TIPOS DE LIGAÇÃO COVALENTE

  POLARIDADE MOLECULAR

                                                  

                                     

                             

        FORMAÇÃO DA MICELA LIPÍDICA        OS AMINOÁCIDOS APOLARES, DEVIDO A SUA HIDROFOBIDADE

                                       FICAM CONCENTRADOS NO INTERIOR DO COMPLEXO PROTÉICO.




A IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA DESSAS INTERAÇÕES E LIGAÇÕES DE BAIXA ENERGIA
RESIDE NO FATO DE QUE ELAS PERMITEM À CÉLULA ALTERAR, MONTAR E DESMONTAR
ESTRUTURAS SUPRAMOLECULARES A UM BAIXO CUSTO ENERGÉTICO.


REAÇÕES QUÍMICAS:


UMA REAÇÃO QUÍMICA OCORRE QUANDO ÁTOMOS OU MOLÉCULAS (CHAMADOS REAGENTES)
COLIDEM E SE TRANSFORMAM EM COMBINAÇÕES DIFERENTES DOS MESMOS ÁTOMOS 
( CHAMADOS DE PRODUTOS). NESSE PROCESSO, ALGUMAS LIGAÇÕES QUÍMICAS SE 
QUEBRAM E ALGUMAS NOVAS SE FORMAM. COMO JÁ APRENDEMOS, A ENERGIA É
ABSORVIDA(EXIGIDA OU CONSUMIDA) QUANDO AS LIGAÇÕES SÃO QUEBRADAS, É LIBERADA
QUANDO ELAS SE FORMAM. COMO RESULTADO, AS REAÇÕES QUÍMICAS OCORREM SOMENTE
SE A ENERGIA LIBERADA NA FORMAÇÃO DE NOVAS LIGAÇÕES EXCEDER A QUANTIDADE
NECESSÁRIA PARA QUEBRAR A ANTIGA. ESSA DIFERENÇA DE ENERGIA É CHAMADA DE
ENERGIA LIVRE. A ENERGIA LIVRE DE UMA REAÇÃO DETERMINA SE A REAÇÃO PODE OCORRER
MAS NÃO COM QUE VELOCIDADE OCORRERÁ.
AS REAÇÕES APENAS OCORREM QUANDO DETERMINADAS MOLÉCULAS DE UM REAGENTE
COLIDEM - ISTO É, AQUELAS MOLÉCULAS COM ENERGIA SUFICIENTE(ENERGIA DE ATIVAÇÃO)
ENTRAM EM UM ESTADO ATIVADO. DE CERTO MODO, ATINGIR ENERGIA DE ATIVAÇÃO
SUFICIENTE É UMA BARREIRA QUE OS REAGENTES DEVEM SUPERAR ANTES QUE UMA
REAÇÃO POSSA ACONTECER. O TAMANHO DESTA BARREIRA( A QUANTIDADE DE ENERGIA
DE ATIVAÇÃO EXIGIDA) E O NÚMERO DE COLISÕES DETERMINAM A VELOCIDADE DE UMA
REAÇÃO. AS RAZÕES SÃO EQUILIBRADAS; APENAS MOLÉCULAS QUE COLIDEM PODEM 
REAGIR E ESTAS SÃO ALEATÓRIAMENTE ATIVADAS, PRINCIPALMENTE DEVIDO AO AUMENTO
DA ENERGIA TÉRMICA NO SISTEMA.
TRÊS CONDIÇÕES MUDAM A TAXA DE REAÇÃO:
(1) A CONCENTRAÇÃO DE REAGENTES
(2) A TEMPERATURA
(3) A PRESENÇA DE UM CATALISADOR

