Definição hidrofílica
Uma molécula ou substância hidrofílica é atraída pela água. A água é uma molécula polar que atua como solvente, dissolvendo outras substâncias polares e hidrofílicas. Na biologia, muitas substâncias são hidrofílicas, o que lhes permite serem dispersas por uma célula ou organismo. Todas as células usam água como solvente que cria a solução conhecida como citosol. O citosol contém muitas substâncias, a maioria das quais é hidrofílica em pelo menos parte da molécula. Isso garante que isso possa ser transportado sobre a célula facilmente. Substâncias que são hidrofóbicas ou repelem a água são frequentemente transportadas através e entre células com proteínas ou estruturas hidrofílicas ligadas para ajudar em sua dispersão.
Substâncias hidrofílicas difundem -se na água, o que significa que elas passam de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. Isso é causado pela atração de moléculas de água para as moléculas hidrofílicas. Em áreas de alta concentração das moléculas, a água se move e afasta as moléculas. As moléculas são então distribuídas a áreas de baixa concentração, onde mais moléculas de água podem interagir. A difusão é uma propriedade muito importante da maioria das substâncias hidrofílicas para os organismos vivos. A difusão permite que eles distribuam substâncias com pouca ou nenhuma energia da parte deles.
Exemplos de hidrofílico
Açúcar
O açúcar, ou mais especificamente glicose, é uma molécula que muitos tipos de células usam como fonte de energia. Uma molécula de glicose possui porções hidrofóbicas e hidrofílicas. A figura abaixo mostra uma molécula de glicose. As bolas pretas são átomos de carbono, as bolas vermelhas são átomos de oxigênio e as bolas brancas são átomos de hidrogênio. As ligações entre átomos de carbono compartilham elétrons igualmente e nenhuma carga elétrica estática é criada. Os átomos de oxigênio, no entanto, puxam uma parcela desigual de elétrons dos átomos de carbono e hidrogênio aos quais estão ligados. Essa propriedade, conhecida como eletronegatividade, resulta nos elétrons sendo distribuídos de maneira desigual, na maioria das vezes. Isso faz com que um dipolo elétrico se forme através da ligação, criando áreas de energia positiva e negativa. A água pode interagir com esses dipolos e dissolver a glicose.
No corpo humano, como em muitos animais, a energia armazenada nos vínculos da glicose é usada em todas as células para conduzir funções celulares. Para transportar glicose para as muitas células, a glicose dissolvida no intestino e armazenada no fígado é liberada na corrente sanguínea. Como a glicose é uma molécula parcialmente hidrofílica, ela se dissolve igualmente na corrente sanguínea e fornece glicose a todas as partes do corpo. Para passar pelos centros hidrofóbicos das membranas plasmáticas, a glicose é transportada por proteínas especiais. Uma vez em cada célula, a glicose pode ser quebrada através da glicólise e da respiração para fornecer a coenzima ATP. O ATP pode fornecer energia a outras enzimas para ajudá -las a desempenhar suas várias funções.
Enzimas
DNA, a molécula de informação que impulsiona a vida na Terra, codifica uma sequência de aminoácidos. Esses aminoácidos podem ser hidrofílicos ou hidrofóbicos. As proteínas são criadas por sequências de aminoácidos, mas não se tornam funcionais até que sejam dobradas adequadamente. Uma longa sequência de aminoácidos fica dobrada devido às várias interações que possui com os outros aminoácidos na cadeia, bem como as interações com o ambiente. Eventualmente, as regiões hidrofóbicas e não polares da proteína ficarão agrupadas e as regiões polares hidrofílicas serão expostas ao meio ambiente.
As proteínas tornam -se enzimas funcionais quando são a forma certa para aceitar um substrato e diminuir a energia de ativação de uma reação química. Se uma mutação no DNA coloca um aminoácido hidrofóbico onde um aminoácido hidrofílico deveria ter desaparecido, toda a estrutura pode sofrer e a enzima pode não funcionar mais. Como a água é o solvente em todo o citosol celular, é importante que as proteínas externas sejam hidrofílicas, para que possam ser dispersas e movidas pela célula. Assim, uma célula pode criar proteínas em um só lugar (geralmente os ribossomos) e distribuí -las através da célula por difusão. Essa propriedade hidrofílica da maioria das proteínas lhes permite encher certas células e produzir uma enorme quantidade de determinados produtos necessários para o corpo.
