Uma das afirmações mais famosas da biologia diz que “a célula é a unidade funcional dos seres vivos”. Além de apontar a importância dessas estruturas, isso indica que todos os processos que acontecem dentro da célula são essenciais para a vida. Por isso, entender a bioquímica celular é necessário.
No decorrer deste artigo você encontrará as principais informações sobre os eventos microscópicos que acontecem na biologia celular e a relevância deles para a manutenção da vida. Tudo isso será apresentado de uma maneira contextualizada para o Enem e vestibulares, uma vez que o assunto é recorrente nas provas. Acompanhe!
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O que é bioquímica celular?
A bioquímica celular é o ramo da ciência que estuda a vida em sua forma mais microscópica: as células. Busca-se entender os componentes químicos, estruturas, moléculas, compartimentos e processos que propiciam a sobrevivência celular.
Por exemplo, a partir da biologia celular, entende-se que a glicose é uma dos compostos moleculares mais importantes para a produção de energia no corpo humano. Além disso, as células humanas também podem extrair valor energético de proteínas e lipídios.
A partir dessas informações, é possível constituir uma dieta equilibrada, compreender as bases de doenças como o diabetes, entender a necessidade das refeições corretamente espaçadas no dia a dia, entre outras informações.
Quais os componentes químicos da célula?
Os materiais químicos presentes em uma célula são importantes para a constituição de suas estruturas e desenvolvimento de suas funções, como respiração, fotossíntese (em organismos autotróficos), metabolismo de glicose e processamento de nutrientes.
Água
Uma das principais substâncias da composição de uma célula é a água. Isso acontece porque todas as células possuem, obrigatoriamente, citosol — matriz viscosa de proteínas, enzimas, moléculas e íons dispostos em um conteúdo aquoso.
Tal afirmação se confirma quando observamos que cerca de 70% a 80% do peso corporal é definido pela água. Sabe-se que ao longo da vida a porcentagem de água decresce, a ponto de chegar a aproximadamente 50% da massa, em indivíduos idosos — isso é um dos fatores que determina a flacidez da pele na velhice.
A relevância da água para a bioquímica celular é imensa devido às suas características de hidrofilia, polaridade e capacidade de atuar como “solvente universal”. Esses pontos favoreceram que a molécula de H2O, ao longo da história evolutiva, se envolvesse cada vez mais nas reações químicas e coordenação do metabolismo celular.
Assim, a concentração de Ca2+ disperso no citosol é criada a partir da dissolução desse cátion na água. Isso acontece também com outros íons e substâncias, criando um gradiente de concentração e possibilitando transporte de substâncias, por osmose ou difusão facilitada, como exemplo.
Além disso, a água também é importante nos processos de quebra de algumas substâncias, com o processo de hidrólise (quando um composto reage com água e é degradado em outras moléculas). A utilidade da H2O não para por aqui, veja algumas outras:
- A presença de água no líquido amniótico, que envolve o feto durante a gestação, garante proteção contra eventuais choques mecânicos;
- Algumas superfícies do corpo humano possuem a água como lubrificante natural, impedindo o desgaste causado pelo atrito. Como ocorre com o líquido sinovial, que está presente nas grandes articulações, por exemplo o joelho; e
- As características físicas da molécula definem um alto calor específico para a água, ou seja, a variação de temperatura não acontece rapidamente. Por isso, a composição aquosa permite um maior controle térmico — assim não perdemos nossa homeostase conforme a temperatura se altera externamente.
Devido a todas essas funções da água, ela aparece nos organismos proporcionalmente ao nível de metabolismo — quanto mais complexos os processos que acontecem em uma espécie, maior a quantidade proporcional de água encontrada nesses indivíduos.
+ Veja também: O que é citoplasma? Veja características e organelas
Compostos inorgânicos: sais minerais
Outro tipo de composto que aparece com maestria na bioquímica celular são os sais minerais. A importância deles está relacionada, principalmente, com a liberação de íons essenciais para o metabolismo celular, comunicação entre células e propagação de informações pelo corpo do indivíduo.
O sódio, por exemplo, está intimamente relacionado com a condução de impulsos nervosos e toda a atividade elétrica do sistema nervoso, central ou periférico. Junto a ele, aparece o cátion potássio (K+), que também participa da contração do coração.
