As substâncias orgânicas – A vida na Terra é baseada em carbono

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Os seres vivos são formados por uma diversidade enorme de substâncias orgânicas, mas também por substâncias inorgânicas de bem menor variedade.

De fato, o número de substâncias orgânicas diferentes encontradas na natureza é de uma ordem 1000 vezes maior do que o número de substâncias inorgânicas.

Substâncias inorgânicas podem ocorrer na forma de moléculas, compostos iônicos ou íons; São pequenas, simples e tem origem mineral. Foram identificadas milhares de substâncias inorgânicas diferentes, enquanto que dentre as orgânicas já se sabe de milhões de substâncias diferentes.

Independente disso, as células e consequentemente os seres vivos em geral, possuem em seu corpo poucos tipos de átomos (poucos elementos químicos diferentes). Apenas os elementos C, H, O, N perfazem 96% da massa de um ser vivo, o que é bem diferente da realidade encontrada no ambiente não vivo.

Apesar de ser inorgânica, a água sozinha perfaz um total de 70% da massa de cada célula.

Já as moléculas orgânicas todas somadas contribuem com 25% da massa celular.

A maior parte da matéria orgânica de um organismo está dissolvida em água. A água é o melhor solvente da natureza. A química da célula é dominada por moléculas orgânicas gigantes dissolvidas em água.

Enquanto a Química sempre depende de um número imenso de moléculas para poderem reagir entre si, a Biologia inaugura uma nova modalidade de reações, onde uma única macromolécula pode reagir com uma única molécula parceira. Esse tipo de reação é inédita até o surgimento da vida.

Substâncias orgânicas são sempre moleculares, sempre formadas por ligações covalentes. Possuem um esqueleto de carbono ligado a átomos de hidrogênio e outros elementos. Essas cadeias de carbono podem atingir a ordem de milhares de átomos. O carbono é um dos dois únicos elementos químicos capaz de formar tais cadeias. Até onde se sabe, o carbono e o silício são os únicos elementos químicos com esta capacidade.

Convém comentar algumas diferenças entre substâncias orgânicas e inorgânicas. É mais fácil enumerar as diferenças entre elas do que propriamente defini-las. Mesmo porque não existe um consenso que esgote aquilo que é orgânico e por outro lado aquilo que é inorgânico.

Vale muito a pena abordar o aspecto histórico desta definição, pois foi ele que ajudou a por fim numa das mais fortes teorias do passado relativa à vida:

Até 200 anos atrás, Substância Orgânica por definição, era aquela produzida exclusivamente pelo corpo de um ser vivo, enquanto as inorgânicas eram aquelas de origem mineral ou que fossem sintetizadas pelo Homem. Até que em 1828, o alemão Fredrich Wohler conseguiu sintetizar a uréia (uma molécula orgânica). Esse fato foi decisivo para o fim da teoria Vitalista que postulava a existência de uma força vital não identificada que permitiria a existência da vida.

Desde então tornou-se mais difícil esgotar o conceito do que é orgânico e encontrar uma definição que a dividisse perfeitamente do conceito de inorgânico.

De qualquer forma, hoje não chega a ser problemática essa fronteira entre as duas, pois podemos lançar mão de diversos critérios para concluir a natureza e classificação de cada substâncias.

Dois exemplos notáveis a serem citados são o GÁS CARBONICO e o METANO. O primeiro possui carbono mas não é uma molécula orgânica, enquanto o segundo não possui cadeia mas é uma molécula orgânica. Pense no Metano como um esqueleto de um osso só.

A partir daqui vamos considerar a química orgânica como a área da Química que estuda os compostos de carbono com suas propriedades características. É o campo mais estudado da Química desde o século XIX, sendo que hoje são conhecidas cerca de sete milhões de moléculas orgânicas diferentes.

Em relação à Biologia, duas áreas se ocuparão das moléculas orgânicas: Serão tratadas pela Bioquímica que foca as moléculas orgânicas no contexto do metabolismo, ou seja, as reações químicas que ocorrem no corpo dos seres vivos, consumindo energia livre, e mantendo sua própria regulação; E serão tratadas pela Biologia Celular que dará enfoque as macromoléculas enquanto minúsculas máquinas celulares de replicação e outras funções como, por exemplo, canais trans-membrana, ou ainda esqueletos celulares e unidades contráteis da musculatura.

Ainda em relação às macromoléculas, é verdade que nem chegamos aplicar a nomenclatura IUPAC, pois seria tarefa impossível e desinteressante de se realizar de tão grandes, complexas e variadas que elas são. Por isso elas recebem nomes mais gerais e são batizadas e identificadas através de outros padrões.

As moléculas orgânicas pequenas das células se dividem em apenas quatro classes principais, que por sua vez atuarão para formar as quatro classes de macromoléculas poliméricas gigantes.

Os Açucares polimerizados formarão os carboidratos; Os ácidos graxos formarão lipídios; Os Nucleotídeos formam os Ácidos Nucleicos e os Aminoácidos formam as Proteínas quando polimerizados.

No entanto, as funções a que cada molécula diferente se destina são incrivelmente variadas, principalmente no caso das proteínas, que são as moléculas orgânicas mais abundantes da célula.

Algumas funções notáveis são fáceis de destacar como é o caso da glicose que representa uma fonte de energia de curto prazo da célula, disponível para ser usada rapidamente pelo corpo. Existem diversos tipo de açúcares. Açúcares polimerizados formam Carboidratos de fórmula mínima C — H2O ( Carbonos Hidratados)

No caso das Proteínas, o número de funções que elas podem assumir é excepcionalmente grande. Sua versatilidade é de longe a mais extraordinária entre todas as classes químicas. A função de cada proteína está intimamente relacionada com sua forma espacial. Anticorpos são proteínas e Enzimas também. A função contrátil das células musculares depende de duas proteínas que se atracam e desatracam; Os canais existentes nas membranas das células são proteínas embebidas nessas membranas. O esqueleto das células é feito de proteínas, o colágeno presente em nossa pele; nossas unhas e cabelos são basicamente formados proteínas.

Quanto aos Ácidos Nucleicos, são responsáveis por armazenar nossas informações genéticas, hereditárias. O DNA é um Ácido Nucleico. Ele contém as informações necessárias para fabricar as proteínas. Em alguns vírus, é o RNA o responsável por guardar a as informações hereditárias e, possivelmente o RNA foi a molécula hereditária lá na origem da vida.

Finalmente os Lipídios formam a membrana celular. Lipídios são as ceras, óleos e gorduras. Possuem outras diversas funções como é o caso dos hormônios por exemplo. Sua diversidade de funções não chega nem perto do número de funções exercidas pelas proteínas, mas são bastantes diferentes uma da outra. A reserva de longo prazo em animais, por exemplo, é feita na forma de gorduras.

Há muito a se dizer de cada uma dessas classes de moléculas orgânicas que formam os seres vivos, por isso pretendo escrever um texto específico para cada uma delas e postar aqui mesmo no Universo Racionalista.

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