Cura para AIDS (HIV) pode estar próxima

Cientistas do Texas encontraram o ponto fraco do vírus HIV que pode levar a cura da AIDS no futuro. Esse ponto fraco está na proteína gp120 que envolve o HIV.

Essa proteína é necessária para que o vírus entre dentro das células e posteriormente cause a AIDS.

A equipe foi capaz de quebrar a parte que atua como “cérebro”. A seqüência de aminoácidos permanece invariável, mesmo com as mutações que o vírus sofre, isso seria um progresso na prevenção e tratamento da doença.

Com a descoberta os cientistas criaram anticorpos enzimáticos que são capazes de atacar o ponto fraco do HIV de forma precisa. Esses anticorpos reconhecem praticamente todos os tipos do vírus causador da AIDS no mundo.

Contudo, os anticorpos ainda precisam ser testados nos humanos para que possa ser produzida vacinas e remédios com base na descoberta.

Para entender o que GP 120,
GP 120 é uma glicoproteína capaz de se ligar simutaniamente ao retrovírus do tipo HIV é graça a essa proteína que o vírus é capaz de se fundir a sua membrana à da celula T, iniciando a seguencia de contaminação.

Embora ainda não haja cura para a infecção pelo HIV e para a AIDS, uma das mais promissoras alternativas para ajudar as pessoas infectadas pelo HIV a conviver com a doença são os novos medicamentos mais potentes. O surgimento de novos agentes antirretrovirais tem permitido avanços sem precedentes no combate ao HIV.

A ênfase do tratamento desviou-se da monoterapia para o uso de associações potentes de agentes antirretrovirais. O objetivo do tratamento antirretroviral altamente ativo (HAART, na sigla em inglês) é reduzir a carga viral para níveis abaixo dos limites de detecção pelos testes mais sensíveis disponíveis e manter esse efeito pelo maior tempo possível, no maior número de pessoas. A supressão da replicação viral permite a restauração do sistema imunológico, retarda a progressão da doença e melhora a saúde e o bem-estar das pessoas que convivem com o HIV ou a AIDS.

Os primeiros medicamentos desenvolvidos contra o HIV foram os inibidores de transcriptase reversa análogos de nucleosídeos. Eles inibem a ação da transcriptase reversa, enzima responsável pela conversão do RNA do HIV em DNA. Depois surgiram os inibidores de transcriptase reversa não análogos de nucleosídeos,que bloqueiam diretamente a ação e a multiplicação da transcriptase reversa, os inibidores de protease, que bloqueiam a integrase do HIV (enzima necessária para produzir mais vírus), e os inibidores de fusão, que impedem que o vírus entre na célula. Embora atuem de formas diferentes, todos têm o objetivo de dificultar a replicação do vírus. Mutações no HIV, porém, podem alterar sua estrutura, reduzindo a eficácia das medicações.

Com todos os avanços tecnologicos o melhor remedio ainda e a prevenção, por isso não e de mais lembra proteja-se sempre, além da aids outras dst's podem ser evitadas.

Sexo seguro sempre!

Proteoma

O Projeto Genoma

Cientistas de 19 países comemoraram no último dia 26 de junho o mapeamento do código genético, ainda não concluído, cuja catalogação final está prevista para 2003. Esta data foi apenas uma comemoração formal de um dos grandes passos da humanidade, a caminho de uma nova era da ciência. A conquista do genoma promete uma revolução na medicina, cujos resultados serão percebidos ao longo das próximas décadas. Um imenso esforço científico está sendo empreendido para conhecer os genes inscritos no DNA.

Os genes são estruturas químicas que determinam instruções responsáveis pelas características físicas individuais de cada um, como a cor dos olhos e a altura de cada indivíduo. Também produzem proteínas indispensáveis ao funcionamento do corpo, dentre elas, as enzimas que participam na digestão dos alimentos, no estômago e no intestino. Os genes defeituosos desequilibram o organismo e podem causar doenças. Com a chave do código, os cientistas esperam compreender o processo que gera tais males, para então desenvolver exames diagnósticos e tratamentos, havendo também a esperança de cura, pela substituição dos genes anormais.

As Proteínas

Alguns cientistas acreditam que a genética não trará todas as respostas, visto que os processos orgânicos estão na dependência de outras substâncias, como as proteínas, que exercem papéis essenciais em virtualmente todos os processos biológicos, sendo elas que determinam o padrão de transformações químicas dentro das células. As proteínas são intermediárias de uma ampla faixa de funções, tais como: o transporte e armazenamento de algumas substâncias dentro das células, por exemplo, a hemoglobina que transporta oxigênio pelo sangue; o movimento coordenado dos músculos, visto que as proteínas são os principais componentes destes; a sustentação mecânica, devido à presença do colágeno que dá resistência à pele e aos ossos; a proteção imunológica, porque os anticorpos são as proteínas responsáveis pela defesa do organismo; a geração e transmissão de impulsos nervosos, pois os receptores das células nada mais são do que proteínas e por fim, o controle do crescimento e da diferenciação celular, já que a expressão seqüencial e controlada da informação genética é essencial para o crescimento e diferenciação das células e essa ação é controlada pelas proteínas repressoras do DNA, do qual apenas uma pequena fração se expressa a cada momento, em cada célula.

