O que são Grupos Funcionais? | Biologia | Bioquímica

Nas biomoléculas, o esqueleto de carbono geralmente determina a sua estrutura tridimensional. Mas é o que está na superfície das moléculas que determina seu comportamento químico. Pequenas espécies químicas, "penduradas" na parte exterior dessas moléculas, "trombam" umas nas outras e reagem. São conhecidas como Grupos Funcionais.

Para entender os tipos de reações químicas dos quais as biomoléculas participam, você deve entender o comportamento químico dos grupos funcionais localizados na superfície da molécula.

Neste vídeo, nós olharemos alguns grupos funcionais:
1:29 Grupo Hidroxila -OH
2:02 Grupo Carbonila =CO (aldeídos e cetonas)
2:37 Grupo Carboxila -COOH
3:00 Grupo Amina -NH2
3:18 Grupo Fosfato PO4 3-
4:08 Grupo Tiol -SH
4:31 Grupo Metil -CH3

Uma biomolécula típica é como uma
coisa esquisita cheia de protuberâncias.

Imagine um cachorro depois de você
ter jogado um lençol por cima dele.

Você poderia ter uma ideia geral do
formato tridimensional de um cachorro.

Mas são os olhos, os dentes, o rabo e as patas,

bem como as ações executadas por essas partes
que realmente nos permitem identificar um cachorro.

O chacoalhar do rabo, a corrida em quatro
patas, as mordidas, latidos e ofegação.

Da mesma forma, nas biomoléculas, o esqueleto
de carbono determina a estrutura 3D geral.

Mas é o que está na superfície das moléculas
que determina seu comportamento químico.

Pequenas espécies químicas, "penduradas"
no lado de fora dessas moléculas,

"trombam" umas com as outras e interagem.

Estamos falando dos Grupos Funcionais.

Socratica apresenta:
Grupos Funcionais

Para entender os tipos de reações químicas
das quais as biomoléculas podem participar,

você deve entender o comportamento químico
dos grupos funcionais da superfície da molécula.

Por exemplo, se uma molécula possui uma grande
quantidade de grupos funcionais hidrofóbicos,

essa porção da molécula irá repelir a água.

Seu comportamento será diferente de uma molécula
contendo uma porção de grupos funcionais ácidicos,

ou grupos funcionais básicos, ou grupos funcionais
que se ligam entre si formando pontes.

Vamos dar uma olhada nos
grupos funcionais mais comuns.

-OH é o grupo Hidroxila.

Este grupo é hidrofílico, portanto se uma molécula
possui uma porção rica em grupos OH,

essa região será hidrofílica.

São grupos altamente reativos,
participando de diversas reações químicas.

Você verá o grupo hidroxila participando
de reações de desidratação que unem polímeros.

Aqui você pode ver como grupos hidroxila
participam da união destes dois açúcares.

O grupo Carbonila (=CO) é constituído de um
carbono que faz ligação dupla com um oxigênio.

Este é um grupo polar, que
aumentará a solubilidade em água.

Se este grupo estiver na extremidade
de um esqueleto de carbono,

ele será chamado de Aldeído.
Caso contrário, ele será chamado de Cetona.

Esses são grupos que serão
encontrados em açúcares.

Por exemplo, este é um grupo carbonila,

que chamamos de aldeído, já que se encontra
na extremidade desta molécula de glicose.

E aqui temos um grupo cetona na frutose. Você pode
observar que ela não está em uma extremidade.

O grupo Carboxila é -COOH.

É um carbono duplamente ligado com um oxigênio
e também acoplado a um grupo hidroxila.

Esses grupos conferem
propriedade ácida às moléculas,

pois eles tendem a doar
seus H+ se tornando COO- .

Você os verá em um dos "lados"
dos aminoácidos, por exemplo.

E no outro "lado" de um aminoácido,
você verá um grupo Amina -NH2 .

O grupo amina confere
propriedade básica às moléculas,

pois eles tendem a aceitar H+,
tornando-se NH3+.

Os grupos Fosfato perdem vários
íons H+, tornando-se PO4^3-.

Então por aumentar a concentração
de H+, eles também agem como ácidos.

Este grupo funcional está acoplado ao esqueleto
de carbono por meio de seu oxigênio,

então temos um fósforo e a ele
outros três átomos de oxigênio ligados.

Os fosfatos são também muito
importantes em reações energéticas,

por exemplo, aquelas
envolvendo moléculas de ATP.

Para várias reações, a adição ou remoção
controlada de um grupo fosfato

é usada para armazenar ou liberar energia.

Às vezes, a adição ou remoção de um grupo fosfato
acarreta em alterações conformacionais da molécula.

Você ouvirá falar sobre fosforilação e defosforilação.

O grupo Tiol (-SH) é constituído por um
átomo de enxofre ligado a um hidrogênio.

Um grupo tiol tende a se ligar com outro
grupo tiol, formando pontes dissulfeto.

São importantes no dobramento das proteínas,

juntando duas regiões de uma cadeia de
aminoácidos em uma conformação estável.

Os grupos mMetil (-CH3) são os únicos
hidrofóbicos que veremos hoje.

Então se você vir uma porção de grupos
metil na superfície de uma biomolécula,

saiba que aquela região é hidrofóbica
e portanto repelirá a água.

Imagine moléculas de fosfolipídios.

A porção superior, portadora
de um grupo fosfato, é hidrofílica,

mas as caudas, portadoras de
radicais metil, são hidrofóbicas.

Comparado com os outros grupos já
citados, o grupo metil é menos reativo.

Ele apenas fica lá repelindo a água.

Entretanto, você verá funções de biomoléculas sendo
modificadas pela adição ou remoção de um grupo metil.

Por exemplo, você aprenderá sobre a importância da
metilação de DNA, e como isso afeta a expressão gênica.

Eu sugiro que você crie uma tabela
gráfica de grupos funcionais.

Ou melhor, crie flashcards para cada um deles.

Você deve ser capaz de reconhecer o nome,
estrutura e comportamento químico de cada um.

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