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DIVERSIDADE DA VIDA |
Universidade Estadual Paulista U N E S P |
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Alimentação: comportamento e fisiologia
Alimentar-se de outro ou produzir o seu próprio alimento? |
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Tendo os seres vivos das mais variadas formas e hábitos, compartilham propriedades comuns. A teoria da evolução sobre as espécies sugere que todos os seres viventes (e os extintos) descendem de um mesmo ancestral. Essa idéia implica que nós e os outros seres vivos, possuímos algo em comum mas o quê? Você se surpreenderá ao verificar que apesar da biodiversidade aparente, os seres vivos são muito mais parecidos quando comparamos o padrão de organização química e o funcionamento das suas células de organismos multicelulares e unicelulares.
E então? Parece mesmo difícil pensar na idéia de que o paramécio (organismo unicelular) e o cachorro (organismo multicelular) possuam organizações semelhantes?
Para começar, entre os mais de 90 elementos químicos que ocorrem naturalmente, apenas 30 são essenciais para os organismos vivos. Podemos destacar os átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e fósforo os quais participam com um total de 99% da massa da maioria das células! Esses elementos são chamados de biogênicos.
Outro aspecto interessante é o fato de que todos seres vivos têm a água como o principal constituinte: mais 70% da nossa massa corporal corresponde a esse solvente, seja planta ou animal. O que mais fascina é o fato de que a composição dos fluidos corporais tanto dos animais aquáticos como dos terrestres, praticamente não muda. Ou seja, se um vertebrado terrestre vive na água ou no ambiente terrestre, seus fluidos corporais são praticamente os mesmos. Em outras palavras, durante a conquista do ambiente terrestre, a seleção natural conservou a composição dos fluidos corporais!
A química dos organismos vivos está em torno dos átomos de carbono que constitui a metade do peso seco das células. Esses átomos formam cadeias unidas entre si e podem estar associados a outros grupos químicos denominados grupos funcionais. São os grupos funcionais das moléculas orgânicas que atribuem propriedades químicas específicas à biomolécula. A área do conhecimento que descreve em termos moleculares as estruturas, os mecanismos e os processos químicos compartilhados por todos os organismos, e fornece os princípios organizacionais que fundamentam a vida em todas as suas diferentes formas são reunidos na lógica molecular da vida, ou Bioquímica. Utilizando o conhecimento da Bioquímica vejamos do que são feitos os seres vivos.
O corpo do paramécio é a própria célula enquanto que o cão é formando de bilhões de células. Mesmo assim, a organização estrutural celular de ambos é semelhante: ambos são formados de células eucariontes. As células desses organismos tão distintos na aparência são feitas de macromoléculas orgânicas mas são dotados propriedades comuns: montam e desmontam moléculas. E quando montam consomem energia e quando desmontam, liberam energia das ligações químicas.
As macromoléculas orgânicas que possuem elevado peso molecular são construídas a partir da reação química entre subunidades moleculares menores ou monômeros. Um fato marcante é que todos os seres vivos são universalmente construídos pelas mesmas famílias de macromoléculas biológicas: as proteínas, os carboidratos, os lipídeos e os ácidos nucléicos. Mas então, por que os organismos vivos apresentam tanta diversidade de forma? O grande segredo está no fato de que um número restrito de unidades básicas podem ser combinadas de diferentes formas para produzir diferentes grupos de compostos orgânicos. As proteínas, por exemplo, são feitas de unidades básicas que chamadas aminoácidos. Ao todo são 20 aminoácidos, nem mais nem menos. Acontece que essas subunidades monoméricas podem ser unidas por meio de ligações covalentes em uma variedade virtualmente ilimitada de seqüências, exatamente como as peças básicas do brinquedo LEGO. Dessa forma, a combinação de determinados tipos de aminoácidos podem produzir variados tipos proteínas. Num outro nível de organização supramolecular, as macromoléculas de diferentes grupos podem formar unidades morfológicas e funcionais das células como as complexas membranas e organelas. A principal diferença entre o paramécio e o cão está no nível de organização estrutural das células, mas não na sua organização bioquímica.