Membranas celulares
As membranas celulares são criadas a partir de duas folhas de moléculas conhecidas como fosfolipídios. Os fosfolipídios são anfifílicos, o que significa que ambos são atraídos pela água em uma região da molécula e repelem a água em outras regiões. A cabeça da molécula fosfolipídica é a região hidrofílica. As caudas são a região hidrofóbica e apontam para dentro, um para o outro. Isso exclui a água do meio das duas folhas, criando assim um divisor entre dois reservatórios de solução. Se a membrana estiver fechada, em uma esfera, uma célula será criada. As células bacterianas não têm mais divisão, mas os eucariotos dividem ainda mais suas células em organelas. Essas organelas também são cercadas por fosfolipídios.
Embora a água não possa passar facilmente pela membrana celular, existem muitas proteínas incorporadas que permitem a água na célula. Existem também proteínas que transportam outras substâncias hidrofílicas através da membrana. Essas proteínas, embora não as enzimas, também são formadas por cadeias de aminoácidos. Como visto no gráfico abaixo, essas proteínas geralmente funcionam usando a energia do ATP para mover várias substâncias através da membrana. Sem um canal através da membrana hidrofóbica, as substâncias hidrofílicas não conseguiram passar.
A proteína no gráfico acima possui porções hidrofóbicas e hidrofílicas. O exterior da proteína, as partes expostas ao meio ambiente e ao citoplasma, serão hidrofílicas. As partes internas da proteína que interagem com os lipídios no meio da membrana serão hidrofílicas. Dessa forma, a proteína pode permanecer incorporada na membrana simplesmente através da tendência de substâncias hidrofóbicas de agrupamento e substâncias hidrofílicas para atrair a água. As extremidades são puxadas em direção à água e o meio interage com os lipídios hidrofóbicos. Muitas macromoléculas são anfifílicas dessa maneira, para interagir com várias substâncias.
Termos de biologia relacionados
- Moléculas ou substâncias hidrofóbicas que não são atraídas pela água ou repeli -la.
- Moléculas polares que possuem pólos elétricos opostos.
- Não polar – moléculas que distribuem elétrons uniformemente, causando interação com moléculas polares.
- Anfifílico – é atraído por água e substâncias hidrofóbicas, como sabão.
Questionário
1. Os pesquisadores geralmente projetam medicamentos que podem ser engolidos, digeridos e difundidos na corrente sanguínea. Que propriedade para esses medicamentos tem? A. hidrofílico B. hidrofóbico C. não polar
Resposta à pergunta nº 1
A está correto. Este seria um exemplo de medicina hidrofílica. Como pode ser dissolvido na corrente sanguínea, é hidrofílico. As moléculas que precisam de proteínas especiais ou vesículas de transporte para serem transportadas no sangue são geralmente hidrofóbicas. O medicamento provavelmente é uma molécula polar, porque pode ser dissolvida pela água facilmente.
2. Ao cozinhar uma refeição, um chef coloca muito sal em batatas recém -cortadas. O sal retira a água das batatas, devido à forte atração entre as moléculas de íons do sal e as regiões polares das moléculas de água. O que é sal? A. hidrofóbico B. anfifílico C. hidrofílico
Resposta à pergunta nº 2
A está correto. O sal é uma matriz de átomos carregados positiva e negativamente. Esses íons são atraídos para as regiões polares de H2¬o e são separadas por ele. Quando a água começa a ser puxada para fora da batata, o sal começa a se dissolver e mais área de superfície é exposta. Depois que a água for puxada de todas as células da superfície, começará a se mover para fora do centro da batata. Se o sal fosse hidrofóbico, não atrairia a água das células.
3. Está sendo fabricado uma proteína que será incorporada na membrana celular. A proteína funciona no reconhecimento de outras células. Como tal, sai da membrana celular no ambiente. No entanto, a proteína não transmite nada para o interior da célula. Portanto, não se estende além do meio da membrana celular. A parte da proteína no ambiente é a parte A, a parte da proteína incorporada na membrana é a parte B. Qual propriedade cada parte exibe? A. A – hidrofóbico; B – Hidrofóbico B. A – hidrofílico; B – Hidrofílico C. A – hidrofílico; B – hidrofóbico
Resposta à pergunta nº 3
C está correto. Esta proteína é anfifílica, pois possui porções hidrofílicas e hidrofóbicas. As porções hidrofílicas podem interagir com o ambiente, enquanto as porções hidrofóbicas mantêm a proteína firmemente incorporada na camada lipídica da membrana celular. Muitas vezes, proteínas como essa interagem com outras proteínas na membrana para passar sinais celulares para a parte interna da célula e transmitir as mensagens de volta.
Última atualização em 19 de agosto de 2022