Diante de tudo isso, muitos pesquisadores acreditam que o estudo das proteínas - o proteoma - seja o próximo passo, depois do projeto genoma. Com o objetivo de mostrar a importância do estudo das proteínas, um artigo escrito por Jane Bradbury na revista Lancet (edição de 1º de julho de 2000), apresenta a opinião de vários pesquisadores a respeito desse tema, e explica algumas das pesquisas já existentes sobre as proteínas.

O estudo

De acordo com Julio Celis (Danish Centre for Human Genome Research, Aarhus, Dinamarca), que é um dos pesquisadores do projeto genoma, para se realmente entender a biologia humana, é necessário saber sobre as proteínas, pois são elas que de fato fazem as células funcionarem.

O Dr. Denis Hochstrasser (Swiss Institute of Bioinformatics, Genebra, Suíça), que vem investigando a estrutura das proteínas há mais de 20 anos, acredita que o proteoma - o completo grupo de proteínas expresso na célula durante sua existência - é muito mais complexo do que o Genoma. Segundo ele, o DNA é formado apenas por quatro nucleotídeos (subunidades formadoras de cada molécula de DNA), enquanto que a proteína é formada por no mínimo 20 aminoácidos (subunidades formadoras das proteínas), algumas das quais podem ser modificadas. E mais, cada tipo de célula expressa um diferente modelo de proteínas, que pode mudar a cada momento.

O Dr. Ruedi Aebersold (University of Washington, Seattle, WA, Estados Unidos), acredita que há questões que precisam ser resolvidas, referentes à abundância, à dinâmica e à ativação das proteínas e à sua interação umas com as outras. Segundo ele, ainda não existe uma estratégia ou um experimento que possa responder a todas essas questões.

Já existe um método padrão para se estudar as proteínas - a eletroforese em gel - na qual uma amostra de células é selecionada e preparada, então esta amostra é separada em proteínas individuais (quando são colocadas para correr no gel, sob uma corrente elétrica), por fim, os padrões de proteínas obtidos são comparados, e sua estrutura é estudada pela espectrometria. Mas, segundo o Dr. Robert Burns (Oxford GlycoSciences [OGS], Abingdon, UK), este processo é insuficiente, e precisa ser melhorado para se obter os resultados desejados.

Mas o que poderia ser feito com as informações obtidas do proteoma? O Dr. Hochstrasser acredita que essas informações poderão permitir aos patologistas conhecer o interior das proteínas, e com isso, poderão aperfeiçoar os métodos diagnósticos e prever a evolução das doenças. Ele acredita também, que uma catalogação das proteínas irá permitir uma melhor seleção dos marcadores de doença e objetivar melhor os tratamentos.

Alguns pesquisadores já estão estudando aplicações do proteoma, como o Dr. Celis, que estuda o câncer de bexiga. Ele e seus colaboradores estão estudando marcadores presentes em cerca de 1.500 amostras de tumores. Ele sabe que identificar esses marcadores é apenas o primeiro passo, e que futuramente esses achados serão importantes para o diagnóstico, tratamento e evolução da doença.

Outro pesquisador que está estudando os marcadores de câncer nas células é o Dr. Sam Hanash (University of Michigan, AnnArbor, MI, Estados Unidos). Além dos estudos das proteínas, ele também estuda o RNA, que é a estrutura responsável pela expressão do DNA em proteínas. Ele acredita que pelo fato dessas duas estruturas caminharem juntas, o estudo das duas é complementar.

Outros projetos estão sendo desenvolvidos na procura de marcadores do câncer, sendo que já estão sendo estudados o câncer de fígado, o câncer de intestino, a leucemia e o câncer de mama. Mas o câncer não é a única área que promete crescer com o estudo do proteoma. Um projeto vem sendo desenvolvido pelo Dr. Mike Dunn (do Imperial College Schoool of Medicine, London, UK), em colaboração com o Proteoma Science (Cobham,UK), no qual os pesquisadores estão estudando marcadores relacionados à rejeição do transplante cardíaco.

Conclusão

Em conclusão, fica estabelecida a necessidade da criação de um projeto proteoma em complemento ao projeto Genoma. Mas, segundo o Dr. Hochstrasser, isso não será fácil, pois são mais de 250 tipos de células diferentes no corpo humano, e cada uma delas expressa diferentes subtipos de proteínas, em cada momento, sob determinadas condições. Segundo ele, a complexibilidade é inacreditável. Em fim, ele acredita que em dez anos seja possível obter o proteoma de algumas células específicas, mas a catalogação do proteoma humano completo é impossível de se prever para quando estará pronta.

O ciclo de Krebs

Na década de 1930, foi descoberta uma seqüência cíclica de reações, que se tornou conhecida por ciclo de Krebs (também chamado ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos). Todas as etapas desse ciclo acontecem no interior das mitocôndrias, mais especificamente na matriz mitocondrial.