ANALISEMOS MAIS ATENTAMENTE APRESENÇA DE UM CATALISADOR, POIS PARA A BIOLÓGIA
É DE FUNDAMENTAL IMPORTÂNCIA ESTA CONDIÇÃO.
OS CATALISADORES SÃO MATERIAIS QUE AUMENTAM A TAXA DE UMA REAÇÃO, DIMINUINDO
A BARREIRA DE ATIVAÇÃO. OS CATALISADORES REUNEM AS PARTES DAS MOLÉCULAS QUE
DEVEM INTERAGIR PARA QUE A REAÇÃO OCORRA.
A CATÁLISE PODE SER ALTAMENTE EFICAZ. ALGUMAS REAÇÕES QUE OCORREM RAPIDAMENTE
NA PRESENÇA DE UM CATALISADOR NÃO OCORREM EM TAXAS PERCEPTÍVEIS NA SUA FALTA.
A CARACTERÍSTICA DISTINTIVA DE UM CATALISADOR É A DE QUE ELE NÃO É CONSUMIDO
OU INATIVADO PELA REAÇÃO QUE PROMOVE. COMO RESULTADO, APENAS UMA PEQUENA
QUANTIDADE DE CATALISADOR PODE CONVERTER GRANDES QUANTIDADES DE REAGENTES
EM NOVOS PRODUTOS. UM EXEMPLO FAMILIAR DE CATALISADOR É A PLATINA NOS CONVER
SORES CATALÍTICOS MODERNOS DE AUTOMÓVEIS. ELA CATALISA A REAÇÃO DA GASOLINA
NÃO QUEIMADA E O OXIGÊNIO, DIMINUINDO, ASSIM, AS EMISSÕES QUE GERAM FUMAÇA.
NOS SERES VIVOS, OS CATALISADORES QUE PROMOVEM REAÇÕES QUÍMICAS SÃO AS
ENZIMAS.
FALAREMOS EM MAIS DETALHES DA AÇÃO ENZIMÁTICA PARA CATALIZAR REAÇÕES BIO
QUÍMICAS EM UM ARTIGO FUTURO. 

EXISTEM 4 TIPOS BÁSICOS DE REAÇÕES QUÍMICAS COMUNS A TODAS AS CÉLULAS:

(1) REAÇÃO DE SÍNTESE: AS ROTAS DE REAÇÕES DE SÍNTESE NOS ORGANISMOS VIVOS 
SÃO COLETIVAMENTE DENOMINADAS ANABOLISMO. SINTETIZAR SIGNIFICA REUNIR, E EM 
UMA REAÇÃO DE SÍNTESE, FORMAM-SE NOVAS LIGAÇÕES: A+B ----> AB

(2) REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO: AS REAÇÕES DE DECOMPOSIÇÃO QUEBRAM UMA MOLÉCULA
EM SEUS ELEMENTOS MAIS SIMPLES, LIBERANDO ENERGIA PARA O SISTEMA. EM ELEMENTOS
VIVOS, TAMBÉM É CHAMADA DE REAÇÃO CATABÓLICA: AB ------> A+B

(3) REAÇÃO DE TROCA: TODAS AS REAÇÕES QUÍMICAS BASEIAM-SE EM SÍNTESE OU
DECOMPOSIÇÃO. MUITAS, COMO AS REAÇÕES DE TROCA, NA VERDADE CONSTITUEM-SE
PARCIALMENTE DE SÍNTESE E DECOMPOSIÇÃO. UMA REAÇÃO DE TROCA FUNCIONA 
EM REGRA GERAL DA SEGUINTE FORMA: AB+CD ---> AD+BC

A REVERSIBILIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS:

TODAS AS REAÇÕES QUÍMICAS SÃO REVERSÍVEIS, POIS PODEM OCORRER EM QUALQUER
DIREÇÃO. NA PRÁTICA, CONTUDO, ALGUMAS REAÇÕES FAZEM ISTO MAIS FACILMENTE 
QUE OUTRAS, SENDO DEMONSTRADAS DA SEGUINTE FORMA: A+B <=> AB

REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO:

 


OXIDAÇÃO É A REMOÇÃO DE ELÉTRONS DE UM ÁTOMO OU MOLÉCULA PRODUZINDO,
EM MUITA DAS VEZES ENERGIA. REAÇÕES DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO ESTÃO SEMPRE
ACOPLADAS, POIS CADA VEZ QUE UMA SUBSTÂNCIA É OXIDADA UMA OUTRA SIMUL-
TÂNEAMENTE É REDUZIDA(SIGNIFICANDO QUE ELA GANHOU UM OU MAIS ELÉTRONS).
EM MUITAS OXIDAÇÕES CELULARES, ELÉTRONS E PRÓTONS(ÍONS HIDROGÊNIO H+),
SÃO REMOVIDOS AO MESMO TEMPO, ISTO É EQUIVALENTE À REMOÇÃO DE ÁTOMOS
DE HIDROGÊNIO. DEVIDO AO FATO DE A MAIORIA DAS OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS
ENVOLVEREM A PERDA DE ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO, SÃO TAMBÉM CHAMADAS DE
REAÇÕES DE DESIDROGENAÇÃO. UM EXEMPLO DE OXIDAÇÃO BIOLÓGICA É AQUELA
EM QUE UMA MOLÉCULA ORGÂNICA É OXIDADA PELA PERDA DE 2 ÁTOMOS DE
HIDROGÊNIO, ENQUANTO UMA MOLÉCULÇA DE NAD+(NICOTINAMIDA ADENOSINA 
DINUCLEOTÍDEO, UMA MOLÉCULA CARREADORA DE ELÉTRONS) FICA REDUZIDA
 PELA ABSORÇÃO DE 2 ELÉTRONS E 1 PRÓTON DE HIDROGÊNIO(H+), TORNANDO-SE
NADH, O OUTRO PRÓTON DE H É LIBERADOPARA O MEIO CIRCUNDANTE. ESTA
COENZIMA REDUZIDA, NADH, CONTÉM MAIS ENERGIA QUE NAD+, E SERÁ USADA
NA GERAÇÃO DE ATP(ADENOSINA TRIFOSFATO) EM REAÇÕES POSTERIORES.
UM IMPORTANTE PONTO SOBRE REAÇÕES REDOX É QUE AS CÉLULAS AS UTILIZAM
NO CATABOLISMO PARA EXTRAIR ENERGIA DE NUTRIENTES ALTAMENTE REDUZIDOS,
ISTO É, COM MUITOS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO, EM COMPOSTOS ALTAMENTE
OXIDADOS. NO EXEMPLO DA MOLÉCULA DE GLICOSE, C6H12O6, QUE É OXIDADA,
GERANDO ENERGIA, CO2 E H20, TEMOS UMA MOLÉCULA ORIGINAL, ALTAMENTE
REDUZIDA( COM 12 ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO), LIBERANDO UMA GRANDE QUANTIDADE
DE ENERGIA POTENCIAL, TORNAM-SE ASSIM UM VALIOSO NUTRIENTE PARA TODOS
OS ORGANISMOS VIVOS.

