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Composição química das células: água


Ao estudar citologia, muitas vezes nos deparamos com explicações sobre a estrutura das células e seu funcionamento sem entender boa parte dos termos utilizados no texto ou na aula. Por exemplo, começamos por aquela noção básica de que a célula é estruturalmente dividida em três partes: membrana, citoplasma e núcleo. Visualizamos bonitas figuras representando células animas e células vegetais, células procarióticas e células eucarióticas e por aí vai. De repente nos dizem que a membrana celular possui uma composição lipoprotéica e que os carboidratos participam da formação dos ácidos nucléicos. São informações simples para se decorar, escrever numa prova e deletar da mente meia-hora depois. No final do das contas, fica uma sensação de que você realmente não aprendeu o que deveria.


Esse tipo de situação geralmente ocorre com alunos de cursinhos que por conta da velocidade do curso, não possuem tempo para investigar com profundidade o que são coisas como lipídios, proteínas e carboidratos. O aprendizado se torna superficial e meramente informativo, o que não basta para um bom desempenho em uma prova dissertativa. É por isso que a partir de agora vamos procurar entender melhor a composição química das células, trabalhando essas informações de forma mais aprofundada (na medida da necessidade de um estudante de ensino médio), fornecendo ao estudante um pouco do vocabulário da terminologia da bioquímica e se tudo der certo, no final dos textos você irá não apenas conhecer novas palavras, mas também saber o significado delas.


Água


Se você é daqueles que curte um filme de ficção-científica e vive se perguntando se existe vida em outro planeta e na hipótese de existir, como seria tais seres e a realidade em que vivem, a resposta para as suas indagações é: não sabemos. Perda de tempo chamar sua atenção só pra dizer isso? Calma aí. Tem uma coisa que podemos especular sem medo a respeito de vida fora da Terra. Há algo que nos temos contato diário e que qualquer ser no universo físico, se quiser existir, deve conhecer também. É a água. Se houver algum “homenzinho verde” perdido por aí, ele deve saber o que é água. Não é por acaso que os cientistas comemoram quando encontram água em outro planeta ou na Lua. Onde tem água, pode ter vida. Portanto, se algum marciano bater em sua porta, ofereça água e tenha certeza de que ele ficará feliz. E se um dia você for abduzido, fique tranqüilo e saiba que não faltará água pra você na nave espacial, o que já coloca os extraterrestres em um nível civilizacional muito acima de muitas empresas de transporte rodoviário.


As substâncias que constituem os corpos dos seres vivos possuem em sua constituição entre 75-85% de água. Ou seja, cerca de 80% do corpo de um ser vivo é composto por água. Ao lado dos sais minerais, água faz parte dos compostos inorgânicos que compostos inorgânicos do corpo de um ser vivo. Os compostos orgânicos são os lipídios (gorduras), os carboidratos (açúcares), as proteínas e os ácidos nucléicos. Entre 10 e 15% do corpo de um ser vivo é constituído de proteínas e cerca de 2 a 3% é constituído por lipídios. Veja que sobram apenas cerca de 3% para ser dividido entre carboidratos, ácidos nucléicos e outras substâncias. Tanto a superfície da Terra quanto os corpos dos seres que nela habitam, tem a maior parte de sua constituição sendo formada por água. Esse é um mundo cruel para quem sofre de hidrofobia...


E o que a água tem de tão especial para ser indispensável à existência de vida? Sabemos que ela é uma substância insípida, inodora, incolor e que dependendo da temperatura, ela pode ser encontrada na forma líquida, sólida ou gasosa. Sabemos muita coisa sobre a água, pois estamos em contato com essa substância desde o primeiro dia em que nascemos. Você já deve ter ouvido falar em “tensão superficial”. Todo mundo já observou como alguns insetos conseguem andar sobre a superfície da água e todos sabem que dar “uma barrigada” ao saltar sobre uma piscina cheia pode ser quase tão dolorido quanto cair de barriga numa piscina vazia. Esses dois fenômenos – o inseto andando sobre a água e a insanidade de pular de barriga sobre a piscina – são explicados pela tensão superficial da água.