Os blocos básicos do brinquedo LEGO podem ser montados formando as mais diferentes formas já imagináveis, desde uma imagem surreal até uma fruta ou um carro.
Vamos então conhecer mais de perto, a respeito das macromoléculas de que somos feitos.
As proteínas são formadas por subunidades fundamentais denominadas aminoácidos e, junto com a água, formam a maior fração constituinte das células. Quase tudo que ocorre nas células envolve algum tipo de proteína e ela desempenha inúmeras tarefas. Todos os seres vivos utilizam apenas 20 aminoácidos para fabricarem todos os tipos de proteínas de que necessitam. Assim, conforme a seqüência de como os aminoácidos estão quimicamente ligados entre si, será possível construir uma infinidade de proteínas diferentes.
Principais fontes de proteínas de nossa alimentação: leite, queijo, determinados grãos e carnes em geral. Foto extraída de: http://www.egnutri.com.br/
As proteínas podem ser classificadas em três grupos: • Proteínas simples - São também denominadas de homoproteínas e são constituídas, exclusivamente, por aminoácidos. Podemos mencionar como exemplo a queratina, de nossas unhas e cabelos, as globulinas, de nosso sangue, a fibroína e sericina, da seda produzida pelo bicho-da-seda e as demais proteínas fibrosas, como o colágeno presente em nossa pele. •Proteínas Conjugadas - Denominadas heteroproteínas são constituídas por aminoácidos mais outro componente não-protéico, chamado grupo prostético. Podemos mencionar como exemplo hemoglobina, citocromo e proteínas presentes no núcleo celular. • Proteínas Derivadas - Formam-se a partir de outras por desnaturação ou hidrólise. Podemos citar como exemplos as proteoses e as peptonas que são formadas durante a digestão dos alimentos.
As proteínas também podem ser agrupadas em várias categorias de acordo com a sua função. De uma maneira geral, as proteínas desempenham nos seres vivos as mais variadas funções: estrutural (queratina), enzimática (protease, amilase, lipase, etc.), hormonal (insulina, glucagon), de defesa (anticorpos), etc.
Os carboidratos, também conhecidos como polissacarídeos, são polímeros de açúcares simples e funcionam como reservatório imediato de energia química. A glicose é o açúcar mais simples e ao se polimerizar forma macromoléculas como o amido e celulose (nas plantas) e o glicogênio (nos animais). O amido e o glicogênio são armazenados para utilização futura, como fonte de energia imediata. Quando as células necessitam de glicose, esses polímeros são “quebrados” e as moléculas de glicose podem ser prontamente desmontadas para se extrair a energia química necessária.
Principais fontes de carboidratos de nossa alimentação: açúcares, pães, massas, amido de raízes, tubérculos vegetais (batata, beterraba, etc.) e grãos (milho, trigo), nas frutas (frutose) e no leite (lactose). Foto extraída de: http://premium.klickeducacao.com.br
Os carboidratos fazem parte de elementos estruturais do corpo na forma de carapaça dos artrópodes. É o caso da quitina e da quitosana. Esses elementos proporcionam impermeabilidade à água, flexibilidade e resistência mecânica, de fato, ideais para servir de carapaça, não é mesmo? Clique aqui e veja como as propriedades podem ser aproveitadas biotecnologicamente. Por fim, os carboidratos podem ser aproveitados pelos seres vivos como elementos estruturais de outras macromoléculas como ácidos nucléicos (DNA e RNA).