Esse ciclo remove os átomos de hidrogênio ricos em energia do acetil Co-A. Com a retira dos átomos de hidrogênio, há liberação dos átomos de carbono na forma de CO2, que deixa a célula como o produto estável da respiração aeróbica.

Cada volta do ciclo de Krebs é movimentada por uma molécula de acetil Co-A. As principais etapas são representadas a seguir. Não há nenhum interesse em memorizá-las. São colocadas apenas para que possamos localizar os pontos de maior liberação de energia química.



Inicialmente, a molécula do acetil Co-A se funde a uma molécula de ácido oxalacético. A molécula resultante da fusão, o ácido cítrico, tem seis átomos de carbono. Em algumas etapas dessa seqüência cíclica são perdidos átomos de carbono e átomos de hidrogênio. Os átomos de carbono entram na formação de moléculas de CO2, liberadas pela célula. Os átomos de hidrogênio, ricos em energia, são recolhidos por aceptores. Um deles é o NAD, anteriormente citado. O outro é o FAD (flavina-adenina-dinucleotídeo). Em uma das etapas da seqüência, a energia liberada é suficiente para que uma molécula de ADP se converta em ATP.

Portanto, em cada volta do ciclo de Krebs, são geradas duas moléculas de CO2, uma molécula de ATP, três moléculas de NADH e uma de FADH. Como cada molécula de glicose origina duas moléculas de acetil Co-A, permite que o ciclo de Krebs seja adicionado duas vezes. No total, o ciclo de Krebs produz, por molécula de glicose:

4 moléculas de CO2

2 moléculas de ATP

6 moléculas de NADH

2 moléculas de FADH

As moléculas de CO2 são liberadas pela célula, juntamente com as outras geradas na glicólise, totalizando seis moléculas. As duas moléculas de ATP se tornam disponíveis para serem empregadas nas diversas formas de trabalho celular. As seis moléculas de NADH e as duas de FADH irão levar os átomos de hidrogênio que estão conduzindo para a cadeia respiratória, última etapa da respiração aeróbica.

A respiração celular

As funções celulares (figura 1) dependem de um suprimento de energia que é derivado da quebra de moléculas orgânicas durante o processo de respiração celular. A energia liberada nesse processo é armazenada sob forma de moléculas de adenosina-trifosfato (ATP).


1a. etapa: os carboidratos e lipídeos, principalmente a glicose e os ácidos graxos, são as principais substâncias quebradas para a respiração celular. A glicose é quebrada no citosol em um processo chamado glicólise, onde se forma duas moléculas de ácido pirúvico, liberando uma certa quantidade de energia (quatro moléculas de ATP), produz duas moléculas de NADH2 e consumindo oxigênio.

C6H12O6 Þ 2 C3H4O3
(Glicose) (Ácido pirúvico)

2a. etapa: o ácido pirúvico entra na mitocôndria, e é convertido em acetil-coenzima A por um sistema multienzimático da matriz mitocondrial chamado de piruvato desidrogenase, que então é metabolizada pelo ciclo do ácido cítrico (ciclo de krebs). Nesta etapa, uma quantidade de energia é liberada, tendo uma pequena parte utilizada para converter três NAD+ em três NADH.

No ciclo de Krebs (Figura 2), a acetil CoA sofre uma série de modificações que acaba produzindo ácido oxaloacético, que então recomeça o ciclo. Essas reações liberam duas moléculas de CO2 e produzem três moléculas de NADH e uma molécula de FADH2.

3a. etapa: Depois os elétrons de alta energia percorrem a cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória, que é composto por complexos enzimáticos, onde os elétrons sedem energia e produz 36 mols de ATP por mol de glicose consumida. Este processo é chamado fosforilação oxidativa, e ocorre na membrana interna da mitocôdria.

Metabolismo

O que é Metabolismo

Metabolismo é a soma de processos químicos e físicos que ocorrem dentro de um organismo vivo.

Tipos

O metabolismo divide-se em catabolismo (quebra de uma substância para obter energia) e anabolismo (capacidade que o organismo possui de transformar uma substância em outra que sirva para seu desenvolvimento e reparação).

De organismos unicelulares (formados por uma única célula) a pluricelulares (formados por várias células) ocorrem funções metabólicas.

Funções metabólicas

Um bom exemplo de função metabólica é o processo de respiração celular que ocorre nos organismos aeróbicos, onde a mitocôndria quebra a glicose introduzindo oxigênio no carbono, retirando, assim, sua energia.

SISTEMA NERVOSO

O sistema nervoso, juntamente com o sistema endócrino, capacitam o organismo a perceber as variações do meio (interno e externo), a difundir as modificações que essas variações produzem e a executar as respostas adequadas para que seja mantido o equilíbrio interno do corpo (homeostase). São os sistemas envolvidos na coordenação e regulação das funções corporais.

