A Ciência atua do muito pequeno ao muito grande.

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Este blog é de conteúdo totalmente científico e educativo. É constituído por artigos científicos ou relacionados à variados campos do saber (como política, filosofia ou sociologia, entre outros) que têm como objetivo a divulgação do conhecimento.


"O poder da humanidade que criou este imenso campo do saber há de ter forças para levá-lo ao bom caminho". (Bertrand Russel, filósofo e matemático inglês do século XX)



sexta-feira, 30 de abril de 2010

Os Estados Quânticos







Os cientistas, na década de 1910, chegaram a estranhas conclusões a respeito do comportamento dos elétrons (partículas subatômicas que giram em torno do núcleo atômico). Não pode-se, por exemplo, determinar a posição e a velocidade de um elétron em um determinado instante, porém, teremos uma probabilidade P de encontrar o elétron em uma determinada posição com uma determinada velocidade. Essa propriedade foi descoberta pelo grande físico alemão Werner Karl Heisenberg (1901-1976) e pode ser conhecida como Princípio de Heisenberg ou Princípio da Incerteza. Embora possuam massa e carga elétrica, as propriedades dos elétrons são a de uma nuvem de carga negativa, concentrada em alguns pontos e rarefeita em outros. No entanto, podem-se construir modelos, isto é, imaginar a forma como eles estão dispostos e, a partir daí, verificar se o modelo construído está de acordo com os dados empíricos. Assim, do conhecimento de que os elétrons estão presos ao átomo, conclui-se que eles devem possuir energia, pois é necessário fornecê-la, para retirá-los de sua respectiva órbita ou do próprio átomo. Experiências realizadas evidenciaram que a energia não é a mesma para todos os elétrons de um átomo, e que há certos valores que eles não podem ter: os elétrons ocupam níveis energéticos distintos. Isso significa que um elétron não passa de um nível de energia percorrendo valores intermediários, como um veículo automotivo, que, dos 60 km/h aos 70 km/h, deve necessariamente passar pelos 61,62,63,64,65, etc. Esses níveis de energia são quantidades descontínuas ou discretas - os chamamos de estados quânticos dos elétrons.

Dessa forma, é possível imaginar os elétrons dispostos em camadas, cada uma delas correspondente a um nível, um estado quântico. Para ajustar esse modelo a dados obtidos experimentalmente, o grande físico austríaco Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958) postulou que um mesmo estado quântico não pode ser ocupado por mais de um elétron. Essa princípio ficou conhecido como Princípio da Exclusão de Pauli. Por isso, o comportamento global de um corpo é altamente influenciado pelo que acontece com os elétrons da última camada eletrônica (também conhecida como camada de valência). É o que ocorre com as propriedades químicas das substâncias: quando um elemento é composto por átomos com camadas inteiramente preenchidas, torna-se muito estável, a ponto de sua afinidade química é tão baixa que praticamente não reage; é o ocorre com os chamados gases inertes ou gases nobres, que são respectivamente o hélio (He), o neônio (Ne), o argônio (Ar), o xenônio (Xe), o criptônio (Kr) e o radônio (Rn).

Quando a última camada a ser preenchida dispõe de apenas um elétron, este confere à substância caráter fortemente metálico. É o que acontece nos metais alcalinos, respectivamente o lítio (Li), o sódio (Na), o potássio (K), o rubídio (Rb) e o césio (Cs). Nos halogêneos, como flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodo (I), ocorre o contrário: são sete os elétrons da última camada em cada átomo, que está assim quase completa. Dessa forma é mais fácil a um metal alcalino perder elétron do que ganhar outro. Exatamente o oposto ocorre no caso do halogêneo, que é um não-metal (ou ametal). De qualquer forma, qualquer átomo apresenta-se eletricamente neutro: a carga negativa (dos elétrons) tem o mesmo valor que a positiva (dos prótons). Quando perde um de seus elétrons, o átomo fica ionizado: transforma-se em um íon positivo (os chamados cátions). A ionização (isto é, o desequilíbrio entre cargas positivas e negativas em um átomo) também pode ocorrer de maneira inversa, como acontece com os halogêneos: o átomo recebe um elétron, que completará sua última camada, tornando-se assim um íon negativo (os chamados ânions).



