Qual é a composição química dos seres vivos?

O Composição química de seres vivos se baseia emmoléculas orgânicas e alguns elementos inorgânicos, mais ou menos nas mesmas proporções e que exercem funções semelhantes em todos eles.

Os organismos vivos são compostos de células e essas células têm diferentes graus de complexidade em sua organização. Alguns são relativamente simples, como bactérias, e outros são caracterizados por padrões de organização mais complexos, com muitos outros elementos em sua organização interna, como é o caso da maioria das células eucarióticas.

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Os elementos estruturais da matéria viva são compostos de biomoléculas e os principais constituintes da maioria dessas biomoléculas são, no caso do ser humano, por exemplo, carbono (50%), oxigênio (20%), hidrogênio (10%) , Nitrogênio (8.5%), cálcio (4%) e fósforo (2.5%) (todos os valores relacionados ao peso seco).

Esses seis elementos representam aproximadamente 95% da composição total da matéria orgânica, os 5% restantes correspondem a outros elementos como: potássio, enxofre, sódio, cloro, magnésio, ferro, manganês e iodo.

Deve -se notar que a maior parte da composição dos organismos (mais de 60% do peso corporal) é a água em um estado líquido, que é um elemento fundamental para a vida, porque tanto as estruturas intracelulares quanto as próprias células estão imersas nele.

Este meio líquido fornece às células as condições necessárias mais importantes e todas as reações bioquímicas relevantes para a sobrevivência são desenvolvidas.

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Composição química de seres vivos

- Biomoléculas complexas

Vários dos principais elementos que entram na composição da matéria viva são combinados em diversas proporções para formar diferentes conjuntos de pequenas moléculas orgânicas, que por sua vez servem como elementos estruturais para a formação de biomoléculas mais complexas.

A relação entre esses elementos estruturais e as principais biomoléculas complexas dos organismos é a seguinte:

- Dexirribonucleotídeos e ácido desoxirribonucleico (DNA)

- Ribonucleotídeos e ácido ribonucleico (RNA)

- Aminoácidos e proteínas

- Monossacarídeos e polissacarídeos

- Ácidos graxos e lipídios

Dexyribonucleotídeos e ácido desoxirribonucleico

Ácido desoxirribonucleico ou de DNA contém a informação hereditária de todos os seres vivos, procarióticos e eucariotos. Esta importante biomolécula também determina as principais características de uma célula, tanto do ponto de vista morfológico quanto metabólico, estrutural e de desenvolvimento.

O DNA codifica as informações necessárias para a síntese de proteínas, bem como as necessárias para sintetizar o RNA, que é outra molécula orgânica importante necessária para a síntese e controle de muitos processos celulares.

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É um polímero composto por dois fios de subunidades chamados nucleotídeos, cujas estruturas são formadas por uma molécula de desoxirribose (um monossacarídeo de 5 átomos de carbono), um ou mais grupos fosfatos e uma base nitrogênica de um ou dois anéis (purina ou pirimidina, respectivamente, respectivamente ).

As bases purificadoras do DNA são adenina (a) e guanina (g), enquanto as bases de pirimidina são timin (t) e citosina (c).

Linearmente, os nucleotídeos da mesma fita de DNA se juntam entre si através dos links de fosfodiéster, que consistem em grupos de fosfato e açúcares aos quais estão covalentemente unidos.

As bases presentes em um dos fios são unidas complementarmente com aquelas que se deparam com elas na outra fita por pontes de hidrogênio, sempre da mesma maneira: adenina com timin (at) e guanina com citosina (GC).

Diferentes bases de nitrogênio no DNA e RNA.
Fonte do usuário: Sponktranslation: Usuário: JCFIDY [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Ribonucleotídeos e ácido ribonucleico

Assim como o DNA, o ácido ribonucleico é uma biomolécula e é o responsável pelo processo de união de aminoácidos que compõem proteínas, bem como em outros processos mais complexos de regulação e controle da expressão gênica.

É também um biopolímero, mas os nucleotídeos que formam são chamados ribonucleotídeos, porque o monossacarídeo que a estrutura não é uma desoxirribose, como no DNA, mas uma ribose. Eles também têm um ou mais grupos de fosfato e suas bases nitrogenadas diferem em relação às do DNA em que a guanina não está presente, mas uracil (u).

Aminoácidos e proteínas

As proteínas são biomoléculas que podem atingir diferentes graus de complexidade e são significativamente versáteis em termos de estrutura e função. Isso não apenas fornece estrutura e forma às células, mas também podem ter atividades que permitem o rápido desenvolvimento de reações bioquímicas essenciais (enzimas).

Qualquer que seja o tipo de proteína que se fala, todos são formados por "blocos" básicos chamados aminoácidos, que são moléculas que possuem um átomo de carbono "assimétrico" ligado a um grupo amino (-NH2), a um grupo carboxil (-COOH), a um átomo de hidrogênio (-h) e a um grupo R que os diferencia.

