Macromoléculas: Polissacarídeos, Proteínas e Ácidos Nucleicos

Por Joseph Constance, MAReviewed by Dr. Liji Thomas, MD

Água, moléculas orgânicas e íons inorgânicos são os constituintes das células. A água constitui a maior fração dos três, representando quase três quartos da massa total de uma célula. As interações entre os vários componentes de uma célula e seu conteúdo de água é a chave da química biológica.

Sódio, potássio, magnésio, cálcio, fosfato e cloreto, estão entre os principais íons inorgânicos de uma célula, e não representam mais de 1% da massa celular. Mas as moléculas orgânicas são os componentes realmente novos de uma célula. A maioria desses compostos orgânicos pertence a uma das seguintes classes de moléculas:

• Carboidratos
• Lípidos
• Ácidos nucleicos
• Proteínas

Em células individuais, existem milhares de tipos diferentes de macromoléculas, ou compostos orgânicos. Estes serão diferentes, mesmo entre as células de uma mesma pessoa. As variações são mais extensas entre as diferentes pessoas. Macromoléculas – proteínas, ácidos nucléicos, e polissacarídeos – são formados pela polimerização de centenas de seus precursores de baixo peso molecular – aminoácidos, nucleotídeos, e açúcares simples.

A diversidade entre macromoléculas evolui do vasto potencial para formar combinações diferentes dos cerca de 50 monômeros comuns que compõem uma macromolécula. Estas macromoléculas podem constituir até 90% do peso seco de uma célula. É possível compreender a química básica da composição de uma célula através da compreensão das funções e estruturas dos quatro principais tipos de compostos orgânicos, ou macromoléculas.

Carboidratos

Carboidratos são os materiais básicos de construção e nutrientes do corpo. Açúcares simples e polissacarídeos compõem este grupo. A glicose é um exemplo de um açúcar simples que é um importante nutriente celular. A decomposição dos açúcares simples por reacção química gera energia celular, bem como inicia a síntese de outros constituintes de uma célula. Os polissacarídeos, ou carboidratos complexos, representam a forma que o açúcar assume quando é armazenado. Os polissacarídeos são os componentes estruturais de uma célula. Além disso, os polissacarídeos e outros açúcares podem funcionar como marcadores para certos processos de reconhecimento celular, incluindo o movimento intracelular de proteínas.

Lípidos

Lípidos são moléculas hidrofóbicas. Eles são uma forma altamente eficiente de armazenamento de energia, e são os principais constituintes da membrana celular. São importantes na sinalização celular, funcionando como ponto de partida para vários processos biossintéticos como a síntese de estrogênio e testosterona. Alguns lipídios são capazes de transmitir sinais de receptores de superfície celular para alvos na mesma ou em outras células. Os fosfolípidos contêm dois ácidos gordos unidos a um grupo de cabeça polar. Além dos fosfolípidos, as células têm glicolípidos e colesterol.

Ácidos nucleicos

Ácidos nucleicos armazenam e transmitem dados hereditários. O DNA e o RNA representam as moléculas informativas de uma célula. O DNA desempenha um papel crucial como material genético dos seres humanos e de muitas outras espécies. O RNA participa em várias atividades celulares. O RNA mensageiro (mRNA) transporta informação do DNA para os ribossomos, onde eles estão envolvidos na síntese de proteínas. Além disso, o RNA ribossómico e o RNA de transferência estão envolvidos na síntese de proteínas. Outras moléculas de RNA processam e movem tanto proteínas como RNA. O RNA também pode catalisar reações químicas, como aquelas envolvendo a síntese de proteínas e o processamento de RNA.

Proteínas

Proteínas têm um papel importante na maioria das tarefas que um organismo executa. As proteínas realizam o trabalho de uma célula, dirigido pela informação genética levada pelos ácidos nucléicos. Uma célula contém muitos milhares de proteínas, que funcionam como elementos estruturais de uma célula, armazenando e transportando pequenas moléculas, transmitindo dados entre células e defendendo o corpo contra o aparecimento de infecções. Mas as proteínas também funcionam como enzimas que aceleram a maioria das reacções químicas. Desta forma, as proteínas guiam a maioria das atividades celulares.

Estrutura e função

Ligações covalentes, polaridade, temperatura, estrutura e reatividade química estão entre os fatores químicos que governam a estrutura e função das macromoléculas. A estrutura das macromoléculas determina como elas funcionam e regulam as tarefas. A estrutura 3-D das proteínas e ácidos nucléicos são controlados por ligações nãoovalentes e covalentes, conferindo-lhes função. Enquanto isso, é possível mudar a estrutura e função de proteínas e ácidos nucléicos aplicando emendas alternativas, alteração da sequência de nucleotídeos, ou por modificação química. Eventualmente, a estrutura e função das macromoléculas pode mudar ao longo do tempo para criar uma actividade biológica diferente.

Em termos de função, as macromoléculas aproveitam interações não covalentes quando elas interagem com outras moléculas. A maioria das funcionalidades biológicas depende da especificidade e afinidade de tais interações. A estrutura das macromoléculas varia e muda ao longo do tempo. Isto é muito importante para a funcionalidade biológica. Pode ser possível que pequenas moléculas alcancem o interior de uma macromolécula. A estrutura das macromoléculas pode influenciar o equilíbrio estável dos processos biológicos bioquímicos e moleculares.

Recursos adicionais

• Lançamento da próxima geração da Optima AUC avança na pesquisa de proteínas e caracterização de macromoléculas
• Um novo método para manipulação de macromoléculas
• Pesquisadores usam grandes…modelagem em computador para mostrar os efeitos do confinamento em macromoléculas celulares
• Os cientistas usam a técnica PCT para entender os efeitos físicos da compressão em macromoléculas
• Gel transparente pode se tornar em breve a primeira e melhor escolha para selar incisões corneanas

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9879/
• https://www.asbmb.org/education/teachingstrategies/foundationalconcepts/MacromolecularStructureFunction/
• http://www.course-notes.org/biology/outlines/chapter_5_the_structure_and_function_of_macromolecules

Outras Leituras

• Todos os Lípidos contidos
• O que são lípidos?
• Funções Biológicas Lípidas
• Metabolismo Lípido
• Saúde e Nutrição Lípida

Escrito por

Joseph Constance

Joseph Constance tem escrito sobre pesquisa, desenvolvimento e mercados nos campos da saúde e afins. Ele é autor de uma série de artigos e relatórios de análise de negócios/ pesquisa de mercado nas áreas de dispositivos médicos, diagnósticos clínicos e farmacêutica. Joseph tem mestrado pela New York University em Comunicação. Ele gosta de passar tempo com sua esposa, pedalar, viajar e aprender sobre diferentes culturas.

Citações