Bioquímica celular
A água
Uma das propriedades mais importantes da água líquida é a sua capacidade de dissolver substâncias polares ou iônicas para formar soluções aquosas. O oceano, o sangue ou uma xícara de chá são exemplos de soluções aquosas. Todas as reações que ocorrem em nosso organismo se dão em soluções aquosas. Sem ela a vida em nosso planeta não existiria. A água, tal como o Sol, é praticamente indissociável da Vida na Terra. As plantas verdes captam a energia radiante solar e utilizam-na no processo da fotossíntese que transforma, por reações químicas, a água, o dióxido de carbono e sais minerais em compostos orgânicos, indispensáveis aos seres vivos como fonte de energia e para constituição e renovação das células. A fotossíntese libera ainda oxigênio livre para a atmosfera, o que permitiu a respiração aeróbia. Ocorre nos cloroplastos. O cloroplasto é composto por um sistemas de membranas bem organizado, uma externa e uma interna, com pregueamentos sobre os quais temos estruturas em forma discóide ou de "moedas" denominados de tilacóides. As clorofilas estão contidas dentro deste sistema de membranas, nos tilacóides, o que fornece a coloração verde ao cloroplasto. Os tilacóides são os locais das reações de luz da fotossíntese. Na fase fotoquímica, a energia luminosa, absorvida pelas clorofilas, será utilizada na síntese de dois compostos energéticos, o ATP e o NADPH2. A síntese de ATP se faz a partir do ADP e fosfato e é chamada fotofosforilação. O NADPH2 se forma quando a molécula da água é quebrada nos seus componentes, isto é, oxigênio e hidrogênio. O oxigênio é liberado como subproduto da fotossíntese, e o hidrogênio é utilizado na redução do NADP a NADPH2. Todo este conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fluído gelatinoso que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde há enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido. No estroma, na fase química ("escura") ocorre absorção e fixação de CO2, redução do CO2 pelo NADPH2, consumindo a energia do ATP e produzindo a glicose, rica em energia.
Uma das propriedades mais importantes da água líquida é a sua capacidade de dissolver substâncias polares ou iônicas para formar soluções aquosas. O oceano, o sangue ou uma xícara de chá são exemplos de soluções aquosas. Todas as reações que ocorrem em nosso organismo se dão em soluções aquosas. Sem ela a vida em nosso planeta não existiria. A água, tal como o Sol, é praticamente indissociável da Vida na Terra. As plantas verdes captam a energia radiante solar e utilizam-na no processo da fotossíntese que transforma, por reações químicas, a água, o dióxido de carbono e sais minerais em compostos orgânicos, indispensáveis aos seres vivos como fonte de energia e para constituição e renovação das células. A fotossíntese libera ainda oxigênio livre para a atmosfera, o que permitiu a respiração aeróbia. Ocorre nos cloroplastos. O cloroplasto é composto por um sistemas de membranas bem organizado, uma externa e uma interna, com pregueamentos sobre os quais temos estruturas em forma discóide ou de "moedas" denominados de tilacóides. As clorofilas estão contidas dentro deste sistema de membranas, nos tilacóides, o que fornece a coloração verde ao cloroplasto. Os tilacóides são os locais das reações de luz da fotossíntese. Na fase fotoquímica, a energia luminosa, absorvida pelas clorofilas, será utilizada na síntese de dois compostos energéticos, o ATP e o NADPH2. A síntese de ATP se faz a partir do ADP e fosfato e é chamada fotofosforilação. O NADPH2 se forma quando a molécula da água é quebrada nos seus componentes, isto é, oxigênio e hidrogênio. O oxigênio é liberado como subproduto da fotossíntese, e o hidrogênio é utilizado na redução do NADP a NADPH2. Todo este conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fluído gelatinoso que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde há enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido. No estroma, na fase química ("escura") ocorre absorção e fixação de CO2, redução do CO2 pelo NADPH2, consumindo a energia do ATP e produzindo a glicose, rica em energia.
