Cartoon sobre ácidos gordos ómega-3

Desoxirribose

A desoxirribose é o açúcar constituinte dos ácidos nucleicos (DNA). Esta pentose, apresentando, portanto, cinco carbonos, é um elemento fundamental na estrutura dos nucleótidos e, consequentemente, crucial para a formação da mais ínfima unidade estrutural que constitui os seres vivos, de um ponto de vista genético.

Composição
Como já referido, a desoxirribose é formada por cinco carbonos em estrutura cíclica, tendo como fórmula química C5H10O4, diferindo da ribose pela falta de um átomo de oxigénio no carbono 2’ (que se sabe conferir ao DNA uma grande estabilidade termodinâmica, importante para a preservação da integridade dos cromossomas a todos os níveis da estrutura sendo, assim, o DNA quimicamente muito mais estável do que o RNA), justificando assim o prefixo “desoxi-“, no entanto, ambas as pentoses se encontram na forma de β-furanose e entre os carbonos, as ligações são covalentes simples.

Integração da desoxirribose na molécula de DNA e na cadeia polinucleotídica

A molécula de DNA tem como constituintes, um grupo fosfato, a base azotada e uma pentose. O grupo fosfato liga-se à desoxirribose através da sua esterificação com o carbono 5’. As bases azotadas, que se dividem em purinas (adeninas e guaninas) e pirimidinas (timinas e citosinas), ligam-se à pentose através da formação de uma ligação N-glicosídica entre o N-1, no caso das pirimidinas, e o N-9, no caso das purinas. Em ambos os casos ligam-se ao C-1’ da pentose, levando à formação de uma molécula de água. A ligação dos nucleótidos entre si envolve também a desoxirribose, ocorrendo assim a formação de uma ligação fosfodiéster entre o grupo 5’- hidroxilo de um nucleótido e o grupo 3’-hidroxilo do seguinte. Este processo repete-se formando a cadeia polinucleotídica.

Função da desoxirribose no DNA

A desoxirribose é um elemento que, no DNA, não contribui para a informação genética que este contém, no entanto, é absolutamente indispensável para a sua estabilidade e funcionalidade uma vez que é este açúcar que confere a estrutura e serve como molde e esqueleto do DNA, garantindo assim a sua integridade estrutural durante os vários processos celulares.

Trabalho realizado por:

Gonçalo Ribeiro
Isabel Bettencourt
Leonardo Mendes
Luís Lima 
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Mapa metabólico sobre a síntese da espermina e da espermidina

Hidratos de carbono – polissacarídeos

Os polissacarídeos são hidratos de carbono compostos por mais do que 10 monossacarídeos. Ou seja, são hidratos de carbono grandes, muitas vezes com estruturas complexas. Todos os resíduos de monossacarídeo que entram na sua composição estão ligados por ligações glicosídicas (podes ler mais sobre este tipo de ligações aqui).

São normalmente pouco solúveis ou mesmo insolúveis, devido à sua estrutura altamente estabilizada por interações intramoleculares. Do ponto de vista de comportamento redutor, como são moléculas grandes, normalmente não se fala em açúcar redutor, mas sim em extremidade redutora. Sendo assim, a extremidade que tiver o carbono anomérico livre (não envolvido numa ligação glicosídica) é considerada a extremidade redutora e a extremidade (ou extremidades) que apresentarem o carbono anomérico terminal envolvido numa ligação glicosídica, é chamada de extremidade não redutora.

Do ponto de vista estrutural, os polissacarídeos podem ser lineares ou ramificados, sendo que essa característica é muito importante, como é óbvio, para a sua função. O tipo de ligação glicosídica também muito variável, podendo ser do tipo alfa ou beta, e envolver diferentes carbonos dos dois monossacarídeos envolvidos. Além disso, podem ser classificados como homopolissacarídeos ou heteropolissacarídeos. Os primeiros são formados por um único tipo de monossacarídeo, enquanto os segundos apresentam pelo menos dois tipos de monossacarídeos diferentes na sua composição.
Do ponto de vista de função, há a destacar dois grandes grupos: os polissacarídeos de reserva, dos quais fazem parte o amido (vegetal) e o glicogénio (animal), por exemplo; e os polissacarídeos estruturais, que incluem a celulose (parede celular das células vegetais), peptidoglicano (parede celular das bactérias) ou glicosaminoglicanos, por exemplo.