quinta-feira, 29 de abril de 2010

Aparelho de Golgi e Organelas Citoplasmáticas







No final do século XIX, o grande médico e histologista italiano Camillo Golgi (1844-1926) apontou a existência de um aparelho no citoplasma de certas células, de áreas com afinidade por metais pesados, como a prata e o ósmio. Anos mais tarde, descobriu-se que nos locais apontados por Golgi havia estruturas bem definidas, denominadas posteriormente como aparelhos ou complexo de Golgi, em homenagem a seu descobridor. Ao microscópio eletrônico, o aparelho de Golgi aparece como pilhas de sacos membranosos achatados, cada uma delas denominada golgiossomo ou dictissomo. O aparelho de Golgi é uma local onde substâncias são transformadas, empacotadas e finalmente remetidas para outras regiões da célula ou para o meio extracelular. Proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático granular, por exemplo, passam pelo aparelho de Golgi, onde sofrem modificações e são enviadas aos locais onde desempenharão suas respectivas funções.

O aparelho de Golgi desempenha papel fundamental na eliminação de substâncias úteis ao organismo, processo este denominado secreção celular. Praticamente todas as nossas células fabricam e secretam proteínas que atuarão no meio externo. Por exemplo, as enzimas digestivas produzidas pelas células no pâncreas são sintetizadas no retículo endoplasmático granular e enviadas ao aparelho de Golgi. Por conseguinte são empacotadas em pequenas bolsas membranosas, que se desprendem dos dictissomos e migram para o pólo celular voltado para a cavidade pancreática. Quando há alimento para ser digerido, vesídulas cheias de enzimas deslocam-se até a membrana plasmática, fundem-se com ela e eliminam seu conteúdo para o canal do pâncreas. Através deste, as enzimas chegam até o intestino delgado, onde participam da digestão dos alimentos.

Outro grande exemplo do papel secretor do aparelho de Golgi ocorre nas células produtoras de muco, substância lubrificante que recobre os revestimentos internos do nosso corpo. O muco é constituído por moléculas de glicídios e proteínas (o que podemos chamar de glicoproteínas), que combinam-se quimicamente no interior dos sacos do aparelho de Golgi. Bolsinhas contendo muco são constantemente liberadas e expelidas pelas células mucosas, lubrificando a superfície das células adjacentes.

Além do retículo endoplasmático e do aparelho de Golgi, o citoplasma de uma célula eucariótica contém inúmeras estruturas membranosas, no interior das quais ocorrem processos metabólicos específicos. Essas estruturas atuam como pequenos órgãos das células, daí serem denominadas organelas ou orgânulos citoplasmáticas. As principais organelas citoplasmáticas são os lisossomos e os peroxissomos, relacionados a processos digestivos intracelulares, e as mitocôndrias e os plastos, relacionados a processos energéticos.

terça-feira, 27 de abril de 2010

História e Catalogação das Constelações







Os astrônomos dividem a esfera celestes em seções chamadas constelações. Estas originam-se com os padrões de estrelas imaginados pelos povos antigos para representar seus heróis míticos, deuses e animais exóticos. Atualmente, as constelações são apenas áreas do céu com limites estabelecidos por acordo internacional, embora conservem seus nomes antigos como Perseu, Andrômeda, Órion, entre outros. Por volta de 150 d. C., o célebre astrônomo e geógrafo grego Ptolomeu (90-168) produziu um catálogo de estrelas dividido em 48 constelações que desde então foi a base de nosso sistema de constelações. No final do século XVI, um excelente cartógrafo holandês, Petrus Pancius (1552-1622), e dois navegadores também holandeses, Pieter Dirkszoon Keyser (1540? - 1596) e Frederick de Houtman (1571-1627), acrescentaram algumas constelações, entre as quais uma dúzia no extremo sul do céu, abaixo do horizonte para os gregos antigos. Outras foram acrescentadas no fim do século XVII pelo astrônomo polonês Johannes Hevelius (1611-1687), preenchendo assim as lacunas entre as constelações gregas.

O quadro foi completado nos anos de 1750 por um astrônomo francês chamado Nicolas Louis de Lacaille (1713-1762), que concebeu 14 constelações representando aparelhos da ciência e das artes no céu austral. Ao todo, 88 constelações enchem o céu, com nomes e limites definidos pela União Astrônomica Internacional, o órgão regulador internacional de Astrônomia. Todas as estrelas dentro dos limites de uma constelação são consideradas pertencentes a ela, quer façam ou não parte da figura que traça. Os nomes na maioria das vezes são abreviados em três letras - por exemplo, a constelação de Cassiopéia torna-se Cas e a constelação de Cão Maior, CMa.

