção de erros que ocorre na duplicação do DNA. Este sistema de reparos conta com um sequência de enzimas:

• Enzimas que reconhecem o DNA alterado, cortam e eliminam o pedaço defeituoso. 
• A DNA polimerase, que elabora um novo segmento, idêntico ao original, sem erro. 
• Enzimas que ligam o novo segmento à molécula de DNA. 

 As células sintetizam diversas substancias que lhe são essenciais, passo a passo, através de uma sequência de reações que são catalisadas por enzimas. Estas sequências são denominadas vias bioquímicas ou vias metabólica. Como exemplo podemos citar a via metabólica para a produção do aminoácido arginina, que é realizada pelo fungo Neurospora:

•  Para a manutenção da vida, as células devem realizar centenas de vias metabólicas envolvendo milhares de reações químicas diferentes, catalizadas por enzimas. Isto nos da uma ideia da importância dos genes no controle da química da vida.

Exercícios

1-Escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos. Sobre as substâncias que compõem os seres vivos, é correto afirmar que:
(01) Os carboidratos, os lipídios e as vitaminas são fontes de energia para os seres vivos;
(02) A água é a substância encontrada em maior quantidade nos seres vivos;
(04) Além da sua função energética, os carboidratos estão presentes na formação de algumas estruturas dos seres vivos;
(08) As gorduras constituem o principal componente estrutural dos seres vivos;
(16) Os seres vivos apresentam uma composição química mais complexa do que a matéria bruta, sendo formados por substâncias orgânicas, como as proteínas, os lipídios, os carboidratos, as vitaminas e os ácidos nucleicos.
Soma=( )

2-A porcentagem de água é progressivamente decrescente nos seguintes tecidos:
A) Adiposo, muscular, substância cinzenta do cérebro.
B) Muscular, tecido nervoso do embrião, tecido nervoso do adulto.
C) Muscular, ósseo e adiposo.
D) Epitelial, ósseo e nervoso.
E) Nervoso, adiposo e muscular.

3-São funções da água no protoplasma:
I. Constitui o solvente da maioria das substância.
II. Participa das reações de hidrólise.
III. Participa da manutenção da temperatura e do equilíbrio osmótico.

São funções verdadeiras:
A) I, II e III
B) Apenas I e II
C) Apenas I e III
D) Apenas II e III
E) Apenas I

4-Os elementos químicos mais comumente encontrados na matéria orgânica são:
A) Oxigênio, hidrogênio e ferro
B) Hidrogênio, carbono e magnésio
C) Magnésio, cálcio e fósforo
D) Carbono, sódio e potássio
E) Carbono, oxigênio e hidrogênio

5-Muitas estruturas do nosso organismo possuem em sua estrutura o colágeno. Quimicamente, o colágeno pertence ao grupo de:
A) Carboidratos
B) Lipídeos
C) Proteínas
D) Glicídeos
E) Ácidos nucleicos

6-A água é a substância que se encontra em maior quantidade no interior da célula. Isso se justifica pelos importantes papéis que exerce nos processos metabólicos.
A) Qual é o papel da água na regulação térmica de animais homeotermos?
B) Por que as pessoas desidratadas correm risco de vida?



Gabarito:
1- Soma: 02+04+16=22
2- letra C) Muscular, ósseo e nervoso
3- letra A) I, II e III
4- letra E) Carbono, oxigênio e hidrogênio
5- letra C) Proteínas
6- A) Ajuda a manter a temperatura corporal, em nível compatível com a vida, devido ao seu elevado calor específico.
B) Devido às várias funções que executa, a quantidade de água não pode variar muito. A perda de 10% da total em 24 horas leva à morte.

Composição Química dos Seres Vivos

A Composição química da célula
 Os componentes químicos são semelhantes em todos os seres vivos, podendo ser divididos em dois grupos.

 No passado, os químicos definiram substâncias orgânicas como sendo aquelas que só poderiam ser fabricadas e encontradas no interior dos seres vivos, enquanto as substâncias inorgânicas seriam encontradas também, fora dos seres vivos. Em 1928 Woler conseguiu sintetizar, pela primeira vez, uma molécula orgânica em laboratório, a ureia (componente da urina) a partir de um composto inorgânico, o cianeto de amônio. Tal feito tornou esses conceitos inadequados para os tempos atuais e sendo assim, modernamente, consideramos substâncias orgânicas como sendo aquelas cuja estrutura molecular está fundamentada em uma cadeia de carbonos. O gráfico a seguir nos dá ideia da porcentagem média das substâncias encontradas nas células dos seres vivos.