Representação gráfica da estrutura de uma proteína ribossômica (Fonte: Jawahar Swaminathan e MSD do Instituto Europeu de Bioinformática [Domínio Público] via Wikimedia Commons)

Os aminoácidos mais comuns na natureza são 20 e são classificados em relação à identidade do grupo R; estes são:

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- Asparagina, glutamina, tirosina, serina, treonina (polar)

- Ácido asparático, ácido glutâmico, arginina, lisina, histidina (aqueles com carga) e

- Glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, triptofano, prolina, cisteína, metionina e fenilalanina (apolar).

Uma vez que o DNA é traduzido em uma molécula de RNA, cada trigêmeo de nucleotídeo representa um código que informa à estrutura que sintetiza as proteínas (ribossomos) que tipo de aminoácido deve incorporar na cadeia peptídica crescente.

Os polipeptídeos que formam as proteínas ocorrem, então, graças à união entre seus aminoácidos, que consiste em estabelecer um Link peptídico Entre o grupo carboxil carbono de um aminoácido e o nitrogênio do grupo de aminoácidos adjacente.

Monossacarídeos e polissacarídeos

Os carboidratos são das biomoléculas mais abundantes em seres vivos. Eles cumprem funções básicas, como elementos estruturais, nutricionais, sinais, etc. Eles são formados por complexos químicos de carbono, hidrogênio e oxigênio em diferentes proporções.

As plantas são dos principais produtores naturais de carboidratos e a maioria dos animais depende deles para subsistir, porque extraem energia, água e carbono.

Cellulose, um biopolímero estrutural (fonte: Vicente Net [CC por (https: // CreativeCommonsns.Org/licenças/por/4.0)] via Wikimedia Commons)

Os carboidratos estruturais de vegetais (celulose, lignina, etc.), Assim como os de plantas (amido) e muitos animais (glicogênio), eles são polissacarídeos mais ou menos complexos que consistem em polímeros de unidades de açúcar simples ou monossacarídeo (principalmente glicose).

Ácidos graxos e lipídios

Lipídios são compostos insolúveis em água que constituem a substância fundamental das membranas biológicas e elementares do ponto de vista funcional e estrutural de todas as células vivas.

São moléculas anfipáticas, ou seja, moléculas que têm uma extremidade hidrofílica e outro hidrofóbico. Eles são formados por cadeias de ácidos graxos ligados a uma esqueleta de carbono.

Alguns dos lipídios mais comuns (fonte: o uploader original era LMAPs na Wikipedia inglesa. [GFDL 1.2 (http: // www.gnu.Org/licenças/licendas antigas/fdl-1.2.html)] via Wikimedia Commons)

Os ácidos graxos são hidrocarbonetos, ou seja, compostos apenas de átomos de carbono e hidrogênio unidos.

A associação de lipídios múltiplos de bicamadas é o que torna possível a formação de uma membrana e as características de hidrofobicidade dessa estrutura, bem como a presença de proteínas abrangentes e periféricas, tornam isso uma estrutura semipermeável.

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- Água

Fotografia de José Manuel Suárez [CC por (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/2.0)], via Wikimedia Commons

A água (H2O) é um dos elementos químicos mais importantes para seres e células vivas que os compõem. Grande parte do peso corporal de animais e plantas é composta por este líquido incolor.

Através da fotossíntese que as plantas realizam, a água é a principal fonte de oxigênio que os animais respiram e também os átomos de hidrogênio que fazem parte de compostos orgânicos.

É considerado como o solvente universal e suas propriedades o tornam especialmente importante para o desenvolvimento de praticamente todas as reações bioquímicas que caracterizam os organismos vivos.

Se contemplado do ponto de vista celular, a água é dividida em "compartimentos":

• O espaço intracelular, onde o citosol é formado por água com outras substâncias mistas, fluido em que as organelas celulares eucarióticas são suspensas.
• O espaço extracelular, que consiste no ambiente que circunda as células, em um tecido ou em um ambiente natural (organismos unicelulares).

- Íons

Muitos dos elementos químicos nas células estão na forma das biomoléculas mencionadas acima e muitos outros omitidos neste texto. No entanto, outros elementos químicos importantes estão na forma de íons.

As membranas celulares geralmente são impermeáveis ​​aos íons dissolvidos no ambiente interno ou externo das células, para que possam entrar ou deixá -las através de transportadores ou canais especiais.

A concentração iônica do meio extracelular ou de citosol influencia as características osmóticas e elétricas das células, bem como em diferentes processos de sinalização celular que dependem desses.

Entre os íons mais importantes para os tecidos animais e vegetais estão cálcio, potássio e sódio, cloro e magnésio.

Referências

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