As estrelas têm uma confusa variedade de designações e podem ter vários apelidos. As mais brilhantes são rotuladas com letras gregas, sistema concebido em 1603 pelo astrônomo alemão Johann Bayer (1572-1625). A letra é usada com a forma genitiva (possessiva) do nome da constelação - por exemplo, Alfa de Centauri. Algumas estrelas brilhantes têm também nomes próprios, como Sirius e Betelgeuse. Com estrelas de brilho mais fraco, usam-se números, como em 61 Cygni.

Um sistema diferente de nomeação é usado para os chamados objetos do céu profundo, como estrelas, nebulosas e galáxias. A primeira lista desses objetos foi compilada pelo astrônomo francês Charles Messier (1730-1817), e eles ainda são conhecidos por seus números M, ou Messier. O catálogo final de Messier, lançado em 1781, continha pouco mais de 100 objetos, número que cresceu rapidamente com o aperfeiçoamento dos telescópios. o New General Catalogue (NGC), de 1888, continha 7.840 objetos e mais de 5 mil foram acrescentados em dois suplementos chamados Index Catalogues (IC).

segunda-feira, 26 de abril de 2010

Bunsen e a Iluminação Elétrica







A pilha de carvão e zinco (símbolo Zn), denominada pilha de Bunsen, é uma das mais conhecidas descobertas do célebre químico alemão Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen (1811-1899) (retratado na fotografia acima). A sua construção, no ano de 1841, marcou uma nova era na produção econômica da eletricidade. Substituindo por carvão das placas de platina da pilha do físico galês William Robert Grove (1811-1896), conseguiu reduzir o custo de sua produção e ampliou o tempo durante o qual a corrente elétrica pode ser mantida em valor máximo. O êxito da invenção deveu-se ao método criado para evitar a ação desintegradora do ácido nítrico (fórmula HNO3) concentrado sobre o carvão, aquecendo-se intensamente os bastões cilíndricos. Já em 1843, Bunsen assinalava que a corrente elétrica pode ser usada como meio de iluminação. Utilizando uma bateria de 44 elementos, Bunsen mostrou como seria possível obter uma luz equivalente a 1171,3 velas, consumindo apenas uma libra de zinco por hora e "dando", segundo Bunsen, "um brilho que dificilmente os olhos podem suportar". Além disso cobrindo-se os dois pólos de carvão do arco com o globo de vidro, se reduz o desgaste por oxidação. Usando a sua pilha, Bunsen realizou várias experiências eletroquímicas, confirmando a lei de Faraday, segundo a qual a massa de uma substância produzida por eletrólise é diretamente proporcional à eletricidade consumida.

A partir de 1852, Robert Bunsen concentrou sua atenção no emprego da pilha para a preparação eletrolítica (passagem da corrente elétrica através de uma solução) dos metais. Alguns destes ainda não haviam sido obtidos e outros eram produzidos apenas em minúsculas quantidades, o que dificultava o estudo de suas propriedades químicas e físicas. O primeiro metal que conseguiu isolar assim foi o magnésio (símbolo Mg). A dificuldade residia no fato de os glóbulos do magnésio serem mais leves que o cloreto usado na eletrólise. Por tal motivo, passavam rapidamente para a superfície, queimando-se no contato com o oxigênio (símbolo O) presente no ar. Para evitar isso, Bunsen criou concavidades no pólo do carbono (símbolo C), no qual o metal se forma e onde os seus glóbulos se acumulam, evitando assim o contato com o ar. Posteriormente, Bunsen conseguiu medir as propriedades luminosas do magnésio e mostrou que poderia ser usado para fins fotográficos.

sexta-feira, 23 de abril de 2010

Citoesqueletos e Centríolos




As células eucarióticas (células que possuem núcleo definido envolvido por um envoltório celular) possuem, na camada citoplasmática, uma rede de tubos e fios protéicos finíssimos, entrelaçadas e interligados de modo a dar sustentação esquelética á célula. Tal rede podemos classificar como citoesqueleto. Os componentes fundamentais do citoesqueleto são os microtúbulos, formados por moléculas de uma proteína chamada tubulina. Um microtúbulo mede cerca de 28 nanometros de diâmetro externo e 14 nanometros de diâmetro interno; seu comprimento pode atingir alguns micrometros. Em células que não estão dividindo-se, os microtúbulos convergem para um ponto próximo ao núcleo, denominado genericamente como centro celular. Durante as divisões celulares, os microtúbulos se organizam entre os dois pólos da célula, constituindo o fuso ou aparelho mitótico, responsável pela separação dos cromossomos.