O que explica a tensão superficial? Vejamos. No interior de um líquido, as moléculas situadas abaixo da superfície são atraídas em todas as direções pelas outras moléculas que as circundam por todos os lados. Já as moléculas da superfície, são atraídas apenas lateralmente, pois interagem apenas com as moléculas de dentro do líquido. Essa atração ocorre por conta de a molécula de água apresentar polaridade. Moléculas polares são aquelas que possuem uma zona positiva e outra negativa no lado oposto. Você sabe que a molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Vamos evitar entrar no campo da física e da química, mas algumas noções de eletromagnetismo e ligações atômicas facilitam a compreensão do estamos falando. Se você não conhece nada sobre esses assuntos, não fique triste, pois esse parágrafo não sairá daqui e você poderá lê-lo novamente após algumas aulas de eletromagnetismo e química atomística.


Continuando, em uma molécula de água, os dois átomos de hidrogênio estão ligados ao átomo de oxigênio por meio de algo chamado ligação covalente. Em sua camada eletrônica mais externa, cada átomo de hidrogênio possui apenas um elétron, enquanto o átomo de oxigênio possui seis elétrons nessa camada. Ao cumprir a regra do octeto, cada átomo de hidrogênio irá compartilhar seu único elétron com um dos seis elétrons da camada de valência do oxigênio, sendo que cada átomo de hidrogênio terá então dois elétrons (um do próprio hidrogênio e outro do oxigênio) e o átomo de oxigênio terá oito elétrons em sua última camada (seis elétrons do próprio oxigênio e mais dois compartilhados com os átomos de hidrogênio). Ufa! Fique calmo. Termos como “regra do octeto”, “camada de valência” e “camada eletrônica” serão facilmente entendidos nas aulas de química.


A questão importante para nós é que essa união entre esses três átomos que originam a fórmula H2O, não possui uma disposição espacial linear, mas sim angular. Ao traçarmos duas linhas imaginárias partindo do centro do átomo de oxigênio em direção ao centro dos átomos de hidrogênio, vamos obter um ângulo de aproximadamente 105°. Pelo fato de o oxigênio apresentar maior eletronegatividade (tendência de um átomo em atrair elétrons em uma ligação química) do que o hidrogênio, os elétrons compartilhados na ligação são atraídos com mais força pelo oxigênio. O resultado disso é que o oxigênio se torna mais negativo do que os dois átomos de hidrogênio e a molécula de água passa a ter dois pólos: o pólo negativo, onde está o oxigênio, e o pólo positivo, onde estão os hidrogênios.


Essa é uma explicação básica para a polaridade da molécula de água. A partir daí, você já está percebendo o que acontece no processo de atração entre as moléculas de água. A manjadíssima frase “os opostos se atraem e os iguais se repelem” entra em ação. O pólo negativo de uma molécula vai atrair o pólo positivo de outra e vice-versa. É assim que se formam as famosas “pontes de hidrogênio”. Cada ligação entre um hidrogênio de uma molécula de água e o oxigênio de outra, é uma ponte de hidrogênio. Essas pontes de hidrogênio não são ligações muito fortes e se desfazem facilmente. No entanto, cada vez que uma ponte de hidrogênio se desfaz, outra é construída no mesmo instante. Isso explica a fluidez e a coesão da água.


Voltando a questão da tensão superficial, já dissemos que as moléculas da superfície são atraídas pelas moléculas do interior do líquido. Mas como se trata de moléculas polares, elas não são apenas atraídas, mas são repelidas também, pois temos não apenas pólos opostos entrando em contato, mas pólos iguais também. Todo esse processo cria uma situação de tensão. As moléculas sendo atraídas e repelidas ao mesmo tempo. Essa é a famigerada tensão superficial. É uma situação de equilíbrio em que as moléculas da superfície que possuem a tendência para penetrar no líquido passam a sofrer a resistências das moléculas do interior. Esse equilíbrio de forças forma uma película na superfície do líquido que faz a alegria de inúmeros insetos e que torna o salto de trampolim na água uma coisa só para os entendidos.