Cartoon sobre organelos

Cortisol

O cortisol é uma hormona esteroide (lípido)  pertencente ao grupo dos glicocorticóides naturais. É produzida no córtex das glândulas suprarrenais e é lançada e transportada na corrente sanguínea com o auxílio de proteínas transportadoras como as transcortinas e as albuminas. Esta hormona possui inúmeras funções no nosso organismo e a sua forma sintética, a hidrocortisona, é comumente utilizada na farmacologia como anti-inflamatório no combate às alergias, artrite reumatóide e em alguns tipos de cancro. Esta hormona permite estabilização/manutenção da pressão sanguínea, contribui para a função imunológica e para os processos anti-inflamatórios do corpo. 

A quantidade de cortisol libertado pelas glândulas supra-renais é regulada pela hipófise, através de um mecanismo de feedback negativo. Para além de todas estas funções, o cortisol regula os níveis de stress do corpo humano e regula o nosso metabolismo.
Para além do cortisol presente no sangue, existe uma pequena porção desta hormona livre no citoplasma que contribui para influenciar a fisiologia celular, isto é, devido à sua natureza hidrofóbica, o cortisol livre atravessa passivamente para o interior da membrana plasmática das células e é captado por recetores intracelulares, formando um complexo recetor-cortisol que lhe possibilita duas vias distintas. O complexo recetor-cortisol pode, posteriormente, entrar no núcleo celular e aí ligar-se a regiões promotoras específicas, determinando uma expressão genética. Este mecanismo é chamado de ativação génica indireta, uma vez que o cortisol é hidrossolúvel e o seu recetor é uma proteína  transmembranar, o que leva à necessidade de um intermediário celular que irá atuar no DNA. O complexo recetor-cortisol poderá também desativar certas proteínas que ativam a transcrição, sendo esta a via da transrepressão.
Os níveis de cortisol no sangue variam durante o dia porque estão relacionados com a atividade diária e com os níveis de serotonina, a qual é responsável pela sensação de prazer e de bem-estar e pelos níveis de stress. Assim, os níveis de cortisol basal no sangue, geralmente, são maiores ao acordar, e vão diminuindo ao longo do dia, sendo que, em pessoas que trabalham à noite os níveis invertem-se. O cortisol alto no sangue pode originar sintomas como perda de massa muscular, aumento de peso, diminuição de testosterona ou ser indicativo de problemas como a Síndrome de Cushing. Já o cortisol baixo pode originar sintomas de depressão, cansaço, fraqueza ou ser também indicativo de doenças como a Doença de Addison.

Trabalho realizado por:
Ana Luísa Espírito Santo
Bárbara Martins
Margarida Pacheco
Maria Carolina Mota.

Mapa metabólico sobre a ativação da PKC pelas proteínas G

Via das pentoses fosfato – considerações gerais

A via das pentoses fosfato, também chamada de via do gluconato, é uma via metabólica que ocorre no citosol. Trata-se de uma via catabólica que utiliza glucose como substrato mas que não tem como objetivo a obtenção de energia química sob a forma de ATP. O facto de não originar energia química não significa que não é uma via catabólica, pois existem outras formas de obter energia que não passam obrigatoriamente pela energia química “tradicional”, ou seja, os nucleótidos trifosfato. Convém não esquecer que o catabolismo é um processo oxidativo, que permite a obtenção de energia sob a forma de transportadores eletrónicos na forma reduzida (os mais conhecidos são o NADH, FADH2 e NADPH). Além disso, não é por não originar ATP que a via das pentoses fosfato não é muito importante, pois no fígado, por exemplo, que é um órgão com um metabolismo muito ativo, em média 1/3 da glucose utilizada é processada através desta via metabólica.
Os principais produtos da via das pentoses fosfato são a ribose-5-fosfato (daí a via ser chamada de via das pentoses fosfato) e o NADPH. A primeira molécula é essencialmente importante para a síntese de nucleótidos e desorribonucleótidos, pois a desoxirribose é produzida a partir da ribose. Neste contexto, é importante destacar que a única fonte de ribose no nosso organismo é mesmo a via das pentoses! Quanto ao NADPH, é particularmente importante para as vias anabólicas e, em mais detalhe, para o anabolismo dos lípidos (ácidos gordos e colesterol). Além disso, é também muito importante como defesa antioxidante indireta (em breve irei escrever um post sobre este assunto). No caso do NADPH, apesar de a via das pentoses não ser a única forma de as nossas células o obterem, essa é, de longe a principal forma.
Uma vez que os principais produtos da via das pentoses são a ribose e o NADPH, trata-se de uma via metabólica muito importante em células que necessitam de grandes quantidades de nucleótidos (células em proliferação ou células que têm grandes necessidades de energia e, por isso, precisam de grandes quantidades de nucleótidos, por exemplo) e em células com elevada síntese lipídica.
Uma das principais características da via das pentoses fosfato é o facto de estar dividida em duas partes, a parte oxidativa e a parte não oxidativa. A parte oxidativa é irreversível, e serve essencialmente para se produzir 1 molécula de ribose-5-fosfato e 2 moléculas de NADPH a partir de 1 glucose. A parte não oxidativa é reversível e, por isso, pode ocorrer nos 2 sentidos. No sentido direto serve para converter a ribose em frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato (intermediários da glicólise e da gluconeogénese), enquanto que no sentido inverso serve para se produzir ribose a partir dessas moléculas.

