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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