Como citado, a contração dos músculos também depende da presença de substâncias inorgânicas. O cátion mais relevante para a contração muscular é o Ca+2, e a presença deles nas células musculares é extremamente importante para a continuidade dos movimentos voluntários e involuntários do corpo humano, por exemplo.
O fosfato aparece como constituinte da membrana plasmática, que é fosfolipídica. Ele também faz parte das estruturas nucleotídicas (RNA e DNA), de enzimas e da moeda energética da bioquímica celular: o ATP (adenosina trifosfato).
A presença de iodo nas células humanas é importante para a regulação do metabolismo, uma vez que esse elemento é parte integrante do hormônio tireoidiano, que propicia a homeostase entre os diversos sistemas fisiológicos.
Por último, mas não menos importante, o ferro, que é necessário nas células humanas, já que os átomos desse elemento estão presentes na hemoglobina, principal proteína transportadora de oxigênio no sangue humano.
Por isso, é de conhecimento geral que a baixa concentração de ferro no organismo pode desencadear um quadro de anemia — quando a distribuição de oxigênio no sangue não é suficiente para suprir as necessidades energéticas do indivíduo.
+ Veja também: Núcleo celular: o que é, material genético e características
Compostos orgânicos da bioquímica celular
Segundo o que foi dito anteriormente, além de água, o citosol possui substâncias orgânicas, como proteínas, lipídios, aminoácidos e etc.
Conforme os tipos de componentes citados, entende-se que o carbono, o hidrogênio e o oxigênio são os elementos periódicos de maior importância para a bioquímica celular.
Como citado, a contração dos músculos também depende da presença de substâncias inorgânicas. O cátion mais relevante para a contração muscular é o Ca+2, e a presença deles nas células musculares é extremamente importante para a continuidade dos movimentos voluntários e involuntários do corpo humano, por exemplo.
Metabolismo e armazenamento energético
A outra área de grande atuação da bioquímica celular é a compreensão dos metabolismos energéticos empregados em um tipo de célula. Existem diferentes formas de conseguir ATP para a sobrevivência de um organismo, como a degradação da glicose, dos lipídios, das proteínas, entre outros exemplos.
Além disso, sabe-se que o armazenamento de algumas substâncias é importante para a manutenção dos níveis de energia, em caso de falta de suprimentos, como um jejum prolongado.
Nas plantas a energia é armazenada na forma de amido, enquanto os animais possuem como principal reserva energética o glicogênio. Esse glicogênio pode ser metabolizado no fígado, onde se transforma em glicose e permite a liberação de energia para a continuação vida — é isso que propicia ficarmos sem comer durante 8h de sono, por exemplo.
+ Veja mais: Tipos de células: eucariontes, procariontes e diferenças
Exercícios sobre bioquímica celular
Universidade Estadual do Ceará (UECE)
A farinha de mandioca, muito usada no cardápio do sertanejo nordestino, é um alimento rico em energia. Entretanto, é pobre em componentes plásticos da alimentação. Quando nos referimos ao componente energético, estamos falando daquela substância que é a reserva energética nos vegetais. Quanto aos componentes plásticos, lembramo-nos das substâncias químicas que participam da construção do corpo. Tais componentes, energéticos e plásticos, são, respectivamente:
a) glicogênio e proteína
b) vitamina e amido
c) amido e proteína
d) vitamina e glicogênio
A substância que é reserva energética nos vegetais é o amido. Já a construção do corpo necessita das proteínas, que aparecem na membrana plasmática e nos tecidos em geral. Assim, a alternativa que melhor responde ao enunciado é a letra C.
(Enem) Ao beber uma solução de glicose (C6H12O6), um corta-cana ingere uma substância
a) que, ao ser degradada pelo organismo, produz energia que pode ser usada para movimentar o corpo.
b) inflamável que, queimada pelo organismo, produz água para manter a hidratação das células.
c) que eleva a taxa de açúcar no sangue e é armazenada na célula, o que restabelece o teor de oxigênio no organismo.
d) insolúvel em água, o que aumenta a retenção de líquidos pelo organismo.
e) de sabor adocicado que, utilizada na respiração celular, fornece CO2 para manter estável a taxa de carbono na atmosfera.
A molécula de glicose é degradada nas células humanas e, passando por diversas reações químicas, é capaz de gerar energia por meio do ATP. Assim, a movimentação do corpo depende, energeticamente, de glicose, como a que foi ingerida — conforme aponta a alternativa A.
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