As duas partes da via das pentoses fosfato são independentes uma da outra, ou seja, pode ocorrer apenas uma delas ou ambas. Além disso, como a parte não oxidativa é reversível, pode funcionar nos dois sentidos. Somando isto tudo, existem 3 formas diferentes da via das pentoses estar a funcionar nas nossas células (em breve irei escrever um post com informação mais detalhada sobre esse assunto…). Em última instância, o que vai determinar de que forma é que a via das pentoses fosfato funciona num determinado momento são as necessidades da célula obter NADPH, ribose-5-fosfato e ATP (apesar da via das pentoses fosfato não originar ATP, consome combustível metabólico, pelo que o direcionamento da glucose para esta via estará sempre condicionado pelas necessidades energéticas da célula).

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Cartoon sobre ácido sulfúrico

Colesterol

Os lípidos são um grupo de compostos químicos orgânicos, que possui uma classe de compostos com estrutura bastante variada, que apresentam características gerais como a alta solubilidade em solventes orgânicos (solventes apolares) e insolubilidade em água ou etanol (solventes polares). Existem vários tipo de moléculas diferentes que pertecem à classe dos lípidos, porém todas possuem mais ligações carbono-hidrogénio. A maioria tem poucos heteroatomos, são pobres em dipolos localizados e o carbono e hidrogênio possuem electronegatividade semelhante.
Os lípidos podem dividir-se em três classes estruturais havendo, deste modo, lípidos simples, lípidos complexos e percursores e derivado lipídicos - dentro dos quais podem ser Ácidos Gordos, Glicerol e Esteróides. Servem como reservas de energia, entre outras funções.
Os lípidos esteróis estão presentes nas membranas da maioria das células eucarióticas e caracterizase por ter um núcleo esteróide, -quase plano e relativamente rígido - constituído por 4 anéis fundidos entre si (3 com 6 átomos de carbono;1 com 5)- que impedem a rotação em torno de ligações C-C. O principal desta classe é o Colesterol, presente nos tecidos animais e alguns semelhantes em eucariotas. O Colesterol é anfipático e apresenta um grupo hidroxilo no carbono 3 (cabeça polar), quase tão longa na sua forma estendida como um ácido gordo com 16 carbonos. Tem um corpo hidrocarbonado não polar, com núcleo esteróide e cadeia lateral hidrocarbonada no carbono 17. No organismo humano é transportado por lipoproteinas plasmáticas, geralmente ligadas a ácidos gordos insaturados como o ácido linoléico, formando os ésteres de colesterol - forma pela qual também pode ser armazenado nas células. Apesar de desempenhar funções essenciais, de servir de precursor à síntese de outros esteróides, incluindo hormonas esteródes, sais biliares e vitamin D, também é conhecido pela sua associação com a aterosclerose, por obstruir o fluxo sanguíneo.
As Lipoproteínas podem ser classificadas quanto à natureza e à quantidade de lípidos e proteinas. Destacando-se as “Quilomícrons” - partículas de maior dimensões, que transportam as gorduras alimentares e o colesterol para os músculos e para o tecido adiposo; “VLDL”- sintetizadas pelo fígado e transportam triglicerídeos para músculos e tecido adiposo. Quanto mais triglicerídeos perdem, mais colesterol coletam e tornam-se “LDL”- maioria do colesterol que circula no sangue. São pequenas e densas o suficiente para atravessar os vasos sanguíneos e ligarem-se às membranas das células dos tecidos e, por esta razão, são as responsáveis por altos índices de doenças cardiovasculares e aterosclerose. Por sua vez. as “HDL” são responsáveis pelo transporte reverso do colesterol, transportando o excesso de volta ao fígado. Responsável por baixos indices de doenças cardiovasculares, sendo que valores altos não representam risco maior em termos de diagnóstico. Existem medicamentos, do grupo das estatinas, que revertem valores de LDL e aumentam HDL, pela inibição da enzima HMG-coA redutase - responsável pela produção de colesterol, no fígado - em indivíduos com valores alterados.