Água
 A água é o componente mais abundante das células, sua molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio(H2O). Suas propriedades permitem que ela tenha várias funções nos seres vivos:

• Solvente de várias substâncias químicas possibilitando o seu transporte e distribuição no interior das células e fora delas, além de facilitar o intercâmbio entre os meios intracelular e extracelular. 
• Facilita a ocorrência de reações químicas. 
• Atua como reagente em várias reações químicas, principalmente reações de síntese por desidratação e reações de quebra por hidrólise. 
• Ajuda a manter a temperatura corporal, em nível compatível com a vida, ou seja, participa da regulação térmica dos seres vivos. 
• Atua com lubrificante, diminuindo o atrito entre tecidos e órgãos. 

 A taxa de água em um tecido ou órgão é diretamente proporcional à sua atividade metabólica.

 A quantidade de água também varia de acordo com idade, decrescendo à medida que ela avança, por exemplo: um feto humano com 3 meses tem 94% de água e quando nasce tem aproximadamente 69%.
 Espécies diferente podem apresentar diferentes porcentagens do seu peso em água, por exemplo: o homem 63%, fungos 83%, águas-vivas 98% e sementes de 10 a 20%. De qualquer modo, a quantidade de água não pode variar muito, No homem por exemplo, a perda de 10% do total da água, em 24 horas, leva á morte.
 Sais minerais:
 Os sais minerais podem ser encontrados nos seres vivos de duas maneiras diferentes:

• Insolúveis: neste caso estão na forma molecular e imobilizados fazendo parte de estruturas esqueléticas, como os fosfatos de cálcio que fazem parte dos ossos dos vertebrados, conferindo-lhes dureza e resistência, carbonatos de cálcio nos corais de recife e sais de silício em certas algas. 
• Solúveis: encontram-se na forma iônica e dissolvidos em água, sendo importantes em vários fenômenos e reações químicas.

Alguns íons encontrados nos seres vivos e suas respectivas funções.

 Carboidratos:
 Os carboidratos são moléculas orgânicas formadas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Também são conhecidos como glicídios, glucídios, açúcares, sacarídeos ou hidratos de carbono. Podem ser divididos em três grandes grupos: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.

• Monossacarídeos: são os carboidratos mais simples e podem ser representados pela fórmula geral Cn(H₂O)n, sendo que n pode variar de 3 até 7. Os monossacarídeos são classificados de acordo com o número de átomos de carbono. Os monossacarídeos mais importantes são as pentoses e hexoses.

Exemplos de monossacarídeos.

As principais pentoses.

As principais hexoses.

• Dissacarídeos: os dissacarídeos são moléculas formadas pela ligação entre dois monossacarídeos. Esta ligação é do tipo síntese por desidratação, ou seja, os dois monossacarídeos se unem, liberando uma molécula de água. 

Os principais dissacarídeos.

• Polissacarídeos: os polissacarídeos são macromoléculas, formadas por centenas ou milhares de monossacarídeos, ligados entre si, através de síntese por desidratação.

 Lipídios
 Os lipídios são moléculas orgânicas, formadas pela associação entre ácidos graxos e um álcool orgânico. Sua principal característica é a insolubilidade em água e a solubilidade em solventes orgânicos como a benzina, o éter e o álcool etílico. Os lipídios são divididos em dois grupos principais: os lipídios simples e os lipídios complexos.
 Lipídios simples:
 Apresentam em sua constituição apenas átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Podem ser três tipos diferentes: glicerídeos, cerídeos e esterídeos. 

• Glicerídeos: também denominados triglicérides. São formados por três ácidos graxos, ligados a uma molécula de glicerol (álcool de três carbonos). Em temperatura ambiente( em torno de 20º), os glicídios que se apresentam sólidos são denominados gorduras e os que se apresentam líquidos são denominados óleos. Animais armazenam gordura e os vegetais armazenam óleo como reserva energética. Além disso, a gordura, armazenada sob a pele das aves e dos mamíferos (animais homeotermos) tem importante papel isolante térmico, ajudando a manter a temperatura corporal.
• Cerídeos: também denominados ceras, são formados por ácidos graxos ligados a um álcool, de cadeia mais longa que o glicerol. São extremamente insolúveis em água, e por isso, utilizados como impermeabilizantes de folhas e frutos nos vegetais, evitando a desidratação excessiva. Nos animais podemos citar a cera produzida e utilizada pelas abelhas como material de construção da sua colmeia. 
• Esterídeos: também denominados esteroides, são bem diferentes dos demais lipídios, sendo formados pela união de ácidos graxos com álcoois de cadeia fechada denominados esteróis. O esteroide mais conhecido é o colesterol, presente nas membranas celulares e precursor dos hormônios sexuais: a testosterona (masculino), o estrógeno e a progesterona (femininos).