No sistema nervoso diferenciam-se duas linhagens celulares: os neurônios e as células da glia (ou da neuróglia). Os neurônios são as células responsáveis pela recepção e transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), possibilitando ao organismo a execução de respostas adequadas para a manutenção da homeostase. Para exercerem tais funções, contam com duas propriedades fundamentais: a irritabilidade (também denominada excitabilidade ou responsividade) e a condutibilidade. Irritabilidade é a capacidade que permite a uma célula responder a estímulos, sejam eles internos ou externos. Portanto, irritabilidade não é uma resposta, mas a propriedade que torna a célula apta a responder. Essa propriedade é inerente aos vários tipos celulares do organismo. No entanto, as respostas emitidas pelos tipos celulares distintos também diferem umas das outras. A resposta emitida pelos neurônios assemelha-se a uma corrente elétrica transmitida ao longo de um fio condutor: uma vez excitados pelos estímulos, os neurônios transmitem essa onda de excitação - chamada de impulso nervoso - por toda a sua extensão em grande velocidade e em um curto espaço de tempo. Esse fenômeno deve-se à propriedade de condutibilidade.

Para compreendermos melhor as funções de coordenação e regulação exercidas pelo sistema nervoso, precisamos primeiro conhecer a estrutura básica de um neurônio e como a mensagem nervosa é transmitida.

Um neurônio é uma célula composta de um corpo celular (onde está o núcleo, o citoplasma e o citoesqueleto), e de finos prolongamentos celulares denominados neuritos, que podem ser subdivididos em dendritos e axônios.
Os dendritos são prolongamentos geralmente muito ramificados e que atuam como receptores de estímulos, funcionando portanto, como "antenas" para o neurônio. Os axônios são prolongamentos longos que atuam como condutores dos impulsos nervosos. Os axônios podem se ramificar e essas ramificações são chamadas de colaterais. Todos os axônios têm um início (cone de implantação), um meio (o axônio propriamente dito) e um fim (terminal axonal ou botão terminal). O terminal axonal é o local onde o axônio entra em contato com outros neurônios e/ou outras células e passa a informação (impulso nervoso) para eles. A região de passagem do impulso nervoso de um neurônio para a célula adjacente chama-se sinapse. Às vezes os axônios têm muitas ramificações em suas regiões terminais e cada ramificação forma uma sinapse com outros dendritos ou corpos celulares. Estas ramificações são chamadas coletivamente de arborização terminal.

Os corpos celulares dos neurônios são geralmente encontrados em áreas restritas do sistema nervoso, que formam o Sistema Nervoso Central (SNC), ou nos gânglios nervosos, localizados próximo da coluna vertebral.

Do sistema nervoso central partem os prolongamentos dos neurônios, formando feixes chamados nervos, que constituem o Sistema Nervoso Periférico (SNP).

O axônio está envolvido por um dos tipos celulares seguintes: célula de Schwann (encontrada apenas no SNP) ou oligodendrócito (encontrado apenas no SNC) Em muitos axônios, esses tipos celulares determinam a formação da bainha de mielina - invólucro principalmente lipídico (também possui como constituinte a chamada proteína básica da mielina) que atua como isolante térmico e facilita a transmissão do impulso nervoso. Em axônios mielinizados existem regiões de descontinuidade da bainha de mielina, que acarretam a existência de uma constrição (estrangulamento) denominada nódulo de Ranvier. No caso dos axônios mielinizados envolvidos pelas células de Schwann, a parte celular da bainha de mielina, onde estão o citoplasma e o núcleo desta célula, constitui o chamado neurilema.
A membrana plasmática do neurônio transporta alguns íons ativamente, do líquido extracelular para o interior da fibra, e outros, do interior, de volta ao líquido extracelular. Assim funciona a bomba de sódio e potássio, que bombeia ativamente o sódio para fora, enquanto o potássio é bombeado ativamente para dentro.Porém esse bombeamento não é eqüitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
Somando-se a esse fato, em repouso a membrana da célula nervosa é praticamente impermeável ao sódio, impedindo que esse íon se mova a favor de seu gradiente de concentração (de fora para dentro); porém, é muito permeável ao potássio, que, favorecido pelo gradiente de concentração e pela permeabilidade da membrana, se difunde livremente para o meio extracelular.
Em repouso: canais de sódio fechados. Membrana é praticamente impermeável ao sódio, impedindo sua difusão a favor do gradiente de concentração.

Sódio é bombeado ativamente para fora pela bomba de sódio e potássio.
Como a saída de sódio não é acompanhada pela entrada de potássio na mesma proporção, estabelece-se uma diferença de cargas elétricas entre os meios intra e extracelular: há déficit de cargas positivas dentro da célula e as faces da membrana mantêm-se eletricamente carregadas.

