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Polissacarideo

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de polissacarídeo

Um polissacarídeo é uma molécula grande feita de muitos monossacarídeos menores. Os monossacarídeos são açúcares simples, como glicose. Enzimas especiais se ligam a esses pequenos monômeros, criando grandes polímeros de açúcar ou polissacarídeos. Um polissacarídeo também é chamado de glicano. Um polissacarídeo pode ser um homopolissacarídeo, no qual todos os monossacarídeos são iguais, ou um heteropolissacarídeo no qual os monossacarídeos variam. Dependendo de quais monossacarídeos estão conectados e quais carbonos nos monossacarídeos se conectam, os polissacarídeos assumem uma variedade de formas. Uma molécula com uma cadeia reta de monossacarídeos é chamada de polissacarídeo linear, enquanto uma corrente que tem braços e turnos é conhecida como polissacarídeo ramificado.

Funções de um polissacarídeo

Dependendo de sua estrutura, os polissacarídeos podem ter uma grande variedade de funções na natureza. Alguns polissacarídeos são usados para armazenar energia, outros para enviar mensagens celulares e outras para fornecer suporte a células e tecidos.

Armazenamento de energia

Muitos polissacarídeos são usados para armazenar energia em organismos. Enquanto as enzimas que produzem energia funcionam apenas nos monossacarídeos armazenados em um polissacarídeo, os polissacarídeos normalmente se dobram e podem conter muitos monossacarídeos em uma área densa. Além disso, como as cadeias laterais dos monossacarídeos formam o maior número possível de ligações de hidrogênio, a água não pode intrometer as moléculas, tornando -as hidrofóbicas. Essa propriedade permite que as moléculas permaneçam juntas e não se dissolvem no citosol. Isso reduz a concentração de açúcar em uma célula e mais açúcar pode ser adotado. Os polissacarídeos não apenas armazenam a energia, mas também permitem alterações no gradiente de concentração, o que pode influenciar a captação celular de nutrientes e água.

Comunicação celular

Muitos polissacarídeos se tornam glicoconjugados quando se tornam covalentemente ligados a proteínas ou lipídios. Glicolipídios e glicoproteínas podem ser usados para enviar sinais entre e dentro das células. As proteínas seguidas para uma organela específica podem ser “marcadas” por certos polissacarídeos que ajudam a célula a movê -la para uma organela específica. Os polissacarídeos podem ser identificados por proteínas especiais, que ajudam a ligar a proteína, vesícula ou outra substância a um microtúbulo. O sistema de microtúbulos e proteínas associadas dentro das células pode levar qualquer substância ao seu local destinado, uma vez marcado por polissacarídeos específicos. Além disso, os organismos multicelulares têm sistemas imunológicos impulsionados pelo reconhecimento de glicoproteínas na superfície das células. As células de um único organismos produzirão polissacarídeos específicos para adornar suas células. Quando o sistema imunológico reconhece outros polissacarídeos e diferentes glicoproteínas, ele é colocado em ação e destrói as células invasoras.

Suporte celular

De longe, um dos maiores papéis de polissacarídeos é o de apoio. Todas as plantas na Terra são apoiadas, em parte, pela celulose de polissacarídeo. Outros organismos, como insetos e fungos, usam a quitina para apoiar a matriz extracelular em torno de suas células. Um polissacarídeo pode ser misturado com qualquer número de outros componentes para criar tecidos mais rígidos, menos rígidos ou até materiais com propriedades especiais. Entre quitina e celulose, ambos os polissacarídeos feitos de monossacarídeos de glicose, centenas de bilhões de toneladas são criadas por organismos vivos todos os anos. Tudo, desde a madeira nas árvores, até as conchas das criaturas do mar, é produzido por alguma forma de polissacarídeo. Simplesmente reorganizando a estrutura, os polissacarídeos podem passar de moléculas de armazenamento para moléculas fibrosas muito mais fortes. A estrutura do anel da maioria dos monossacarídeos ajuda esse processo, como visto abaixo.