 Lipídios Complexos:
 Apresentam em sua formação, além dos átomos de carbono, hidrogênio e o oxigênio que aparecem nos lipídios simples, átomos de fósforo ou nitrogênio. Veja abaixo os principais:

• Fosfolipídios: apresentam fosfato em sua constituição e fazem parte da constituição da membrana plasmática das células em geral.
• Esfingolipídios: apresentam nitrogênio na sua constituição e são abundantes no tecido nervoso (esfingomielina), onde formam a bainha de mielina que envolve os neurônios, funcionando como isolante elétrico.

Proteínas 

 As proteínas são macromoléculas, de elevado peso molecular, formadas por unidades que são denominadas aminoácidos. As proteínas são, portanto, polímeros e os aminoácidos, monômeros. As proteínas são os compostos orgânicos de maior abundancia na matéria viva (10-15%) e na composição total de um ser vivo só perde para a água (75-85%).

 Aminoácidos:  os aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem um carbono central (carbono α), ao qual se ligam um átomo de hidrogênio (— H), um grupamento amina(—NH₂), um grupamento carboxila (— COOH) e um radical (— R). Conhecemos hoje cerca de 20 tipos diferentes de aminoácidos, que fazem parte da constituição das proteínas dos seres vivos. É o radical que caracteriza e diferencia os aminoácidos, já que os outros componentes da molécula são idênticos em todos eles.

Alguns exemplos de aminoácidos.

 Os aminoácidos de um organismo podem ser classificados em dois tipos: os essenciais, que ele não consegue sintetizar, tendo que obrigatoriamente consegui-los através de sua dieta alimentar e os naturais que ele pode produzir. Os vegetais e algumas bactérias conseguem fabricar todos os aminoácidos. Já os animais conseguem fabricar apenas alguns.

Aminoácidos essenciais e naturais da espécie humana.

 Ligação peptídica: as proteínas são formadas por dezenas de moléculas de aminoácidos ligados entre si, através de ligações denominadas peptídicas. Uma ligação peptídica consiste na união entre o carbono do grupo carboxila de um aminoácido, com a liberação de uma molécula de água.

Ligação peptídica entre dois aminoácidos.

 Dois aminoácidos unidos formam um dipeptídio, três formam um tripeptídios e vários formam um polipeptídio. Para que um polipeptídio possa ser considerado uma proteína ele deve ser capaz de executar alguma função.

 A identidade de uma proteína: três fatores podem diferencias uma proteína da outra:

• Os tipos de aminoácidos. 
• O número de aminoácidos. 
• A sequencia de aminoácidos. 

 Isto quer dizer que se duas proteínas tem o mesmo número e os mesmos tipos de aminoácidos, o que a torna diferentes é a sequencia em que os seus aminoácidos se encontram ligados. Sabemos que são 20 aminoácidos diferentes, o que possibilita um grande número de combinações. Estima-se que nas células humanas, por exemplo, existam pelo menos, cerca de 3 mil proteínas diferentes, exercendo várias funções. Também é importante salientar que se um aminoácido de uma determinada proteína for trocado ou substituído, essa proteína deixa de ser funcional ou passa a executar outra função, o mesmo ocorrendo se à uma proteína for acrescentado um ou mais aminoácidos.

 Estruturas das proteínas: quando se considera apenas a sequencia linear de aminoácidos ligados uns aos outros, por ligações peptídicas, fala-se em estrutura primária. À medida que o filamento proteico vai sendo produzido ele vai se dobrando, devido à atração existente entre os aminoácidos (pontes de hidrogênio), dando à molécula uma forma helicoidal, denominada estrutura secundária. A proteína então, dobra-se sobre si mesma formando a estrutura terciária. Algumas proteínas podem ser formadas por duas ou mais cadeias polipeptídicas, unidas entre si, formando, o que denominamos estrutura quaternária.

As diferentes formas estruturais das proteínas.

 Tipos de proteínas:

• Proteínas simples: constituídas apenas por cadeias polipeptídicas. 
• Proteínas conjugadas: ocorre principalmente em enzimas e são constituídas por uma parte proteica denominada apoenzima e outra não proteica denominada coenzima ou grupo prostético. A apoenzima sozinha não é ativa.