O potencial eletronegativo criado no interior da fibra nervosa devido à bomba de sódio e potássio é chamado potencial de repouso da membrana, ficando o exterior da membrana positivo e o interior negativo. Dizemos, então, que a membrana está polarizada.
Ao ser estimulada, uma pequena região da membrana torna-se permeável ao sódio (abertura dos canais de sódio). Como a concentração desse íon é maior fora do que dentro da célula, o sódio atravessa a membrana no sentido do interior da célula. A entrada de sódio é acompanhada pela pequena saída de potássio. Esta inversão vai sendo transmitida ao longo do axônio, e todo esse processo é denominado onda de despolarização. Os impulsos nervosos ou potenciais de ação são causados pela despolarização da membrana além de um limiar (nível crítico de despolarização que deve ser alcançado para disparar o potencial de ação). Os potenciais de ação assemelham-se em tamanho e duração e não diminuem à medida em que são conduzidos ao longo do axônio, ou seja, são de tamanho e duração fixos. A aplicação de uma despolarização crescente a um neurônio não tem qualquer efeito até que se cruze o limiar e, então, surja o potencial de ação. Por esta razão, diz-se que os potenciais de ação obedecem à "lei do tudo ou nada".
Imediatamente após a onda de despolarização ter-se propagado ao longo da fibra nervosa, o interior da fibra torna-se carregado positivamente, porque um grande número de íons sódio se difundiu para o interior. Essa positividade determina a parada do fluxo de íons sódio para o interior da fibra, fazendo com que a membrana se torne novamente impermeável a esses íons. Por outro lado, a membrana torna-se ainda mais permeável ao potássio, que migra para o meio interno. Devido à alta concentração desse íon no interior, muitos íons se difundem, então, para o lado de fora. Isso cria novamente eletronegatividade no interior da membrana e positividade no exterior – processo chamado repolarização, pelo qual se reestabelece a polaridade normal da membrana. A repolarização normalmente se inicia no mesmo ponto onde se originou a despolarização, propagando-se ao longo da fibra. Após a repolarização, a bomba de sódio bombeia novamente os íons sódio para o exterior da membrana, criando um déficit extra de cargas positivas no interior da membrana, que se torna temporariamente mais negativo do que o normal. A eletronegatividade excessiva no interior atrai íons potássio de volta para o interior (por difusão e por transporte ativo). Assim, o processo traz as diferenças iônicas de volta aos seus níveis originais.




Para transferir informação de um ponto para outro no sistema nervoso, é necessário que o potencial de ação, uma vez gerado, seja conduzido ao longo do axônio. Um potencial de ação iniciado em uma extremidade de um axônio apenas se propaga em uma direção, não retornando pelo caminho já percorrido. Conseqüentemente, os potenciais de ação são unidirecionais - ao que chamamos condução ortodrômica. Uma vez que a membrana axonal é excitável ao longo de toda sua extensão, o potencial de ação se propagará sem decaimento. A velocidade com a qual o potencial de ação se propaga ao longo do axônio depende de quão longe a despolarização é projetada à frente do potencial de ação, o que, por sua vez, depende de certas características físicas do axônio: a velocidade de condução do potencial de ação aumenta com o diâmetro axonal. Axônios com menor diâmetro necessitam de uma maior despolarização para alcançar o limiar do potencial de ação. Nesses de axônios, presença de bainha de mielina acelera a velocidade da condução do impulso nervoso. Nas regiões dos nódulos de Ranvier, a onda de despolarização "salta" diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo em toda a extensão da região mielinizada (a mielina é isolante). Fala-se em condução saltatória e com isso há um considerável aumento da velocidade do impulso nervoso.



O percurso do impulso nervoso no neurônio é sempre no sentido dendrito è corpo celular è axônio.

Proteínas

Conceito: são compostos orgânicos de alto peso molecular, são formadas pelo encadeamento de aminoácidos. Representam cerca do 50 a 80% do peso seco da célula sendo, portanto, o composto orgânico mais abundante de matéria viva.

Observações:
- Pode-se dizer que as proteínas são polímeros de aminoácidos o que em suas moléculas existem ligações peptídicas em número igual no número de aminoácidos presentes menos um.

- Pode-se dizer, também, que os aminoácidos são monômeros dos peptídeos e das proteínas.

- Polímeros são macromoléculas formadas pela união de várias moléculas menores denominadas monômeros.

Nota - Uma molécula protéica contém desde algumas dezenas até mais de 1.000 aminoácidos. 0 peso molecular vai de 10.000 a 2.800.000. A molécula de hemoglobina, por exemplo, é formada por 574 aminoácidos e tem peso molecular de 68.000. Justifica-se, assim, o fato de as moléculas protéicas estarem incluídas entre as macromoléculas.

Classificação: pode-se classificar as proteínas em três grupos:.

- Proteínas simples - São também denominadas de homoproteínas e são constituídas, exclusivamente por aminoácidos. Em outras palavras, fornecem exclusivamente uma mistura de aminoácidos por hidrólise. Pode-se mencionar como exemplo:

As Albuminas
- São as de menor peso molecular
- São encontradas nos animais e vegetais.
- São solúveis na água.
Exemplos: albumina do plasma sangüíneo e da clara do ovo.

As Globulinas
- Possuem um peso molecular um pouco mais elevado.
- São encontradas nos animais e vegetais
- São solúveis em água salgada.
Exemplos: anticorpos e fibrinogênio.

As Escleroproteínas ou proteínas fibrosas
- Possuem peso molecular muito elevado.
- São exclusivas dos animais.
- São insolúveis na maioria dos solventes orgânicos.
Exemplos: colágeno, elastina e queratina.