REAÇÕES QUÍMICAS NAS CÉLULAS:

AS CÉLULAS PODEM OPERAR COMO MÁQUINAS QUÍMICAS PORQUE ELAS POSSUEM ENZIMAS,
CATALIZADORES CAPAZES DE AUMENTAR BASTANTE A VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
ESPECÍFICAS NO MEIO CELULAR.
EXISTE, CONTUDO, UMA PROPRIEDADE NOTÁVEL DAS REAÇÕES QUÍMICAS DOS SERES VIVOS
QUE TORNA POSSÍVEL SUA FUNÇÃO EFICIENTE COMO MÁQUINAS QUÍMICAS; AS REAÇÕES CA-
TALISADAS POR ENZIMAS TRANSCORREM COM UM RENDIMENTO DE 100%, NÃO FORMANDO
PRODUTOS COLATERAIS. O FATO DAS ENZIMAS ATUAREM EM UM SÓ PROCESSO DEREAÇÃO
EM DETERMINADA MOLÉCULA, SEM INTERFERIREM EM OUTRAS REAÇÕES POSSÍVEIS, PERMITE
AOS ORGANISMOS VIVOS EFETUAREM MUITAS REAÇÕES INDIVIDUALMENTE DIFERENTES, SEM
QUE MERGULHE EM UM VERDADEIRO LAMAÇAL DE PRODUTOS DERIVADOS INÚTEIS.
AS MILHARES DE REAÇÕES QUÍMICAS CATALISADAS POR ENZIMAS NAS CÉLULAS EM CADA
SEGUNDO, NÁO TRANSCORREM INDEPENDEMENTE UMA DAS OUTRAS. NA REALIDADE, ELAS
ESTÃO LIGADAS EM MUITAS SEQUÊNCIAS DIVERSAS DE REAÇÕES CONSECUTIVAS QUE
POSSUEM INTERMEDIÁRIOS COMUNS, DE MODO QUE O PRODUTO DA PRIMEIRA REAÇÃO SE
TORNA SUBSTRATO PARA UMA SEGUNDA E SUCESSIVAMENTE. TAIS SEQUÊNCIAS, LIGADAS
OU ACOPLADAS, QUE PODEM APRESENTAR DE 2 A 20, OU ATÉ MAIS REAÇÕES INTERMEDIÁRIAS,
TÊM A CARACTERÍSTICA DE TORNAR POSSÍVEL A TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA QUÍMICA PARA
GERAR TODO O METABOLISMO CELULAR.


 EXEMPLO DE REAÇÃO BIOLÓGICA ACOPLADA 
 Reações levando à secreção de aldosterona na célula da zona
  glomerulosa da adrenal.