 A desnaturação ou desnaturação proteica: já sabemos que a sequencia de aminoácidos a função desempenha pela proteína. É importante salientar que a forma final da proteína (estruturada terciária ou quaternária) também está associada à funcionalidade de uma proteína.
 Quando uma proteína se deforma, perdendo a sua funcionalidade, dizemos que ela está desnaturada. A desnaturação de um proteína pode ser um processo irreversível. Dois fatores principais, levam a desnaturação proteica:

• O calor excessivo (a partir de 45º) rompe as ligações que mantem a forma terciária da proteína. Podemos citar, como exemplo, o que ocorre com a clara do ovo, que apresenta grande quantidade de uma proteína denominada albumina dissolvida em água. Em condições naturais a clara se apresenta líquida e transparente. Com o cozimento, ela se torna sólida e opaca, porque as proteínas desnaturadas enrolam-se umas nas outras tornando-se insolúveis em água, solidificando-se. 
• A variação muito ampla do pH, ou seja, em meio muito ácido ou muito básico, ocorre o rompimento de ligações que ajudam a manter a forma terciária das proteínas. Isto ocorre, por exemplo, na fabricação de queijos e iogurtes: acrescenta-se ao leite bactérias fermentadoras (lactobacilos), que liberam o ácido láctico, que acidificando ao leite, desnaturam suas proteínas, as quais se solidificam.

 Funções das proteínas: como já dissemos anteriormente, as células humanas, por exemplo, apresentam pelo menos 3 mil tipos de proteínas. Obviamente, as funções que estas proteínas desempenham são muito diversificadas, mas podemos dividi-las em 5 grandes grupos: estrutural, hormonal, nutritiva, defesa e enzimática.

• Estrutural: são fundamentais na estrutura dos seres vivos, participando da arquitetura e consistência das células, além de dar sustentação aos tecidos através de fibras que se distribuem por entre as células.

Exemplos de proteínas com função estrutural.

• Hormonal: hormônios são substancias de várias naturezas químicas (lipídios e proteínas, principalmente) produzidas por determinadas glândulas, denominadas endócrinas. Estas substancias podem estimular ou inibir a atividade de um órgão. Como exemplo de uma proteína que atue como hormônio podemos citar a insulina, produzida pelo pâncreas e que regula o metabolismo do açúcar. 
• Nutritiva: as proteínas podem ser utilizadas como fonte de aminoácidos (principalmente os essenciais), na dieta animal, para que ele( o animal) possa produzir suas próprias proteínas. Em certos casos, algumas proteínas podem ser utilizadas como fonte de energia para o metabolismo celular. 
• Enzimática: as enzimas são proteínas especiais, que atuam como catalisadores, ou seja, aceleram e regulam reações químicas que ocorrem nas células. 
• Defesa: algumas proteínas atuam como anticorpos, que compõe o sistema imunológico, responsável pela defesa do corpo. Vamos estudar a ação enzimática e a imunologia com detalhes. 

Ação enzimática
 Para manter-se viva, uma célula precisa realizar reações químicas bastante complexas, em baixa temperatura e alta velocidade. No meio extracelular estas mesmas reações seriam lentar e exigiriam temperaturas elevadas, o que levaria à desnaturação proteica. Para que estas reações aconteçam na velocidade e temperatura compatíveis com a vida, as enzimas atuam como biocatalizadores, ou seja, aceleradores de reações.
 Frequentemente, a nomenclatura das enzimas é baseada no substrato, que é a molécula sobre a qual a enzima atua, acrescentando-se o final ase.

As enzimas são denominadas em função do substrato.

 As enzimas são altamente específicas. Cada tipo de reação química que ocorre na célula é catalisada por um tipo de enzima. Esta especificidade deve-se ao fato da molécula da enzima encaixar-se perfeitamente na molécula do substrato, como uma chave de sua fechadura.

 Note que após catalisar a reação, a enzima se desprende e permanece inalterada, podendo se combinar à outra molécula de substrato. Isto significa que a enzima não é consumida durante a reação.

