Estudo das reações químicas e biológicas dentro das células
Estima-se que 98% dos elementos químicos que compõem os seres vivos são de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. É justamente a reação bioquímica entre esses elementos que darão origem as moléculas inorgânicas – cujo os principais representantes são os sais minerais e a água – e as moléculas orgânicas, substâncias que apresentam carbono em sua estrutura.
O conjunto de transformações químicas que ocorre dentro das células é chamado de metabolismo. Para essas reações acontecerem é necessário a presença das biomoléculas, como proteínas, carboidratos e ácidos nucleicos.
Bioquímica: biomoléculas
São substâncias orgânicas geradas a partir das ligações entre os átomos de carbono, sendo inúmeros átomos unidos em um tipo de “esqueleto carbônico”. Esse mesmo esqueleto também se une a outros tipos de compostos químicos.
A junção dos átomos de carbono é feita por ligações simples ou duplas, compondo uma cadeia linear, cíclica ou ramificada. O jeito como os carbonos se reúnem define suas funções dentro do organismo.
Além da forma de organização, os grupos funcionais (hidrocarbonetos, ligações com oxigênio, ligações com nitrogênio, ligações com enxofre e as ligações com fósforo) constituem a formação tridimensional das células. Por isso, cada biomolécula é formada por arranjos singulares dentro da células. Se organizadas de maneira adequada, elas compõem as principais propriedades dos seres vivos. As biomoléculas são separadas em:
Proteínas
Macromoléculas que ocupam boa parte das células, indispensáveis para o arranjo e função celular. Elas são compostas por aminoácidos – moléculas orgânicas que apresentam, ao menos, um conjunto amina (NH2) e um conjunto de carboxila (COOH) em sua formação – juntas entre si e unidas por ligações peptídicas.
Estrutura da proteína (Foto: Wikimedia Commons)
As proteínas são geradas pelos principais compostos químicos: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, e enxofre. Além desses, podem apresentar certa quantidade de ferro, cobre ou zinco.
Também são construídas por meio da união de 20 aminoácidos, organizados em sequências específicas e diferentes. Por isso, elas são divididas em dois tipos:
• Proteínas Dinâmicas: essa categoria cumpre o papel de defesa do organismo, controle do metabolismo, transporte de moléculas e aumento da velocidade das reações químicas.
• Proteínas Estruturais: principal função é estruturar as células e os tecidos do organismo humano. A elastina (presente na estrutura da pele) e a queratina (presente nos cabelos, unhas e pelos) servem como exemplos desse tipo de grupo.
Os açúcares são as biomoléculas mais presentes no meio ambiente, especialmente em vegetais, por isso é a principal matéria-prima da fotossíntese.
Existem três tipos de carboidratos no decorrer da bioquímica:
Além da síntese de proteínas, os ácidos nucleicos também colaboram com a regulação do metabolismo – liberando ou inibindo a fabricação de enzimas – e com a síntese de alguns carboidratos e gorduras.
Apesar da cautela, o uso das gorduras favorecem o desempenho de algumas funções do organismo, como reserva de energia, isolamento térmico (equilíbrio da temperatura corporal), captação de vitaminas e a síntese de membranas celulares por meio dos ácidos graxos.
Bioquímica: metabolismo energético
O metabolismo, que apenas ocorre no interior das células, se separa em duas maneiras:
Você Sabia?
O campo da bioquímica tem evoluído de forma expressiva nos últimos anos, especialmente nos estudos sobre evolução humana, doenças metabólicas, tratamento de anomalias genéticas, produção de organismos transgênicos e no desenvolvimento de novos medicamentos.
O profissional responsável por aprender e aplicar os conhecimentos, tanto no ramo científico quanto biotecnológico, é o bioquímico. O Brasil é um dos países com extenso mercado nessa área por causa da produção dos biocombustíveis.