Trabalho realizado por:
Ana Alves
António Ferreira
Carolina Loureiro
Guilherme Esteves
Solange da Costa

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Mapa metabólico sobre as proteínas de superfície nos neutrofilos

Stress oxidativo – principais defesas antioxidantes não-enzimáticas

Além das nossas defesas antioxidantes enzimáticas (sobre asquais escrevi este post), também temos várias moléculas que, apesar de não serem enzimas, nos protegem contra o stress oxidativo.

Glutationa (GSH):

A glutationa é uma molécula formada a partir de 3 aminoácidos diferentes, a glicina, o glutamato e a cisteína. Este último aminoácido é o mais importante para o papel da glutationa como defesa antioxidante, mais concretamente, é o grupo tiol que existe na cadeia lateral da cisteína que confere propriedades antioxidantes (por isso é que muitas vezes se representa a glutationa com GSH). De uma maneira geral, a glutationa vai reagir com peróxidos ou com radicais livres, impedindo que estes causem oxidação das nossas biomoléculas. Como consequência, a glutationa vi sofrer oxidação. Quando tal acontece, uma glutationa oxidada reage com outra glutationa oxidada, formando um dímero (GSSG). Este dímero é não funcional do ponto de vista de defesa antioxidante, pelo que, para voltar a ser funcional, temn que sofrer redução, um processo que requer NADPH. A glutationa é uma das nossas principais defesas antioxidantes, sendo particularmente importante para os glóbulos vermelhos.

Vitamina E:

O nome vitamina E é, na realidade, um nome coletivo, que designa um conjunto de moléculas chamadas tocoferóis. Os tocoferóis são moléculas maioritariamente compostas por carbonos e hidrogénios, ou seja, são moléculas hidrofóbicas. Devido a isso, tendem a acumular-se nas membranas e nos depósitos de gordura. Apresentam na sua estrutura várias ligações duplas, que têm a capacidade de acomodar de forma mais ou menos estável eletrões desemparelhados. Portanto, reagem com radicais livres, transformando-se elas em radicais livres muito mais estáveis e, por isso, menos reativos. A vitamina E é a nossa principal defesa antioxidante membranar, sendo fundamental para manter a integridade da bicamada fosfolipídica e, consequentemente, a integridade das células.

Vitamina C:

A vitamina C é uma molécula chamada de ácido ascórbico. É uma vitamina hidrossolúvel, que além de ser muito importante para a síntese do colagénio, é também uma excelente defesa antioxidante. Tal como acontece com a vitamina E, também a vitamina C tem a capacidade de reagir com as espécies reativas de oxigénio, neutralizando-as e impedindo, dessa forma, que destruam algumas das nossas biomoléculas. No entanto, neste caso trata-se de uma defesa antioxidante solúvel em água, uma das principais do plasma e do meio extracelular.

Ácido úrico:

O ácido úrico é o produto final da degradação das bases azotadas purínicas, sendo, por isso, considerado um “resíduo metabólico” que é excretado na urina. No entanto, enquanto não é excretado o ácido úrico desempenha um papel muito importante como defesa antioxidante no nosso plasma. É mais um exemplo notável de como é possível tirar partido de um resíduo metabólico enquanto o mesmo permanece no nosso corpo.

Bilirrubina:

A bilirrubina é o produto final da degradação do grupo heme. Tal como acontece com o ácido ascórbico, apesar de ser um “resíduo metabólico”, tem propriedades antioxidantes. Neste caso trata-se de uma molécula essencialmente hidrofóbica pelo que, antes de ser excretada através da bílis, defende as membranas biológicas contra espécies reativas de oxigénio.