 Fatores que interferem na ação enzimática:

• Temperatura: a velocidade da reação enzimática tende a aumentar com o aumento da temperatura do meio onde a enzima atua. Geralmente, a cada 10º de elevação da temperatura do ambiente, ocorre duplicação ou triplicação da atividade enzimática. No entanto existe um limite para essa influencia da temperatura, pois enzimas são proteínas e portanto, em temperaturas elevadas, sofrem desnaturação, perdendo a capacidade de atuação adequada. A temperatura limite para a atividade enzimática varia de acordo com a espécie de ser vivo, mas de maneira geral fica em torno de 40º. 
• pH: cada enzima tem um pH ótimo, no qual a velocidade da reação catalisada é máxima. Em pH mais ácido ou mais básico a atividade enzimática diminui. Observe que o pH ótimo varia de acordo com a enzima. Normalmente, a inibição da atividade enzimática pelo pH é reversível. Se submetermos, por exemplo, uma enzima de pH ácido a um meio onde o pH esteja alcalino, a velocidade da reação diminui, mas se voltarmos a enzima para o pH ácido a velocidade de ração aumenta novamente. Porém, em pH muito ácido, algumas enzimas podem sofrer desnaturação, perdendo definitivamente a capacidade de atuar. 
• Concentração do substrato: Se mantivermos constante a concentração de uma determinada enzima e ao mesmo tempo aumentarmos a concentração de substrato,vamos verificar que a velocidade de reação vai sofrendo aumentos progressivamente menores, até atingir um ponto, no qual novos aumentos (da concentração do substrato) não elevam mais a velocidade de reação, atingindo-se a saturação da concentração do substrato.

Noções de imunologia
 Chamamos de imunização a capacidade de se criar imunidade, ou seja, resistência a agentes invasores do organismo. Estes agentes invasores são chamados antígenos. Esta resistência resulta da produção de anticorpos por células do tecido sanguíneo, denominadas glóbulos brancos do tipo linfócitos.
 Os anticorpos são específicos e capazes de reconhecer e ligar-se aos antígenos, inativando-os e facilitando a sua destruição.

 Tipos de imunização:

•  Ativa: neste caso o corpo produz os anticorpos. Pode ser de dois tipos: 

1. Naturalmente Adquirida: O organismo adquire o antígeno e fabrica anticorpos contra ele, tornando-se imune. Por exemplo, se uma pessoa contrai o vírus do sarampo, ela passa a fabricar os anticorpos e depois torna-se imune a essa doença.
2. Artificialmente Adquirida: é o que chamamos de Vacina. Inocula-se no organismo antígenos atenuados, quer dizer, enfraquecidos a ponto de não causarem doença. O organismo estimulado pela vacina "aprende" a produzir os anticorpos e passa a ser imune ao antígeno. A vacinação é portanto, uma maneira de combate preventivo à doença. Quando um organismo é exposto, uma segunda vez, a um determinado antígeno, a produção de anticorpos ocorre com maior rapidez e intensidade.

• Passiva: o organismo recebe os anticorpos prontos. Também pode ser de dois tipos: 

1. Naturalmente Adquirida: ocorre em mamíferos como o ser humano, por exemplo. A mãe transfere anticorpos para o embrião através da placenta e depois para o recém-nascido através do leite materno.
2. Artificialmente Adquirida: é o que chamamos de Soro. É utilizado quando o antígeno age rapidamente, não dando tempo ao organismo de produzir anticorpos. É o que ocorre quando uma pessoa é picada por cobras. Injeta-se soro com anticorpos prontos para anular rapidamente a ação do veneno. Note que ao contrário da vacina o soro não tem ação preventiva, mas sim curativa ou terapêutica.

Organismos Procariontes

 Organização das Bactérias:
 Bactérias são organismos microscópicos mas com uma imensa quantidade. O microscópio óptico não permite a observação de muitos detalhes da estrutura bacteriana, praticamente só possibilitando ver a sua forma.
 Algumas bactérias podem causar doenças no homem, plantas ou animais. Há muitas bactérias extremamente úteis, como é o caso dos lactobacilos, fundamentais na produção de vários derivados do leite.

 Estrutura Bacteriana:
 Com o microscópio eletrônico é possível a observação mais detalhada da organização das bactérias, conforme se vê no esquema abaixo:

