Proteínas: o que são, funções e a estrutura dos aminoácidos

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As proteínas são os principais componentes estruturais das nossas células. Você sabe como elas são constituídas? Conhece suas estruturas? Não? Então revise com este post de Biologia para o Enem!

As proteínas são os nutrientes “queridinhos” de quem faz musculação ou está querendo perder peso rápido. Isso porque as proteínas são substâncias essencialmente estruturais e dificilmente o corpo irá utilizá-las para a obtenção de energia. Você sabe por quê? Sabe do que elas são formadas? Conhece as diferentes estruturas que elas podem formar?

O que são proteínas

As proteínas são os componentes químicos mais importantes do ponto de vista estrutural para as células. Estão presentes em todas as partes das células e suas “receitas” estão “escritas” no nosso DNA, em nosso código genético.

As proteínas são moléculas muito longas, que chamamos de polímeros. Elas são formadas por subunidades (monômeros) que chamamos de aminoácidos.

O que são os aminoácidos

Os aminoácidos são constituídos pela união de um grupamento amina (-NH3) com uma carboxila (-COOH). Veja abaixo a fórmula geral dos aminoácidos:Na imagem podemos observar a fórmula geral dos aminoácidos.

Tipos de aminoácidos

Na imagem acima você pode observar que há a letra R. Essa letra representa o Radical. O Radical é o responsável por diferenciar um aminoácido do outro. Ele pode ser um simples átomo de hidrogênio, como pode ser também constituído de uma cadeia de carbonos.

Introdução aos aminoácidos

Veja com a professora Larissa Campos, do canal do Curso Enem Gratuito, o que são os Aminoácidos:

Existem 20 tipos de aminoácidos diferentes nos seres vivos. Combinados de diversas maneiras, produzem inúmeros tipos de proteínas.

Os vegetais conseguem produzir todos os aminoácidos de que precisam através de reações químicas que unem as cadeias carbônicas produzidas na fotossíntese com moléculas de nitrato obtidas através da absorção feita pelas raízes. Porém, os animais não conseguem realizar esse tipo de processo metabólico.

Apesar de não conseguirem fazer esse processo, eles podem modificar os aminoácidos que obtiveram na alimentação, produzindo os que necessitam.

No nosso caso, seres humanos, não conseguimos produzir sozinhos alguns aminoácidos, nem mesmo fazendo o processo de transformação que acabei de mencionar. Leucina, isoleucina, histidina, metionina, lisina, treonina, triptofano, vanila e fenilalanina são aminoácidos que precisam ser obtidos através da alimentação. São, por isso, chamados de aminoácidos essenciais.

Introdução às Proteínas

Veja agora com a professora Juliana Evelyn Santos, do canal do Curso Enem Gratuito, uma síntese para você entender o que são as Proteínas.

As dicas da professora Juliana:

  1. O que são as proteínas? – As proteínas são os componentes químicos mais importantes do ponto de vista estrutural para as células.
  2. Elas estão presentes em todas as partes das células e suas “receitas” estão “escritas” no nosso DNA, em nosso código genético.
  3. As proteínas são moléculas muito longas, que chamamos de polímeros. Elas são formadas por subunidades (monômeros) que chamamos de aminoácidos. Os aminoácidos são constituídos pela união de um grupamento amina (-NH3) com uma carboxila (-COOH).
  4. Para formar uma cadeia de aminoácidos, esses monômeros se unem uns aos outros através de uma ligação química chamada de ligação peptídica. Essa ligação sempre acontece entre a carboxila de um aminoácido com a amina de um outro aminoácido.
  5. A ordem em que estes aminoácidos são ligados é essencial para a formação de uma proteína. Inclusive, a diferença entre uma proteína e outra está primordialmente ligada à sequência de aminoácidos que forma sua estrutura.
  6. Nesta aula acima , a professora Juliana te explica o que são proteínas, quais suas principais características, quais os tipos de estrutura e como ocorrem as ligações peptídicas.

Videoaula sobre a estrutura das proteínas

Assista à aula com a professora Cláudia de Souza Aguiar para entender como as proteínas são constituídas e suas funções no corpo humano.

Estrutura das proteínas

Para formar uma cadeia de aminoácidos, esses monômeros se unem uns aos outros através de uma ligação química chamada de ligação peptídica. Essa ligação sempre acontece entre a carboxila de um aminoácido com a amina de um outro aminoácido.

Veja a representação dessa ligação na imagem a seguir:A Estrutura das ProteínasImagem mostra uma representação esquemática da ligação peptídica ente dois aminoácidos.

O composto formado a partir de uma ligação peptídica é chamado de peptídeo. Se for constituído de dois aminoácidos, ele será chamado de dipeptídio; se forem três aminoácidos ligados, será um tripeptídio; “n” aminoácidos ligados formam um polipeptídio.