Os lipídios são compostos que coletivamente são insolúveis em água, ou seja, não se misturam a ela. Já os solventes orgânicos como álcool, benzina, éter e clorofórmio podem dissolvê-los. Assim, quando você quiser limpar uma superfície engordurada será mais fácil se usar um pano embebido em álcool ou benzina do que molhado com água. Essa propriedade de insolubilidade aquosa torna possível, plantas e animais utilizarem os lipídios como uma capa quase impermeabilizante. As aves possuem uma glândula produtora de óleo que elas espalham pelas penas com o bico. Assim, chovendo ou dentro da água, elas não se encharcam! As folhas das plantas e a carapaça dos artrópodes também são recobertas por um outro tipo de lipídio, a cera que exerce a mesma propriedade! Quimicamente, os lipídios são mais diversificados do que as demais macromoléculas e, como conseqüência as suas funções.
Os ácidos nucléicos são macromoléculas de dois tipos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA), ambos polímeros de subunidades denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por uma molécula de açúcar, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. Nas moléculas de DNA estão todas as instruções necessárias para o desenvolvimento, crescimento, funcionamento e a morte, típicas para cada espécie de ser vivo. De forma mais objetiva, as moléculas de DNA armazenam os códigos de fabricação das moléculas de proteínas. Para a síntese de proteínas, a célula requer a participação intermediária de moléculas de RNA. Saiba como as moléculas de DNA estão associadas a hereditariedade, clicando aqui.
O DNA é uma molécula formada por duas cadeias de nucleotídeos na forma de uma dupla hélice. Essas cadeias são constituídas por uma molécula de açúcar (desoxirribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (T - timina, A - adenina, C - citosina ou G - guanina). A dupla hélice é uma condição essencial na divisão da molécula de DNA durante a divisão celular, já que cada hélice serve de molde para outra nova. O DNA localiza-se no interior do núcleo dos organismos eucariotos. Ela fica na forma condensada associada a algumas proteínas dando forma aos cromossomos. Nos organismos procariotos o DNA fica no citoplasma, já que os mesmos não apresentam núcleo. O RNA é uma molécula geralmente formada por uma única cadeia de nucleotídeos na forma de simples fita. É como a fita de DNA mas entre as suas bases nitrogenadas, no lugar da timina está a uracila (U). Geralmente, nos organismos eucariotos o RNA é sintetizado no núcleo e depois é enviado para o citoplasma. Nos procariotos a síntese e localização do RNA ocorrem no citoplasma.
Ácidos Nucléicos podem ser de dois tipos: DNA ou RNA, ambos polímeros de nucleotídeos. Foto extraída de: http://sanabria.j.googlepages.com
De acordo com a Biologia moderna, podemos dizer que a partir do DNA, é feito o RNA, e a partir do RNA são feitas as proteínas (embora existam algumas exceções, como o vírus da AIDS - retrovírus). Quer saber mais sobre o assunto? Clique aqui.
Aqui é importante deixarmos claro duas principais diferenças entre DNA e RNA: a) O RNA é um polímero de nucleotídeos, geralmente em cadeia simples, enquanto o DNA é um polímero de nucleotídeos geralmente em cadeia dupla. b) O RNA é composto pelos nucleotídeos citosina, guanina, adenina e uracila enquanto o DNA é composto pelos nucleotídeos, citosina, guanina, adenina e timina.
1) Todos os seres vivos desse Planeta são feitos de basicamente de átomos de carbono, nitrogênio, hidrogênio, oxigênio e alguns outros elementos em menor quantidade.
2) Esses átomos formam unidades monoméricas que quando polimerizadas, formam unidades maiores chamadas monômeros. Os monômeros por sua vez, podem ser polimerizados em moléculas orgânicas ainda maiores: assim, os aminoácidos formam proteínas; os açúcares forma polissacarídeos; os nucleotídeos formam os ácidos nucléicos (DNA e RNA) e os graxos graxos, lipídios.
3) De forma geral, podemos dizer que o que torna o paramécio diferente do cão em termos de organização bioquímica, é como o DNA das respectivas espécies codifica a seqüência de suas proteínas constituintes,ainda que usem a mesma matéria-prima.
4) Teoricamente, se um paramécio fosse completamente "desmontado" em aminoácidos, açucares, etc., o cão poderia nutrir-se do paramécio e vice-versa!
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