A bioquímica é a vertente da Biologia responsável pelo estudo das transformações químicas que acontecem nos seres vivos, sendo eles orgânicos ou inorgânicos.
Praticamente todos os seres são compostos por carbono, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, fósforo e enxofre. É justamente as reações dessas moléculas, chamadas de metabolismo energético, que configuram os processos da bioquímica. Essas modificações são essenciais para o crescimento, sobrevivência e reprodução dos organismos.
Bioquímica: biomoléculas
As biomoléculas são geradas através das ligações entre os átomos de carbono. São milhares de átomos agrupados em uma “esqueleto carbônico”, que, por sua vez, se unem a outros elementos químicos.
Os átomos de carbono se juntam por meio de ligações simples ou duplas, construindo assim cadeias lineares, cíclicas ou ramificadas. A maneira como os carbonos se agrupam determinam quais serão suas funções, pois a estrutura é tridimensional.
Além da organização dos átomos de carbono, os principais grupos funcionais que caracterizam as moléculas (hidrocarbonetos, ligações com oxigênio, ligações com nitrogênio, ligações com enxofre, ligações com fósforo) também compõem o seu arranjo tridimensional.
As biomoléculas centrais são divididas em:
Proteínas
São macromoléculas que compõem maior parte das células, essenciais para a organização e trabalho celular. Elas são feitas por aminoácidos unidos entre si e por meio de ligações peptídicas.
As proteínas são formadas pelos principais elementos químicos, como carbono, hidrogênio e oxigênio. Além desses, também podem conter ferro, cobre ou zinco.
Elas são construídas através da junção de 20 aminoácidos – moléculas orgânicas responsáveis pela composição dos músculos, cartilagens, unhas e cabelos – arrumadas em ordens variadas.
As proteínas exercem muitos papéis dentro do organismo: armazenamento e transporte de substâncias, anticorpos para a defesa do corpo, fornecimento de energia, fabricação e restauração dos tecidos e músculos, entre outras funções.
Ácidos Nucleicos
São substâncias ácidas, presentes no núcleo das células, que fazem parte da composição estrutural dos nucleotídeos e da formação do DNA e RNA, que são fundamentais para os processos metabólicos e reprodutivos dos seres pluricelulares e/ou unicelulares.
As moléculas de DNA e RNA que sintetizam as proteínas, por isso os ácidos nucleicos são de extrema importância para as células. Além disso, são essas moléculas as encarregadas pela transmissão das propriedades hereditárias.
Os ácidos nucleicos também colaboram com a síntese de proteínas, de alguns carboidratos e lipídios, além de regular o metabolismo, permitindo ou inibindo a produção de enzimas.
Lipídios (gorduras)
São as biomoléculas insolúveis em água e formadas por oxigênio, hidrogênio e carbono. Podem estar presentes em alimentos vegetais ou animais, sendo que seu consumo deve ser feito de forma controlada.
Apesar dos cuidados, os lipídios desempenham atividades específicas dentro do organismo: reserva de energia, manutenção da temperatura corporal (isolamento térmico), absorção de vitaminas e a síntese de membranas celulares através dos ácidos graxos.
Carboidratos
Também conhecidos como glicídios ou açúcares, os carboidratos são biomoléculas de carbono com água. Eles ajudam na construção das estruturas celulares e dos ácidos nucleicos, mas seu principal papel é o fornecimento de energia.
Os glicídios são as biomoléculas mais encontradas no meio ambiente, principalmente em vegetais, por isso é a base para a fotossíntese.
Existem carboidratos em forma de celulose, glicose e glicogênio, que são indispensáveis fontes de energia para o organismo. A glicose, por exemplo, é essencial para um bom funcionamento do cérebro humano.
Bioquímica: metabolismo
As células necessitam de energia, que são absorvidas por meio das gorduras, proteínas e açúcares, para manter-se em pleno desempenho.
Quando os alimentos são ingeridos pelos seres humanos, por exemplo, enfrentam inúmeras reações químicas dentro do organismo, resultando na produção da energia tão necessária para a sobrevivência. Todo esse processo é conhecido como metabolismo.
O metabolismo se divide em duas formas de reação: catabolismo e anabolismo
Catabolismo: produção de energia através da quebra de moléculas mais complexas, como proteínas, carboidratos e lipídios. Neste processo, o principal objetivo é o fornecimento de energia para o corpo.
A respiração celular é um exemplo de catabolismo, pois no momento da reação bioquímica a junção entre as moléculas são desfeitas, liberando energia.
Anabolismo: capacidade de transformar moléculas simples em complexas usando fontes de energia. São essenciais para o desenvolvimento orgânico de determinados seres e no reparo de danos celulares.
Um exemplo de anabolismo é a fotossíntese. As plantam conseguem obter glicose a partir do dióxido de carbono (CO2) e da água (H2O).
Metabolismo Humano
Como já vimos, dentro do organismo humano acontece uma cadeia bioquímica de reações. Vejamos alguns meios para isto:
Glicólise: processo da bioquímica em que as moléculas de glicose (C6H12O6), vindas da alimentação, são divididas em duas moléculas menores de ácido pirúvico (C3H4O3), disponibilizando energia. É a fase inicial da respiração celular.
Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico): conversão de proteínas, lipídios e glicose em energia para as células. Esta energia convertida terá o formato de trifosfato de adenosina (ATP). As células usarão a energia do ATP para sintetizar aminoácidos e replicar o DNA.
Ciclo da Ureia: reação bioquímica a partir da liberação de amônia. O metabolismo do nitrogênio libera amônia, uma substância tóxica que deve ser extinta rapidamente do organismo. A excreção direta ou a excreção após a conversão em outros compostos menos tóxicos ajudam na extinção da substância do organismo.
Fosforilação Oxidativa: etapa da respiração metabólica que necessita de oxigênio para contribuir com a formação das moléculas de ATP e na produção de energia.