• Cromatina: é constituída por um filamento de DNA. Corresponde ao material genético da célula, responsável por duas funções principais: a coordenação das atividades vitais e a hereditariedade. O material genético não é envolvido por carioteca, caracterizando a organização procarionte. 
• Plasmídeos: corresponde ao DNA, além daquele presente no cromossomo bacteriano. Assim, os plasmídeos apresentam genes adicionais, que podem auxiliar na sobrevivência das bactérias, como é o caso de genes que conferem resistência a antibióticos. 
• Membrana esquelética: é uma cobertura espessa e rígida que protege a bactéria, mantendo sua forma. Sua composição química é complexa, não incluindo celulose, como ocorre com todos os procariontes. 
• Membrana plasmática: é lipoproteica, isto é, formada por lipídios e proteínas, é extremamente delgada, sendo visível apenas ao microscópio eletrônico e tem permeabilidade seletiva. A membrana apresenta muitas invaginações, os mesossomos, que contêm enzimas envolvidas com a respiração e participam da divisão da célula, prendendo a cromatina durante a divisão. 
• Cápsula: trata-se de um envoltório viscoso que pode ou não estar presente em algumas bactérias. A cápsula é secretada pela célula bacteriana, sendo uma característica determinada geneticamente. 
• Hialoplasma: corresponde ao material gelatinoso que preenche os espaços entre as demais estruturas celulares. Tem como composição principal água e proteína, além de numerosas enzimas que controlam as reações químicas que mantêm o funcionamento da célula. 
• Ribossomo: são organoides não membranosos responsáveis pela síntese de proteínas. As proteínas produzidas nos ribossomos podem participar da construção da matéria viva, como é o caso do hialoplasma e da membrana plasmática, outras proteínas têm função enzimática. Essa produção de proteínas é controlada pelo DNA bacteriano.

 Ambiente:
 Bactérias podem ser encontradas nos mais diversos tipos de ambientes, desde que haja alguma umidade. Isso inclui o mar, a água doce, o solo úmido e o corpo de animais e plantas.

 Nutrição e liberação de energia:

• Heterotrófica: elas não produzem seu próprio material orgânico a partir de substâncias inorgânica. Apresentam duas estratégias principais: viver à custa de um ser vivo, comportando-se como parasitas, ou atacar matéria orgânica morta, promovendo sua composição, sendo denominadas sapróvoras. 
• Autotróficas: bactérias que produzem material orgânico a partir de substâncias inorgânicas, são mais raras do que as heterótrofas. Algumas bactérias autótrofas realizam fotossíntese e outras quimiossíntese. Nos dois processos ocorre produção de glicose. No entanto, a maneira pela qual a glicose é produzida difere bastante. Na fotossíntese, a bactéria absorve luz através de um tipo especial de clorofilas que se encontra dispersa no hialoplasma. Já com as bactérias quimiossintetizantes não ocorre a utilização de energia luminosa, nesse caso, a energia provém de reações químicas.

 Reprodução das bactérias:
 As bactérias apresentam principalmente reprodução assexuada e mais raramente sexuada. Bactérias são seres unicelulares e, ao se dividirem, geram dois novos indivíduos, isso caracteriza a chamada bipartição ou cissiparidade, sua forma de reprodução mais comum.

 Cianobactérias:
 As cianobactérias são organismos microscópicos intimamente relacionados com as bactérias.

 As cianobactérias apresentam inúmeras semelhanças em relação às bactérias:

• São unicelulares ou coloniais. 
• Apresentam membrana esquelética se celulose. 
• São procariontes, isto é, não têm núcleo organizado. 
• Algumas espécies participam do ciclo do nitrogênio, realizando a sua fixação. Com isso, podem enriquecer o solo com os compostos nitrogenados.

 No entanto, as cianobactérias diferenciam-se das bactérias em vários aspectos, tais como:

• Possuem um sistemas de membranas concêntricas no hialoplasma. 
• Apresentam pigmentos de cor azul e vermelha, têm também clorofila. Algumas raras bactérias fotossintetizantes possuem outro tipo de clorofila, com uma composição química bem diferente.

As cianobactérias podem viver em muitos tipos de ambientes, desde que haja luz e água, muitas vezes a água só está disponível durante um pequeno período de tempo.

 Importância:
 As bactérias constituem o grupo de seres vivos com a maior massa total no planeta. Assim, quando se considera apenas sua quantidade, já se pode perceber sua imensa importância para toda a biosfera e, em particular, para o homem.

Exercícios

1- Na questão adiante, escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos. Das características apresentadas a seguir, selecione aquelas que são comuns tanto à bactéria como a células vegetais e animais.
(01) Presença de parede celular rígida.
(02) Material genético constituído por DNA.
(04) Presença de retículo endoplasmático e complexo de Golgi.
(08) Presença de membrana plasmática.
(16) Utilização de oxigênio como principal fonte de obtenção de energia química.
(32) Presença de ribossomas.
(64) Vida livre.
Soma = ( )

2- Relacione as duas colunas e assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
(1) Comunidade
(2) População
(3) Ecossistema

( ) Conjunto de seres vivos e o meio onde vivem, com todas as interações que esses seres mantêm entre si e com o meio.
( ) Conjunto de seres vivos de espécies diferentes que vivem num determinado espaço, mantendo relacionamento.
( ) Conjunto de seres vivos da mesma espécie que vivem em determinado espaço.