Proteínas Conjugadas
- São também denominadas heteroproteínas. As proteínas conjugadas são constituídas por aminoácidos mais outro componente não-protéico, chamado grupo prostético. Dependendo do grupo prostético,

Proteínas Derivadas
As proteínas derivadas formam-se a partir de outras por desnaturação ou hidrólise. Pode-se citar como exemplos desse tipo de proteínas as proteoses e as peptonas, formadas durante a digestão.

Observação: na ordem crescente de grandeza molecular tem-se:



Características:

Natureza macromolecular
- Possuem um tamanho compreendido entre 0,001 a 0,2 mm (mm = micrômetro) de diâmetro formando, na água, uma solução coloidal.

Natureza anfótera
Constituem, pois, o melhor Sistema Tampão do organismo.

Estrutura: os níveis de organização Molecular de uma proteína são:
Primário - representado peIa seqüência de aminoácidos unidos através das ligações peptídicas.

Secundário - representado por dobras na cadeia (a - hélice), que são estabilizadas por pontes de hidrogênio.

Terciário - ocorre quando a proteína sofre um maior grau de enrolamento e surgem, então, as pontes de dissulfeto para estabilizar este enrolamento.

Quaternário - ocorre quando quatro cadeias polipeptídicas se associam através de pontes de hidrogênio, como ocorre na formação da molécula da hemoglobina (tetrâmero).
Veja as figuras a seguir, que mostram a representação esquemática dos três níveis de organização molecular de uma proteína:


Nota - A forma das proteínas é um fator muito importante em sua atividade, pois se ela é alterada, a proteína torna-se inativa. Esse processo de alteração da forma da proteína é denominado desnaturação, podendo ser provocado por altas temperaturas, alterações de pH e outros fatores.


A desnaturação é um processo, geralmente irreversível, que consiste na quebra das estruturas secundária e terciária de uma proteína.

Nota - uma proteína difere de outra:
1) Pelo número de aminoácidos: uma proteína A é formada por 610 aminoácidos de determinados tipos e ordenados numa certa seqüência. Uma proteína B é formada pelos mesmos tipos de aminoácidos, na mesma seqüência, mas em número de 611. A proteína B será diferente da A apenas por conter uma unidade a mais.

2) Pelo tipo de aminoácidos: uma proteína C apresenta, num certo trecho de sua molécula, aminoácidos corno valina, glicina, leucina, triptofano, treonina, alanina e arginina. Uma proteína D, formada pelo mesmo número de aminoácidos e na mesma seqüência que a proteína C, apresenta nesse trecho os aminoácidos valina, glicina, isoleucina, triptofano, treonina, alanina e arginina. Apenas pelo fato de na proteína C haver leucina no trecho de molécula considerado, as proteínas C o D são diferentes.

3) Pela seqüência dos aminoácidos: uma proteína E é formada, em determinado trecho de sua molécula, pelos aminoácidos cisteína, serina, metionina, leucina, histidina e lisina. Uma proteína F é formada pelos mesmos aminciácidos, mas, no tracho em exame, há uma inversão na posição de dois deles; cisteína, metionina, serina, leucina, hístidina e lisina. Por causa disso, as proteínas E e F são diferentes.

4) Pelo formato da molécula: as moléculas protéicas assumem determinados formatos é, quando os formatos de duas moléculas são diferentes, elas também o são.
Conclui-se, então, que podendo repetir-se à vontade os 20 tipos de aminoácidos e, ainda, combinando-se de várias formas a partir das diferenças que acabamos de examinar, uma célula pode produzir muitas proteínas diferentes. Imagina-se, então, quantas proteínas podem ser produzidas por todos os seres vivos.

FUNÇÕES
.
Funções: as proteínas podem ser agrupadas em várias categorias de acordo com a sua função. De uma maneira geral, as proteínas desempenham nos seres vivos as seguintes funções: estrutural, enzimática, hormonal, de defesa, nutritivo, coagulação sangüínea e transporte.

Função estrutural - participam da estrutura dos tecidos.
Exemplos:
- Colágeno: proteína de alta resistência, encontrada na pele, nas cartilagens, nos ossos e tendões.

- Actina o Miosina: proteínas contráteis, abundantes nos músculos, onde participam do mecanismo da contração muscular,

- Queratina: proteína impermeabilizante encontrada na pele, no cabelo e nas unhas, Evita a dessecação, a que contribui para a adaptação do animal à vida terrestre.

- Albumina: proteína mais abundante do sangue, relacionada com a regulação osmótica e com a viscosidade do plasma (porção líquida do sangue),

Função enzimática - toda enzima é uma proteína. As enzimas são fundamentais como moléculas reguladoras das reações biológicas. Dentre as proteínas com função enzimática podemos citar, como exemplo, as lipases - enzimas que transformam os lipídios em sua unidades constituintes, como os ácidos graxos e glicerol.

Função hormonal - muitos hormônios de nosso organismo são de natureza protéica. Resumidamente, podemos caracterizar os hormônios como substãncias elaboradas pelas glândulas endócrinas e que, uma vez lançadas no sangue, vão estimular ou inibir a atividade de certos órgãos. É o caso do insulina, hormônio produzido no pâncreas e que se relaciona com e manutenção da glicemia (taxa de glicose no sangue).