Estrutura de um polissacarídeo

Todos os polissacarídeos são formados pelo mesmo processo básico: os monossacarídeos são conectados através de ligações glicosídicas. Quando em um polissacarídeo, os monossacarídeos individuais são conhecidos como resíduos. A seguir, são vistos apenas alguns dos muitos monossacarídeos criados na natureza. Dependendo do polissacarídeo, qualquer combinação deles pode ser combinada em série.

A estrutura das moléculas que estão sendo combinadas determina as estruturas e propriedades do polissacarídeo resultante. A interação complexa entre seus grupos hidroxila (OH), outros grupos laterais, as configurações das moléculas e as enzimas envolvidas afetam todos os polissacarídeos resultantes produzidos. Um polissacarídeo usado para armazenamento de energia dará fácil acesso aos monossacarídeos, mantendo uma estrutura compacta. Um polissacarídeo usado para suporte geralmente é montado como uma longa cadeia de monossacarídeos, que atua como uma fibra. Muitas fibras juntas produzem ligações de hidrogênio entre fibras que fortalecem a estrutura geral do material, como visto na imagem abaixo.

As ligações glicosídicas entre os monossacarídeos consistem em uma molécula de oxigênio em ponte em dois anéis de carbono. A ligação é formada quando um grupo hidroxila é perdido do carbono de uma molécula, enquanto o hidrogênio é perdido pelo grupo hidroxila de outro monossacarídeo. O carbono na primeira molécula substituirá o oxigênio da segunda molécula como sua, e a ligação glicosídica é formada. Como duas moléculas de hidrogênio e um oxigênio são expulsas, a reação também produziu uma molécula de água. Esse tipo de reação é chamado de reação de desidratação à medida que a água é removida dos reagentes.

Exemplos de um polissacarídeo

Celulose e quitina

A celulose e a quitina são polissacarídeos estruturais que consistem em muitos milhares de monômeros de glicose combinados em fibras longas. A única diferença entre os dois polissacarídeos são as cadeias laterais ligadas aos anéis de carbono dos monossacarídeos. Na quitina, os monossacarídeos de glicose foram modificados com um grupo contendo mais carbono, nitrogênio e oxigênio. A cadeia lateral cria um dipolo, o que aumenta a ligação de hidrogênio. Embora a celulose possa produzir estruturas duras como madeira, a quitina pode produzir estruturas ainda mais duras, como concha, calcário e até mármore quando comprimido.

Ambos os polissacarídeos se formam como cadeias lineares longas. Essas cadeias formam fibras longas, que são depositadas fora da membrana celular. Certas proteínas e outros fatores ajudam as fibras a tecer em forma complexa, que é mantida no local por ligações de hidrogênio entre as cadeias laterais. Assim, moléculas simples de glicose que antes foram usadas para armazenamento de energia podem ser convertidas em moléculas com rigidez estrutural. A única diferença entre os polissacarídeos estruturais e os polissacarídeos de armazenamento são os monossacarídeos utilizados. Ao alterar a configuração das moléculas de glicose, em vez de um polissacarídeo estrutural, a molécula ramificará e armazenará muito mais ligações em um espaço menor. A única diferença entre celulose e amido é a configuração da glicose usada.

Glicogênio e amido

Provavelmente, os polissacarídeos de armazenamento mais importantes no planeta, glicogênio e amido são produzidos por animais e plantas, respectivamente. Esses polissacarídeos são formados a partir de um ponto de partida central e em espiral para fora, devido aos seus complexos padrões de ramificação. Com a ajuda de várias proteínas que se ligam a polissacarídeos individuais, as grandes moléculas ramificadas formam grânulos ou aglomerados. Isso pode ser visto na imagem abaixo das moléculas de glicogênio e nas proteínas associadas, observadas no meio.