A) 1, 2, 3
B) 3, 1, 2
C) 3, 2, 1
D) 1, 3, 2
E) 2, 1, 3

3- Indique em qual dos seres vivos, citados a seguir, o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA) não ocorrem em um mesmo indivíduo:
A) Bactéria;
B) Protozoário;
C) Vírus;
D) Fungos;
E) Algas.

4- Assinale a alternativa correta a respeito dos vírus:
A) Apresentam membrana plasmática envolvendo seu material interno.
B) Sintetizam ácido nucleico e proteínas para a sua reprodução.
C) Apresentam metabolismo próprio.
D) Não sofrem mutação no seu material genético.
E) Possuem um único tipo de ácido nucleico que, dependendo do vírus, pode ser o DNA ou o RNA.


Gabarito:
1- Soma: 02+08+32=42
2- letra B) 3, 1, 2
3- letra C) Vírus
4- letra E) Possuem um único tipo de ácido nucleico que, dependendo do vírus, pode ser o DNA ou o RNA.

Viroses

 Gripe:

• Agente etiológico: influenza;
• Profilaxia: fortalecimento do sistema imunológico e vacina;
• Sintomas: dores no corpo e secreções respiratórias;
• Tratamento: fortalecimento do sistema imune.

 Rubéola:

• Agente etiológico: rubivírus;
• Profilaxia: vacina;
• Sintomas: febre, ínguas e manchas rosadas.

 Sarampo:

• Agente etiológico: paramyxovirus;
• Profilaxia: vacina;
• Sintomas: febre, coriza, olhos vermelhos, manchas brancas na boca e erupção na pele.

 Catapora (varíola):

• Agente etiológico: varicela-zóster;
• Profilaxia: vacina;
• Sintomas: lesões na pele e febre;
• Tratamento: aciclovir, banhos com cânfora ou óxido de zinco.

 Condiloma:

• Agente etiológico: HPV (6, 11, 16, 18);
• Transmissão: sexual;
• Profilaxia: papanicolau, camisinha e vacina;
• Sintomas: verrugas com coceira e queimadura;
• Tratamento: cirurgia e medicamentos.

 Raiva:

• Agente etiológico: lyssavirus;
• Transmissão: mordida de mamíferos contaminados;
• Profilaxia: vacinação;
• Sintomas: prurido, vômito, baba, espasmas musculares e hostilidade e morte;
• Tratamento: vacinação, higienização local e imediata.

 Caxumba:

• Agente etiológico: paramyxovirus;
• Profilaxia: vacina tríplice (15 meses);
• Transmissão: contato direto com gotículas de saliva ou perdigotos de indivíduos infectadas; 
• Sintomas: glândulas salivares inchadas e doloridas, dor de cabeça, febre, orquite e ooforite;
• Tratamento: repouso total.

 Herpes:

• Agente etiológico: herpes simples 1 e 2 ou HSV-1 e 2;
• Transmissão: sexual;
• Profilaxia: camisinha;
• Sintomas: ardor, prurido, formigamento e gânglios;
• Tratamento: aciclovir;

 Febre Amarela:

• Agente etiológico: flavivírus (grupo B);
• Profilaxia: vacina;
• Transmissão: através da picada do mosquito Aedes aegypti meio urbano e pelo hemagogo em selva;
• Sintomas: febre, dor muscular e articulas, vômito, diarreia, icterícia, hemorragias e insuficiência renal;
• Tratamento: controle dos mosquitos transmissores e através de vacina.

 Dengue:

• Agente etiológico: flavivírus (grupo B);
• Transmissão: através do mosquito Aedes aegypti;
• Sintomas: febre, dor muscular e articular, dor de cabeça e em alguns casos hemorragia;
• Tratamento: controle do mosquito e a destruição de locais onde suas larvas se desenvolvem.

 Hepatites:

• Agente etiológico: vírus da hepatite A, B, C e D;
• Transmissão: 

A: alimentos e água contaminadas;

B: sangue, agulhas e matérias cortantes contaminados e via sexual;

C: transfusão sanguínea, tatuagens, uso de drogas, piercing e em manicure;

• Profilaxia: de acordo com cada tipo;
• Sintomas: 

A: febre baixa, fadiga, mal estar, perda do apetite, sensação de desconforto no abdome, náuseas e vômitos;
B: cirrose hepática;
C: hepatocarcinoma.