A ordem em que estes aminoácidos são ligados é essencial para a formação de uma proteína. Inclusive, a diferença entre uma proteína e outra está primordialmente ligada à sequência de aminoácidos que forma sua estrutura.

Essa sequência definida de aminoácidos de uma proteína é chamada de “estrutura primária”. A troca de apenas um aminoácido nessa sequência pode alterar completamente as propriedades de uma proteína, levando à consequências graves para a célula e, em alguns casos, para o organismo como um todo.

Mas, uma proteína não é apenas um fio solto de aminoácidos no interior da célula. Como eu disse no início dessa aula, as proteínas formam estruturas. Sendo assim, os polipeptídios se torcem sobre si mesmos, e fazem ligações de pontes de hidrogênio entre os aminoácidos da sequência. Essas ligações permitem, inicialmente, a formação de uma hélice, chamada de “estrutura secundária das proteínas”.

Na maior parte das proteínas, as cadeias de aminoácidos ainda se dobram mais uma vez sobre si mesmas. Com esse enovelamento, as proteínas adquirem formas características, que vão depender da função que exercerão dentro das células. Essa estrutura é chamada de “estrutura terciária das proteínas”.

Algumas proteínas ainda fazem um outro tipo especial de estrutura, onde associam espacialmente várias cadeias polipeptídicas. Muitas delas, inclusive, associam ainda à esta estrutura átomos de sais minerais, como é o caso da hemoglobina (em cuja composição encontramos o ferro). Chamamos esse último arranjo de “estrutura quaternária das proteínas”.

Para entender melhor essa sequência de estruturas, veja a imagem a seguir:Sequência mostrando o dobramento das proteínas para a formação de suas estruturas espaciais.

Alterações na estrutura primária

Como eu falei anteriormente, qualquer alteração na estrutura primária de uma proteína pode levar à inutilização da mesma. Isso porque, quando alteramos os aminoácidos, as interações entre eles não acontecerão como deveriam e a proteína não conseguirá dobrar-se sobre si mesma adequadamente. Assim, ela não irá formar a estrutura necessária, levando à dificuldade de cumprir sua função.

Um caso onde podemos observar a importância dessa alteração é condição genética chamada de anemia falciforme. As pessoas que têm esta condição têm um gene mutante que condiciona a formação de uma hemoglobina atípica. A alteração é de apenas um aminoácido, porém, causa tantos efeitos que chega a deformar as hemácias.

Em vez de terem o típico formato de discos, parte das hemácias das pessoas portadoras dessa característica terão formato de meia lua, ou foice (por isso falciforme – formato de foice).Esquema demonstrando a alteração genética que altera a sequência de aminoácidos (estrutura primária) da anemia falciforme.

Veja nas imagens a seguir a mutação e a alteração do aminoácido presente na composição da hemoglobina e também o formato que as células adquirem:Na foto da esquerda temos hemácias típicas, em formato de discos. Já na foto da direita vemos as células características da anemia falciforme.

Desnaturação das proteínas

As proteínas podem perder suas estruturas espaciais devido à vários fatores ambientais. Calor em excesso, variação do pH e diversas substâncias químicas podem romper as pontes de hidrogênio e outras ligações que mantêm a estrutura tridimensional das proteínas. Quando isso acontece, dizemos que ocorreu uma desnaturação das proteínas.

Uma desnaturação leve, que rompa somente as ligações de pontes de hidrogênio, por exemplo, pode ser revertida. Uma vez ausente o fator ambiental que levou à desnaturação, a estrutura tridimensional volta ao normal.

Um exemplo de desnaturação que realizamos comumente é o alisamento de cabelos com calor, a famosa “chapinha”. O calor liberado pelo aparelho quebra as pontes de hidrogênio, desnaturando os fios e alisando o cabelo.

Quais são as fontes de proteínas em nossa dieta?

Como você viu aqui, todas as células possuem proteínas. Sendo assim, qualquer alimento que a gente consuma terá um percentual de proteínas. Porém, existem alimentos que têm uma quantidade maior de proteínas.

Alimentos de origem animal, como carnes, leite e seus derivados e ovos possuem proteínas de alta qualidade. Isso quer dizer que possuem todos os aminoácidos essenciais em grande quantidade. Alimentos de origem vegetal também podem conter bastante proteína, como as leguminosas (feijão, soja, ervilha e lentilha).

Complementos proteicos

Todo mundo conhece alguém que gosta de “puxar ferro” na academia. Talvez este alguém seja até você. E, é provável que você tenha visto que muitos dos frequentadores de academia e também atletas de várias modalidades costumam tomar suplementos alimentares como o Whey Protein e o BCAA, certo?  Mas, por que eles estão sempre fazendo essa suplementação?