Função de defesa - existem células no organismo capazes de "reconhecer" proteínas "estranhas" que são chamadas de antígenos. Na presença dos antígenos o organismo produz proteínas de defesa, denominados anticorpos. 0 anticorpo combina-se, quimicamente, com o antígeno, do maneira a neutralizar seu efeito. A reação antígeno-anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação.
Os anticorpos são produzidos por certas células de corpo (como os linfócitos, um dos tipos de glóbulo branco do sangue). São proteínas denominadas gamaglobulinas.

Função nutritiva - as proteínas servem como fontes de aminoácidos, incluindo os essenciais requeridos pelo homem e outros animais. Esses aminoácidos podem, ainda, ser oxidados como fonte de energia no mecanismo respiratório. Nos ovos de muitos animais (como os das aves) o vitelo, material que se presta à nutrição do embrião, é particularmente rico em proteínas.

Coagulação sangüínea - vários são os fatores da coagulação que possuem natureza protéica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílica, etc...

Transporte - pode-se citar como exemplo a hemoglobina, proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.

Evolução

Como surgiu a vida no ambiente terrestre?
E como ela evoluiu? Para responder a essas duas questões, pode-se recorrer a argumentos científicos ou não. Ainda é comum a crença segundo a qual a vida teria sido originada e evoluiu a partir da ação de um Criador. Por outro lado, existem muitas evidências científicas, muitas delas apoiadas por procedimentos experimentais, de que a vida surgiu e evoluiu de maneira lenta e progressiva, com a participação ativa de inúmeras substâncias e reações químicas, de processos bioenergéticos e, claro, com a participação constante do ambiente. O estudo científico da origem da vida e da evolução biológica, esta unificadora das diversas áreas biológicas, é um dos mais fascinantes desafios da Biologia atual.
BIG BANG: A formação do Universo


Os cientistas supõem que, há cerca de 10 a 20 bilhões de anos, uma massa compacta de matéria explodiu – o chamado Bing Bang -, espalhando seus inúmeros fragmentos que se movem até hoje pelo Universo. Acreditam, esses cientistas, que os fragmentos se deslocam continuamente e, por isso, o Universo estaria em contínua expansão.

À medida que esses fragmentos se tornaram mais frios, os átomos de diversos elementos químicos, especialmente hidrogênio e hélio, teriam sido formados.

O Sol teria se formado por volta de 5 a 10 bilhões de anos atrás. O material que o formava teria sofrido compressões devido à força de atração gravitacional, e ele teria entrado em ignição, liberando grande quantidade de calor. Com isso, outros elementos, derivados do hélio e do hidrogênio, teriam se formado. Da fusão de elementos liberados pelo Sol, com grande quantidade de poeira e gases, teria se originado inúmeros planetas, entre eles a Terra.
Atualmente, há duas correntes de pensamento entre os cientistas com relação à origem da vida na Terra: uma que teria surgido a partir de outros planetas (panspermia), e outra, que teria se desenvolvido gradativamente em um longo processo de mudança, seleção e evolução.

Geração espontânea ou abiogênese

Até meados do século XIX os cientistas acreditavam que os seres vivos eram gerados espontaneamente do corpo de cadáveres em decomposição; que rãs, cobras e crocodilos eram gerados a partir do lodo dos rios.

Essa interpretação sobre a origem dos seres vivos ficou conhecida como hipótese da geração espontânea ou da abiogênese (a= prefixo de negação, bio = vida, genesis = origem; origem da vida a partir da matéria bruta).

Pesquisadores passaram, então, a contestar a hipótese de geração espontânea, apresentando argumentos favoráveis à outra hipótese, a da biogênese, segundo a qual todos os seres vivos originam-se de outros seres vivos preexistentes.


Biogênese versus abiogênese



Os experimentos de Redi

Em 1668, Francesco Redi (1626 -1697) investigou a suposta origem de vermes em corpos em decomposição. Ele observou que moscas são atraídas pelos corpos em decomposição e neles colocam seus ovos. Desse ovos surgem as larvas, que se transformam em moscas adultas. Como as larvas são vermiformes, os “vermes” que ocorrem nos cadáveres em decomposição nada mais seriam que larvas de moscas. Redi concluiu, então, que essas larvas não surgem espontaneamente a partir da decomposição de cadáveres, mas são resultantes da eclosão dos ovos postos por moscas atraídas pelo corpo em decomposição.

Para testar a sua hipótese, Redi realizou o seguinte experimento: colocou pedaços de carne crua dentro de frascos, deixando alguns cobertos com gase e outros completamente abertos. De acordo com a hipótese da abiogênese, deveriam surgir vermes ou mesmo mosca nascidos da decomposição da própria carne. Isso, entretanto, não aconteceu. Nos frascos mantidos abertos verificaram-se ovos, larvas e moscas sobre a carne, mas nos frascos cobertos gaze nenhuma dessas formas foi encontrada sobre a carne. Esse experimento confirmou a hipótese de Redi e comprovou que não havia geração espontânea de vermes a partir de corpos em decomposição.