Vírus

 Conceito:
 Os vírus provocam doenças bastante conhecidas, como gripe e raiva. Algumas doenças virais podem ser controladas através de vacinação, como poliomielite, rubéola e sarampo. Em 1975, depois de uma intensa e longa campanha de vacinação, a varíola foi considerada erradicada pela Organização Mundial de Saúde.

 Organização:
 Os vírus são extremamente pequenos (1,0nm = 1,0x10−9m),sendo visíveis apenas com o uso do microscópio eletrônico. Sua organização é bastante simples, pois são acelulares. Assim, só podem manifestar algumas atividades metabólicas quando estão no interior de células de outros seres vivos, comportando-se como parasitas intracelulares.
 Há vírus que parasitam células de bactérias, de vegetais ou de animais. Os vírus podem ter vários mecanismos de transmissão, como saliva, picada de inseto, água, fezes, secreções genitais e sangue.

 Os bacteriófagos podem ter três partes principais:

• Cabeça: é a região mais volumosa e abriga o material genético. Apresenta a forma de um icosaedro, ou seja, tem vinte faces, cada uma correspondendo a um triângulo equilátero. 
• Cauda: com aspecto cilíndrico, armazenando alguns materiais, tais como enzimas e ATP para as pequenas necessidades energéticas do bacteriófago. 
• Fibras da cauda: filamentos utilizados na fixação à célula hospedeira do vírus. 

 Os bacteriófagos apresentam um envoltório de proteína, chamado de carapaça ou cápsula, em cujo interior se encontra uma molécula de ácido nucleico. Há aqui uma particularidade dos vírus em geral: todos os seres vivos apresentam dois tipos de ácidos nucleicos, DNA e RNA, já os vírus, ao contrário, geralmente só possuem um tipo (DNA ou RNA).

 Reprodução:
 A diversidade de reprodução dos vírus é muito grande. Em primeiro lugar, ocorre a fixação do bacteriófago à parede bacteriana através das fibras da cauda. Depois, o bacteriófago perfura a parede da bactéria, liberando de sua cauda a enzima lisozima. Essa enzima também é encontrada na lágrima, constituindo-se uma importante defesa dos olhos contra infecções bacterianas.

 Posteriormente, ocorre a introdução do DNA, que passa a comandar as atividades metabólicas da bactéria. O DNA viral pode determinar a reprodução do vírus. Em termos químicos isso significa a síntese de mais DNA e proteína virais. Esses processos são desencadeados pela molécula de DNA da bacteriófago, como se vê abaixo:

DNA→ DNA → RNA → PROTEÍNAS

 Assim, o DNA do vírus desencadeia alterações no metabolismo da bactéria. De modo geral, a molécula de DNA do vírus serve de modelo para a produção de mais DNA viral, a bactéria fornece energia, nucleotídeos e as enzimas necessárias. Posteriormente são fabricadas as proteínas da cápsula, novamente, a bactéria supre o vírus com energia, enzima e aminoácidos necessários.

 Então, essas peças componentes dos vírus são reunidas, sendo o processo denominado montagem. Ocorre a ruptura da célula bacteriana (lise), os vírus poderão se ligar a outras bactérias, dando início a outros ciclos.

 O HIV é um retrovírus, apresentando RNA como material genético. HIV significa ''vírus da imunodeficiência adquirida'' e está relacionado com a Aids. Os retrovírus produzem DNA a partir de um modelo de RNA, utilizando a enzima transcriptase reversa. O DNA assim produzido serve de modelo para a formação de mais RNA, que orienta a formação das proteínas virais.

DNA ⇆ RNA → Proteínas

 (⇆) está supondo a transcriptase reversa

 Aids:
 A aids é causada pelo retrovírus conhecido como HIV. O HIV pode entrar no corpo por via sanguínea ou sexual. Esses vírus tem afinidade por certo tipo de linfócitos, glóbulos brancos relacionados com a defesa do organismo.

• Agente etiológico: HTL VIII;
• Transmissão: vias sexuais, sangue, congênita e amamentação;
• Profilaxia: uso de camisinha, controle de bancos de sangue e pré-natais;
• Sintomas: doenças oportunistas;
• Tratamento: coquetéis (proteases e AZT).