A taxa de água de um organismo varia em função de três fatores básicos: atividade de tecido ou órgão, idade do organismo e espécie estudada. Geralmente, a taxa de água decresce com o aumento da idade. Assim, um feto humano de três meses tem 94% de água e um recém-nascido tem aproximadamente 69%. Normalmente, quanto maior a atividade metabólica de um tecido, maior é a taxa de água que nele se encontra. Ao fim das reações de síntese protéica, glicídica e lipídica, bem como ao final do processo respiratório e da fotossíntese, ocorre a formação de moléculas de água. Por isso o teor de água no citoplasma é proporcional à atividade celular. Nos tecidos muscular e nervoso sua proporção é de 70 a 80%, enquanto que no tecido ósseo é de cerca de 25%. Nos embriões, a quantidade de água é maior do que nos adultos. Geralmente, a taxa de água decresce com o aumento da idade. Assim, um feto humano de três meses tem 94% de água e um recém-nascido tem aproximadamente 69%. No homem, a água representa 65% do peso do corpo; em certos fungos, 83% do peso é de água; já nas medusas (águas-vivas) encontramos 98% de água. Os organismos mais "desidratados" são as sementes e os esporos de vegetais (10 a 20% de água). Sabemos, no entanto, que eles estão em estado de vida latente, somente voltando à atividade se a disponibilidade de água aumentar.
Importância da água
1- Solvente de líquidos corpóreos. É o líquido em que estão dispersas as partículas do colóide celular. É o solvente do sangue, da linfa, dos líquidos intersticiais nos tecidos e das secreções como a lágrima, o leite e o suor. A água é denominada solvente universal - devido a sua alta polaridade e às propriedades de adesão e coesão, é capaz de dissolver uma grande diversidade de compostos, tanto inorgânicos quanto orgânicos. 2- Meio de transporte de moléculas. É a fase dispersante de todo material citoplasmático. O citoplasma nada mais é do que uma solução coloidal de moléculas protéicas, glicídicas e lipídicas, imersas em água. A queda do teor de água, nas células e no organismo, abaixo de certo limite, gera uma situação de desequilíbrio hidrossalino, com repercussões nos mecanismos osmóticos e na estabilidade físico-química (homeostase). 2.1. A osmose é a passagem de um solvente que ocorre quando duas soluções salinas de concentrações diferentes encontram-se separadas por uma membrana semipermeável. Neste caso, a água (solvente) da solução menos concentrada tenderá a passar para o lado da solução de maior salinidade. Com isto, esta solução mais concentrada, ao receber mais solvente, se dilui, num processo impulsionado por uma grandeza chamada "pressão osmótica", até que as duas soluções atinjam concentrações iguais.
1- Solvente de líquidos corpóreos. É o líquido em que estão dispersas as partículas do colóide celular. É o solvente do sangue, da linfa, dos líquidos intersticiais nos tecidos e das secreções como a lágrima, o leite e o suor. A água é denominada solvente universal - devido a sua alta polaridade e às propriedades de adesão e coesão, é capaz de dissolver uma grande diversidade de compostos, tanto inorgânicos quanto orgânicos. 2- Meio de transporte de moléculas. É a fase dispersante de todo material citoplasmático. O citoplasma nada mais é do que uma solução coloidal de moléculas protéicas, glicídicas e lipídicas, imersas em água. A queda do teor de água, nas células e no organismo, abaixo de certo limite, gera uma situação de desequilíbrio hidrossalino, com repercussões nos mecanismos osmóticos e na estabilidade físico-química (homeostase). 2.1. A osmose é a passagem de um solvente que ocorre quando duas soluções salinas de concentrações diferentes encontram-se separadas por uma membrana semipermeável. Neste caso, a água (solvente) da solução menos concentrada tenderá a passar para o lado da solução de maior salinidade. Com isto, esta solução mais concentrada, ao receber mais solvente, se dilui, num processo impulsionado por uma grandeza chamada "pressão osmótica", até que as duas soluções atinjam concentrações iguais.
2.2. A difusão é a passagem de um soluto de um meio mais concentrado para um meio menos concentrado. O movimento das moléculas se dá no sentido de equilibrar a concentração da solução. Quando células são colocadas em meio rico em determinado soluto (hipertônico), passará a ter no seu interior moléculas desse soluto, (levando em conta que a membrana plasmática seja permeável à substância e que ela seja hipotônica, ou seja, apresente baixa concentração do mesmo produto).Normalmente, quanto menor for a partícula que se difunde, mais rápida será sua passagem através da membrana plasmática. Assim, água, sais, açúcares simples (monossacarídeos) e aminoácidos se difundem através da membrana com relativa facilidade. 3- Regulação térmica. É importante fator de termorregulação dos seres vivos. Pelo seu elevado calor específico, a água contribui para a manutenção da temperatura nos animais homeotermos (aves e mamíferos). 4- Ação lubrificante.5- Atuação nas reações de hidrólise. Grande número de reações químicas que se passam dentro dos organismos, como a digestão, compreende reações de hidrólise, processos em que moléculas grandes de proteínas, lipídios e carboidratos se fragmentam em moléculas menores. Essas reações exigem a participação da água.6- "Matéria-prima" para a realização da fotossíntese.
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