Os experimentos de Redi conseguiram reforçar a hipótese da biogênese até a descoberta dos seres microscópicos, quando uma parte dos cientistas passou novamente a considerar a hipótese da abiogênese para explicar a origem desses seres. Segundo esses cientistas, os microorganismos surgem espontaneamente em todos os lugares, independentemente da presença de outro ser vivo. Já outro grupo de pesquisadores não aceitava essas explicações. Para eles os microorganismos somente surgiam a apartir de “sementes” presentes no ar, na água ou no solo. Essas “sementes”, ao encontrarem locais adequados, proliferavam (interpretação coerente com a hipótese da biogênese).



Os experimentos de Needham e Spallanzani



Em 1745, o cientísta inglês John T. Needham (1713-1781) realizou vários experimentos em que submetia à fervura frascos contendo substancias nutritivas. Após a fervura, fechava os frascos com rolhas e deixava-os em repouso por alguns dias. Depois ao examinar essas soluções ao microscópio, Needham observava a presença de microorganismos.

A explicação que ele deu a seus resultados foi de que os microorganismos teriam surgido por geração espontânea. Ele dizia que a solução nutritiva continha uma “força vital” responsável pelo surgimento das forças vivas.
Os experimentos de Pasteur

Somente por volta de 1860, com os experimentos realizados por Louis Pasteur (1822 – 1895), conseguiu-se comprovar definitivamente que os microorganismos surgem a partir de outros preexistentes.

ausência de microrganismos nos frascos do tipo “pescoço de cisne” mantidos intactos e a presença deles nos frascos cujo “pescoço” havia sido quebrado mostram que o ar contém microorganismos e que estes, ao entrarem em contato com o líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se. No balão intacto, esses microorganismos não conseguem chegar até o líquido nutritivo e estéril, pois ficam retidos no “filtro” formado pelas gotículas de água surgidas no pescoço do balão durante o resfriamento. Já nos frascos em que o pescoço é quebrado, esse “filtro” deixa de existir, e os micróbios presentes no ar podem entrar em contato com o líquido nutritivo, onde encontram condições adequadas para seu desenvolvimento e proliferam.

A hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita universalmente pelos cientistas.
A hipótese de Oparin e Haldane

Trabalhando independentemente, o cientista russo Aleksander I. Oparin (1894-1980) e o cientista inglês John Burdon S. Haldane (1892 – 1964) propuseram na década de 1920, hipóteses semelhantes sobre como a vida teria se originado na Terra. Apesar de existirem pequenas diferenças entre as hipóteses desses cientistas, basicamente eles propuseram que os primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias inorgânicas.
Vamos, de modo simplificado, apresentar uma síntese de dessas idéias: as condições da Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito freqüentes, liberando grande quantidade de gases e de partículas para a atmosfera.

Esses gases e partículas ficaram retidos por ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera primitiva.

Embora não exista um consenso sobre a composição da atmosfera primitiva, foi proposto no início que, provavelmente, era formada por metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O). Não havia gás oxigênio (O2) ou ele estava presente em baixíssima concentração; por isso se fala em ambiente redutor, isto é, não oxidante. Nessa época, a Terra estava passando por um processo de resfriamento, que permitiu o acúmulo de água nas depressões da sua costa, formando os mares primitivos.

As descargas elétricas e as radiações eram intensas e teriam fornecido energia para que algumas moléculas presentes na atmosfera se unissem, dando origem a moléculas maiores e mais complexas: as primeiras moléculas orgânicas. É importante lembrar que na atmosfera daquela época, diferentemente do que ocorre hoje, não havia o escudo de ozônio (O3) contra as radiações, especialmente a ultravioleta, que, assim, atingiam a Terra com grande intensidade.

As moléculas orgânicas formadas eram arrastadas pelas águas das chuvas e passavam a se acumular nos mares primitivos, que eram quentes e rasos. Esse processo, repetindo-se ao longo de muitos anos, teria transformado os mares primitivos em verdadeiras “sopas nutritivas”, ricas em matéria orgânica. Essas moléculas orgânicas poderia ter-se agregado, formando coacervados, nome derivado do latim coacervare, que significa formar grupos. No caso, o sentido de coacervados é o de conjunto de moléculas orgânicas reunidas em grupos envoltos por moléculas de água.

Esses coacervados não eram seres vivos, mas uma primitiva organização das substâncias orgânicas em um sistema semi-isolado do meio, podendo trocar substâncias com o meio externo e havendo possibilidade de ocorrerem inúmeras reações químicas em seu interior.

Não se sabe como a primeira célula surgiu, mas pode-se supor que, se foi possível o surgimento de um sistema organizado como os coacervados, podem ter surgido sistemas equivalentes, envoltos por uma membrana formada por lipídios e proteínas e contendo em seu interior a molécula de ácido nucléico. Com a presença do ácido nucléico, essas formas teriam adquirido a capacidade de reprodução e regulação das reações internas.

Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos que, apesar de muito primitivos, eram capazes de se reproduzir, dando origem a outros seres semelhantes a eles.