EXISTE UM OUTRO RESULTADO IMPORTANTE PROVENIENTE DO FATO DE QUE TODAS AS REAÇÕES
QUÍMICAS DA CÉLULA SÃO CATALISADAS POR ENZIMAS E SÃO LIGADAS POR INTERMEDIÁRIOS
COMUNS. UMA SIMPLES CÉLULA BACTERIANA COMO A ECHERICCHIA COLI. SINTETIZA SIMULTANEA
MENTE TODOS OS SEUS MILHARES DE COMPONENTES MOLECULARES COMPLEXOS DIFERENTES,
A PARTIR DE SOMENTE 3 PRECURSORES SIMPLES_ GLICOSE, AMÔNIA E ÁGUA_ AQUI, A CÉLULA 
VIVA EMPREGA UMA ESPÉCIE DE LÓGICA QUÍMICA QUE ESTÁ ALÉM DO ESTAGIO ATUAL DA ARTE
QUÍMICA DE SINTESE LABORATORIAL. SE UM BIOQUÍMICO TIVESSE QUE ENFRENTAR O PROBLE
MA DE SINTETIZAR DOIS PRODUTOS, ELE INICIARIA CADA SÍNTESE USANDO PRECURSORES DIFE
RENTES E SEQUÊNCIAS DIVERSAS DE REAÇÕES. ELE REALIZARIA AS DUAS SÍNTESES INDEPEN-
DENTEMENTE UMA DA OUTRA, EM FRASCOS SEPARADOS, E , PROVAVELMENTE EM TEMPOS
DIVERSOS. TODAVIA, NAS CÉLULAS VIVAS, A SÍNTESE DE MILHARES DE MOLÉCULAS EXTREMA-
MENTE DIFERENTES É REALIZADA SIMULTANEAMENTE, LITERALMENTE NO MESMO RECIPIENTE,
COM O USO DE ALGUNS PRECURSORES COMUNS E SIMPLES.


 MICROGRAFIA ELETRÔNICA DA Echerichia coli E SUA FISIOLOGIA

UMA CÉLULA BACTERIANA SINTETIZA SIMULTANEAMENTE, TALVEZ, 4 MIL OU MAIS TIPOS
DIFERENTES DE MOLÉCULAS PROTÉICAS EM REAÇÕES MOLARES ESPECÍFICAS UMAS
COM AS OUTRAS. CADA UMA DESSAS MOLÉCULAS PROTÉICAS CONTÊM UM MÍNIMO
DE 100 UNIDADES DE AMINOÁCIDOS EM UMA CADEIA, MUITAS CONTENDO BEM MAIS.
MESMO ASSIM, A 37ºC, A CÉLULA BACTERIANA REQUER SOMENTE DE UNS POUCOS 
SEGUNDOS PARA COMPLETAR A SÍNTESE DE QUALQUER MOLÉCULA SIMPLES.
EM CONTRASTE, A SÍNTESE ARTIFICIAL DE PROTEÍNAS_ UM FEITO QUE SÓ FOI ALCAN-
ÇADO EM 1969_ REQUER O TRABALHO DE VÁRIOS QUÍMICOS ALTAMENTE TREINADOS,
GRANDE QUANTIDADE DE REAGENTES CAROS, CENTENAS DE OPERAÇÕES EM SEPA-
RADO, EQUIPAMENTOS COMPLEXOS AUTOMATIZADOS E TAMBÉM CAROS E MESES DE
PREPARAÇÃO E EXECUÇÃO. 

 

NÃO SOMENTE PODE A CÉLULA BACTERIANA ( E TODAS AS CÉLULAS) FAZER MOLÉ-
CULAS PROTÉICAS MUITO RAPIDAMENTE, DOS MAIS DIVERSOS TIPOS DE FORMA
SIMULTÂNEA E NA RELAÇAO MOLAR EXATA REQUERIDA PELO ORGANISMO.
ALÉM DISSO, AS CÉLULAS VIVAS POSSUEM O PODER DE REGULAR A SÍNTESE DE
SEUS PRÓPRIOS CATALISADORES. ASSIM A CÉLULA PODE "DESLIGAR" A SÍNTESE
ENZIMÁTICA REQUERIDA PARA FAZER UM DETERMINADO PRODUTO À PARTIR DE
SEUS PRECURSORES, TODA A VEZ QUE TAL PRODUTO ESTEJA DISPONÍVEL,
JÁ PRONTO, PROVENIENTE DO MEIO AMBIENTE.
TEMOS, EM CONSEQUÊNCIA, OUTRO IMPORTANTE PRINCÍPIO PARA SER GUARDA-
DO: AS CÉLULAS SÃO CAPAZES DE REGULAR SUAS REAÇÕES METABÓLICAS E
A BIOSSÍNTESE DE SUAS ENZIMAS, PARA ATINGIR O MÁXIMO DE EFICIÊNCIA E 
ECONOMIA.

BIBLIOGRAFIA:

BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR_ JUNQUEIRA E CARNEIRO
BIOQUIMICA ANIMAL_ A.A.DIAS CORREIA
BIOQUÍMICA PARA BIÓLOGOS_G.G.VILLELA
INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA_JOHN L. INGRAHAM
BIOQUIMICA_ LENHINGER