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:
- O que são as proteínas? – As proteínas são os componentes químicos mais importantes do ponto de vista estrutural para as células.
- Elas 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. Os aminoácidos são constituídos pela união de um grupamento amina (-NH3) com uma carboxila (-COOH).
- 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.
- 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.
- 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.
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:
Imagem 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?
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