Quando uma molécula de glicogênio ou amido é quebrada, as enzimas responsáveis começam nas extremidades mais distantes do centro. Isso é importante, pois você notará que, devido à extensa ramificação, existem apenas 2 pontos de partida, mas muitos fins. Isso significa que os monossacarídeos podem ser rapidamente extraídos do polissacarídeo e ser utilizados para energia. A única diferença entre amido e glicogênio é o número de ramos que ocorrem por molécula. Isso é causado por diferentes partes dos monossacarídeos que formam ligações e diferentes enzimas que atuam nas moléculas. No glicogênio, ocorre um ramo a cada 12 resíduos, enquanto em amido um ramo ocorre apenas a cada 30 resíduos.

Termos de biologia relacionados

  • Monossacarídeo – a menor unidade de moléculas de açúcar, ou um monômero de açúcar.
  • Monômero – uma única entidade que pode ser combinada para formar uma entidade maior ou polímero.
  • Polímero – inclui proteínas, polissacarídeos e muitas outras moléculas existentes de unidades menores combinadas.
  • Polipeptídeo – um polímero de monômeros de aminoácidos, também chamado de proteína.

Questionário

1. Se você não escova os dentes há algum tempo, poderá notar uma placa amarela começando a se acumular. Parte da placa consiste em dextrans, ou polissacarídeos que as bactérias usam para armazenar energia. Onde as bactérias recebem os monossacarídeos para criar esses polissacarídeos? A. Eles os sintetizam da luz do sol. B. Eles os criam a partir de seu código genético. C. Eles os colecionam da comida restante que você come.

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Toda vez que você toma um pouco, pedaços de comida são alojados entre os dentes. Existem monossacarídeos presentes na maioria dos alimentos que podem alimentar as bactérias e permitir que eles armazenem energia em Dextrans e criem placa. No entanto, o processo digestivo começa na saliva e, à medida que os alimentos permanecem na boca, continua a liberar monossacarídeos que permitem o crescimento de bactérias. É por isso que é importante escovar e usar fio dental regularmente.

2. As plantas produzem a amilose de amido e a celulose de polímero estrutural, a partir de unidades de glicose. A maioria dos animais não pode digerir a celulose. Mesmo ruminantes como o gado não podem digerir a celulose e depender de organismos internos simbióticos para quebrar os vínculos da celulose. No entanto, todos os mamíferos produzem amilase, uma enzima que pode quebrar a amilose. Por que a amilase não pode quebrar os laços da celulose? A. celulose e amilose são estruturalmente diferentes e a amilase não reconhece a celulose. B. As ligações glicosídicas da celulose são mais fortes. C. A matriz extracelular criada por celulose não pode ser quebrada.

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. Embora a glicose seja usada para criar ambas as moléculas, diferentes configurações são usadas. Na amilose, isso causa um padrão denso e ramificado, com muitos pontos expostos que podem ser digeridos pela amilase. A amilase reconhece a amilose especificamente e não pode se conectar ou quebrar as ligações da celulose. Em parte, isso é causado pelos vínculos da celulose mais fortes, mas não apenas as ligações glicosídicas. A celulose exibe várias outras ligações não vistas em amilose que ocorrem entre as cadeias laterais. Isso também ajuda a manter sua forma, mas não é impossível quebrar. As vacas passam muitas horas mastigando seu maço de fibras vegetais, quebrando lentamente as ligações entre as moléculas de celulose.

3. O hialuronano é uma molécula encontrada nas articulações dos vertebrados que fornece suporte criando uma matriz semelhante a uma geléia para amortecer os ossos. O hialuronano é criado a partir de vários monossacarídeos diferentes unidos em cadeias longas. Qual das seguintes opções descreve o hialuronano? 1. Homopolissacarídeo 2. Heteropolissacarídeo 3. Polímero 4. Monômero A. Todos eles B. 1, 3 C. 2, 3

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. O hialuronano é um polissacarídeo feito de diferentes tipos de monossacarídeos, tornando -o um heteropolissacarídeo. Também é geralmente conhecido como polímero, ou molécula composta por monômeros. Nesse caso, os monossacarídeos são os monômeros.

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