15 de jul de 2011

A Água e as Células

A água é a substância mais abundante das células, cerca de 70% do peso de uma, e é considerada o solvente universal. A maioria das reações que ocorrem dentro da célula depende do ambiente aquoso. Isso tudo implica que a vida é dependente das propriedades dessa substância.

Em cada molécula de água, dois átomos de hidrogênio fazem ligação covalente (compartilhamento de elétrons) com um átomo de oxigênio. O oxigênio é elemento mais eletronegativo que o hidrogênio, fazendo com que ele atraia mais fortemente os elétrons da ligação covalente.

Dessa forma, há uma distribuição desigual dos elétrons na molécula de água, formando uma carga parcial positiva (δ+) em cada hidrogênio e uma carga parcial negativa (δ-) no oxigênio. Essa formação de cargas parciais é de tal modo estável que quando um átomo de hidrogênio de uma molécula de água se aproxima do oxigênio de outra molécula, forma-se uma ligação chamada ligação de hidrogênio, a qual faz com que a temperatura de ebulição da água seja mais elevada em relação a outros compostos.

Ora, é verdade que se não houvesse ligações de hidrogênio, o líquido no interior de nossas células evaporaria com facilidade, o que não permitiria a vida na Terra.

Tais ligações de hidrogênio são consideradas fracas individualmente, porém, a todo momento, as ligações de hidrogênio são formadas e destruidas, o que produz uma rede que estabiliza as moléculas de água.

A polaridade da molécula de água está relacionada com a solubilidade das macromoléculas presentes no interior das células. Segue-se, nesse caso, a máxima "polar dissolve polar" e "apolar dissolve apolar".

Dessa forma, moléculas como alcóois (R-OH), aminas primárias (R-NH2), ácidos carboxílicos (R-COOH), aldeídos (R-COH) e cetonas (R-CO-R') tendem a se dissolver melhor em água que hidrocarbonetos (CxHy) ou lipídeos.

Moléculas que interagem melhor com água são chamadas hidrofílicas, como, por exemplo, açúcares, DNA, RNA e boa parte das proteínas (hidrofílicas = amam água). Tais moléculas apresentam alguma carga parcial ou cargas iônicas (íons), sendo, portanto, polares.

Moléculas hidrofóbicas (fobia = medo, aversão a), por outro lado, não possuem carga e não se dissolvem em água. Os hidrocarbonetos possuem átomos de hidrogênio que se ligam covalentemente aos átomos de carbono com muito pouca diferença de eletronegatividade. Dessa forma, há menos formação de cargas parciais (positivas e negativas), e as ligações de hidrogênio não se formam.

O que as moléculas hidrofóbicas têm a ver com as células, por exemplo? As membranas celulares são compostas por uma bicamada de fosfolipídeos, os quais possuem uma porção hidrofóbica (a "cauda", formada por ácidos graxos), e uma porção hidrofílica. As porções hidrofóbicas (caudas) se aproximam uma da outra, repelindo-se da água, e a "cabeça" interage com as moléculas de água, formando uma bicamada como visto na imagem abaixo.

A bicamada lipídica celular. Extracellular Space = Espaço Extracelular; Lumen Of Cell = Lúmen da Célula; Hydrophilic head = Cabeça hidrofílica; Hydrophobic tail = Cauda hidrofóbica. Imagem*: By Ties van Brussel / www.tiesworks.nl




Isso é de um impacto enorme na formação da célula, pois as membranas celulares isolam o meio intracelular do meio extracelular. As células assim conseguem um ambiente próprio delas, com concentração ( [ ] ) de macromoléculas e íons diferente em cada lado da célula.

Este é um assunto bem introdutório sobre biologia molecular e química geral, com alguns conceitos sobre a molécula de água.  

Se você quiser comentar sobre A Água e as Células fique á vontade! Até a próxima!

Marcelo Aguiar 



Disciplina......................: Biologia Molecular
Grau de dificuldade......: Fácil
 
Fonte(s) bibliográfica(s):

BROWN, Theodore L. et al. Chemistry: The Central Science. 11 ed. [S.l.]: Prentice Hall, 2009.

ALBERTS, Bruce et al. Molecular Biology of The Cell. Fifth edition. [S.l.]: Garland Science, 2008.

*Imagem retirada de: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Phospholipid_TvanBrussel.jpg

Um comentário:

  1. isso mesmo que eu eu estava procurando poara fazer um trabalho de escola obrigado

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