Acontece que esses compostos contêm, em geral, aminoácidos. E, você acabou de aprender que os aminoácidos são as “peças” que compõem as proteínas, não é mesmo?

Pois bem. Uma pessoa que esteja “malhando” geralmente tem a intenção de aumentar e definir sua musculatura. Para isso, ela precisa produzir proteínas em maior quantidade. E, acabam precisando ingerir mais aminoácidos.

Além disso, como durante os exercícios os músculos estão gastando grandes quantidades de energia, caso eles não tenham mais fontes energéticas, podem começar a degradar as proteínas musculares para obterem a energia que precisam.

Sendo assim, os suplementos devolvem ao organismo os aminoácidos que podem ter sido perdidos com a atividade física. Isso faz com que o organismo dessas pessoas produza mais proteínas com mais facilidade. E, as proteínas ajudam a construir células (inclusive as da musculatura).

Dietas proteicas

É muito comum que as pessoas que buscam um emagrecimento rápido retirem da sua dieta alimentos com muitos nutrientes energéticos (carboidratos e lipídios) e priorizem o consumo de proteínas. Isso porque as proteínas não são muito utilizadas para obter energia. Porém, a sua ingestão causa sensação de saciedade.

Dessa maneira, realmente comer mais proteínas em uma dieta, diminuindo a quantidade de alimentos energéticos, irá reduzir o peso. Porém, é preciso que você fique atento(a)! Alimentos ricos em proteína de origem animal podem também ter muitos lipídios, como o colesterol, que ingeridos em grande quantidade podem favorecer o aparecimento de doenças cardiovasculares.

Além disso, excluir carboidratos faz com que você exclua também outros nutrientes, como vitaminas e sais minerais. Isso, a longo prazo, pode te levar à desnutrição.

Exercícios sobre proteínas

Agora, pra ver se você aprendeu de verdade tudo sobre as proteínas, que tal testar seus conhecimentos resolvendo os exercícios que selecionei para você?

  1. (IFCE/2016)

    As macromoléculas são constituídas pela união química de precursores relativamente simples (subunidades monoméricas) para formar polímeros de unidades repetidas. Com base nesta informação, são exemplos de unidades monoméricas de proteínas e ácidos nucléicos, respectivamente,

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  2. (IFCE/2016)

    Sobre as proteínas e sua formação, é correto afirmar-se que

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  3. (UNIFOR CE/2013)

    Células animais e vegetais, isoladas de tecidos vivos, podem continuar a crescer in vitro se os nutrientes e todos os outros fatores necessários à sua sobrevivência, crescimento e proliferação forem corretamente fornecidos. Quando este processo é realizado em laboratório, em condições controladas de temperatura, umidade, oxigênio e gás carbônico, ele é chamado de cultura celular. A cultura de células permite que as mesmas funcionem como unidades independentes similares a microorganismos como bactérias e fungos. Estas células em cultura são capazes de crescer e se dividir normalmente, de forma similar a quando estão crescendo in vivo, isto se, como dito, os nutrientes necessários forem fornecidos no que chamamos de meio de cultura.
    Fonte: http://www.laben.ufscar.br/
    documentos/arquivos/cultura-celular.pdf
    Acesso em 19 maio. 2013. (com adaptações)

    Considerando uma cultura celular que teve cortado o suprimento de aminoácidos para o meio de cultura, a célula deixa de sintetizar, de imediato:

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  4. (UCS RS/2016)

    A alimentação é um fator primordial na rotina diária das pessoas. Por ser uma necessidade básica, está diretamente relacionada à saúde, uma vez que o excesso ou a falta podem causar doenças. Através da evolução histórica da alimentação mundial, verifica-se que gastronomia, meios de produção, hábitos e padrões alimentares são aspectos importantes que auxiliam a refletir sobre a complexidade e a magnificência que permeiam as relações entre países.
    ABREU, Edeli Simioni de et al. Alimentação mundial: uma reflexão
    sobre a história. Saúde Soc., São Paulo, v. 10, n. 2, p. 3-14, Dez. 2001. Disponível em:
    <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-12902001000200002&lng=en&nrm=iso&gt;.
    Acesso em: 23 abril 16. (Adaptado.)