Mas não paramos por aí. A molécula de água também pode atrair e ser atraída por outras moléculas polares diferentes da água. O nome de atração da água por outras moléculas polares é adesão. Com certeza você já observou que água e óleo não se misturam. Isso ocorre porque as moléculas do óleo, são apolares. Esse tipo de molécula não possui pólos negativos e positivos, pois toda a carga eletrônica está distribuída uniformemente na molécula. Os lipídios, como a cera, e as gorduras são outros exemplos de moléculas apolares.


O que nos importa nessa questão do poder de adesão da água a outras moléculas polares é que fator fornece à água a característica de solvente universal. Quando o soluto (aquilo que deve ser dissolvido) entra em contato com um solvente poderoso como a água, o poder de adesão das moléculas polares da água faz com que elas envolvam e separem as moléculas do soluto. E agora vem o mais interessante: em uma célula, todos os reagentes químicos estão dissolvidos em água e simplesmente todas as reações químicas celulares acontecem em meio líquido. Já está começando a sacar porque a água é imprescindível para a existência de vida?


Acabamos de falar do trabalho da água como solvente, mas é importante destacar também o papel das substâncias apolares que são insolúveis em água. Se não fossem os lipídios na membrana celular, não se poderia manter a célula separada do meio. Em outras palavras, as substâncias insolúveis são importantíssimas para a manutenção da integridade física da célula. Essas substâncias apolares que não se dissolvem em água são chamadas de hidrofóbicas (do grego hidro = água, phobos = medo) e as substâncias polares que se dissolvem em água são chamadas de hidrofílicas (hidro = água, fhilus = amigo).


Para concluir, vamos falar sobre duas coisas que são muito citadas ao se falar das reações químicas dentro de uma célula. São as duas maneiras que a água interage nessas reações químicas. Uma delas é a hidrólise (palavra que você vai ouvir muito em biologia). Como você sabe, hidro significa “água” em grego. O que nos interessa aqui é a lise que significa “quebra”. Toda reação química em que ocorre uma quebra em presença de água, são chamadas de hidrólise. Significa que a molécula de água quebra uma estrutura molecular. Você visualizará isso em várias reações químicas citadas nas aulas de biologia. O outro processo que envolve a água é a síntese por desidratação, quando a união de duas ou mais moléculas resultar em perda de água.

14 comentários:

Leonardo disse...

Eu vou tendar endenter mais

Anônimo disse...

não entendi nada

Arue disse...

mt bom minha prof havia me explicada,porem ficou um pouco confuso para mim,agora pude compreender o que ela havia dito,portanto deixo uma dica a vcs que dizem nao ter entendido, sem a minima base vc nao irão compreender mesmo!!!

Anônimo disse...

Quem n precebe isto é burrro ...

Anônimo disse...

foi muito boa a explicação! realmente deu pra entender... só se for muito burro pra não saber de nada disso.

Anônimo disse...

eu quero questão de biologia e resposta

Anônimo disse...

adorei a explicação!!!

Anônimo disse...

Tenho 48 anos e sou estudante de Nutrição.Começei minha carreira Acadêmica e posso dizer que este site tem colaborado em muito para que meu Curso se torne muito mais simples do que o necessário para o meu bom entendimento. Desejo parabenizar os realizadores provavelmente almas evoluidas que desejam transformar o conhecimento em algo compreensivel. Fica aqui minha admiração. reis.j@hotmail.com

Anônimo disse...

Eu itendi, nao muito claro.. mas justo

Anônimo disse...

o livro chato

Anônimo disse...

luh muito bom esclareceu oque estava confuso para mim.obrigada

Anônimo disse...

Parabéns por este site, que me fez compreender melhor o que estou estudando.
Estudo Ciências Biologicas em Ji-Paraná /RO

Jurandir Brasiloto

Anônimo disse...

muito legal....:)

Anônimo disse...

Ótima explicação! gostaria de parabenizar o site por esclarecer com poucas palavras e sem arrodeios o que muita gente, inclusive eu, nao sabia explicar de forma simplificada!!! parabéns

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