    Nesse sentido será abordado o eixo temático “A alimentação”.Receita de Pavê de Bombom

    Ingredientes
    • 1 xícara (chá) de leite
    • 1 xícara (chá) de leite condensado
    • 4 gemas
    • 300 g de chocolate meio amargo picado
    • 1 xícara (chá) de creme de leite
    • 10 bombons recheados triturados

    Modo de preparo: Em uma panela, misture o leite condensado e as gemas. Sem parar de mexer, deixe cozinhar em fogo baixo por cerca de 15 minutos ou até que comece a engrossar. Despeje em uma travessa. Reserve. Derreta o chocolate em banho-maria, acrescente o creme de leite e misture até que fique homogêneo. Despeje sobre o primeiro creme e cubra com os bombons triturados. Sirva gelado.
    Disponível em: <http://receitas.eduguedes.com.br/pave-de-bombom/&gt;. Acesso em: 23 mar. 16.
    Disponível em: <http://www.receitasdecomida.com.br/_images/ receitas/2439db3a6f06e30950dab9b49ac7878c.jpg>. Acesso em: 3 maio 16.

    Baseado no contexto da receita acima, assinale a alternativa correta.

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  5. (IFSP/2015)

    Os animais de estimação mais comuns são os gatos e os cães, que são carnívoros. Como o próprio nome já diz, animais de estimação são os bichos que foram antropomorfizados, recebendo nomes, roupas, brinquedos etc.. Apesar de “domesticados”, as necessidades nutricionais são as mesmas de um animal carnívoro selvagem, isto é, precisam comer carne. Se um dono de animal de estimação resolver que seu cão ou gato passará a ter uma dieta vegetariana, privará o animal de componentes orgânicos importantes, que são

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  6. (UNIPÊ PB/2017)
    Alimentar-se de forma adequada é uma das maneiras de prevenir o aparecimento de determinadas doenças. Uma dieta balanceada deve incluir alimentos ricos em nutrientes essenciais para a manutenção e o funcionamento do organismo, a exemplo de proteínas, carboidratos, lipídios, vitaminas e sais minerais. A origem e a conservação dos alimentos são cuidados importantes para a manutenção da saúde.

    Considerando-se as propriedades dos nutrientes, a produção e a conservação de alimentos, é correto concluir:

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  7. (PUC SP/2017)

    Foi recomendada uma dieta especial a uma pessoa que precisa reduzir os níveis de ácido úrico no sangue. Nesse caso, é recomendável que essa pessoa reduza o consumo de alimentos como

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  8. (UDESC SC/2017)

    Importantes compostos orgânicos dos seres vivos as proteínas (cadeia polipeptídica) diferem entre si, nos seguintes aspectos:

    I. Tipos de aminoácidos presentes na cadeia.
    II. Quantidade de aminoácidos presentes na cadeia.
    III. Sequência em que os aminoácidos estão unidos na cadeia.
    IV. Pelos nucleotídeos presentes na cadeia.

    Analisadas as proposições, assinale a alternativa correta.

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  9. (UNITAU SP/2018)

    Uma pesquisa publicada no periódico científico JAMA Internal Medicine destacou que carnívoros e vegetarianos correm maior risco de ter problemas de saúde do que pessoas que seguem uma dieta vegana, isto é, sem alimentos de origem animal. Segundo os pesquisadores, aumentar em 10% a ingestão de calorias provenientes de proteínas de origem animal eleva em 8% a probabilidade de morte por doenças cardiovasculares.
    Independentemente da origem, o consumo de proteínas em quantidades adequadas é essencial para as células e para o funcionamento do organismo.

    Assinale a alternativa que NÃO corresponde a uma função desempenhada pelas proteínas nos organismos.

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  10. (UNITAU SP/2019)

    O culto aos padrões estéticos da magreza e dos músculos definidos tem estimulado cada vez mais a utilização dos suplementos proteicos, como os “shakes”, que são consumidos no pós-treino. As vantagens desse consumo vão desde a reconstrução e o aumento de massa muscular ao aumento de energia, além de apresentar ação antioxidante. Porém, o consumo dos suplementos deve ser feito sob a supervisão de profissionais médicos e nutricionistas, uma vez que podem ocorrer efeitos não desejados, como sobrecarga hepática e renal, ou mesmo o aumento do tecido adiposo, pelo excesso de proteínas que, sem uso pelo corpo, será transformada em gordura, sendo estocada. Portanto, conhecer a estrutura e o funcionamento das proteínas, na atualidade, tem se tornado uma questão de saúde.

    Em relação às proteínas, leia as afirmativas a seguir.

    I. Aminoácido é a unidade básica das proteínas e sua estrutura molecular é composta por um carbono central, que se liga a um hidrogênio, a um grupo carboxila, a um grupo amina e a um radical “R”.
    II. Proteínas realizam muitas tarefas nas células e podem atuar como enzimas, ou hormônios, ou moléculas estruturais, ou anticorpos.
    III. Transcrição é o processo pelo qual a mensagem em código presente no RNA mensageiro é lida, resultando na formação da cadeia de polipeptídeos, uma proteína.

    Está CORRETO o que se afirma em

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Sobre o(a) autor(a):

Juliana Evelyn dos Santos é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Doutorado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem e do Curso Enem Gratuito.

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