Além de sustentar a célula, o citoesqueleto é responsável pela organização interna e pelos movimentos celulares. A formação dos pseudópodos, por exemplo, ocorre devido ao alongamento e encurtamento das fibras do citoesqueleto. Certos filamentos do citoesqueleto são os responsáveis pela contínua movimentação do líquido citoplasmático, a ciclose, que permite a circulação de substâncias na célula.

Centríolos são estruturas citoplasmáticas presentes nas células da maioria dos organismos eucarióticos, com exceção das plantas angiospermas (frutíferas). Um centríolo é uma cilindro que mede cerca de 150 nanometros de diâmetro por 300 a 500 nanometros de comprimento. As paredes desse cilindro são formadas por nove conjuntos de três microtúbulos. Existe um par de centríolos por célula, a eles geralmente dispõem-se bem próximos um ao outro, em oposição perpendicular característica. O par de centríolos localiza-se perto do núcleo, no centro celular, para onde convergem os microtúbulos do citoesqueleto. Os centríolos desempenham um importantíssimo papel na reprodução celular.

quinta-feira, 22 de abril de 2010

Fonte de Energia Estelar







Nas primeiras décadas do século XX, os astrônomos possuíam as técnicas para estudar as características das estrelas distantes, e até suas composições, porém, a fonte de energia que há dentro delas a as faz brilhar continuava desconhecida. A descoberta de elementos radioativos na década de 1990 abriu caminho para novas técnicas de datação que sugeriram que a Terra tem vários bilhões de anos. Como admite-se em geral que o Sol e os planetas formaram-se ao mesmo tempo, isso significa que também o Sol brilha há bilhões de anos, entretanto, nenhuma fonte de energia conhecida teria sido capaz de sustentá-lo por tanto tempo (antes considerava-se que a contração e o aquecimento gravitacionais poderiam tê-lo sustentado por alguns milhões de anos). Felizmente, além de revelar o problema, a Física Nuclear deu também a solução. Com maior conhecimento das reações entre núcleos atômicos, astrônomos como o renomado astrônomo britânico Sir Arthur Eddington (1882-1944) começaram a compreender que a fusão nuclear (a junção de núcleos atômicos leves para formar outras mais pesados) era uma fonte potencial de imensa energia a partir da destruição de pouco material. Só no ano de 1938 o célebre físico teuto-estadunidense Hans Albrecht Bethe (1906-2005) elucidou os detalhes da cadeia de fusão do hidrogênio que dá energia a estrelas como o Sol. Estima-se atualmente que o Sol e estrelas semelhantes têm massa de hidrogênio suficiente para brilhar por cerca de dez bilhões de anos.

O processo de fusão nuclear, como a que ocorre no Sol, consiste no seguinte: átomos de hidrogênio H-1 e seu respectivo isótopo, denominado deutério H-2, fundem-se dois a dois entrando logo em seguida em decaimento radioativo, se transformando assim em núcleos atômicos de hélio He-2. Esse processo libera uma imensa quantidade de energia (que pode ser calculada pela equação de Einstein E = mc²) muito maior que a energia de fissão nuclear (desintegração de núcleos atômicos). Para que ocorra a fusão nuclear tem-se que haver uma imensa temperatura (cerca de 10 000 ºC), o que pode ocorrer facilmente em estrelas. As estrelas emitem, conforme seus processos nucleares, tipos de partículas que têm uma interação muito fraca com a matéria (atravessam a matéria). Tais partículas foram descobertas pelo grande físico alemão Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958) e denominadas por ele como neutrinos. Esses neutrinos chocam-se quase que continuamente com o planeta Terra, atravessando assim a matéria nele existente. Isso mostra que neutrinos estão sempre atravessando nossos corpos, porém, pela sua massa nula e sua fraca interação com a matéria, não podemos senti-los. Observatórios de neutrinos usam imensos tanques detectores subterrâneos para registrar tais partículas.

Um fato interessante sobre as estrelas e toda matéria existente no planeta Terra (incluindo nós, seres vivos) é que somos todos "constituídos de estrelas". Essa afirmação é um tanto estranha, porém é a puríssima verdade. Pelos processos nucleares ocorridos nas estrelas, ocorrem certos decaimentos radioativos, acarretando na criação e disseminação no espaço de vários tipos de elementos químicos. Podemos afirmar que todo os elementos químicos existentes no planeta Terra são vindos de estrelas, como o Sol, desde o início do nosso Universo. Salientando-se que toda a matéria é constituída de elementos químicos, assim como a matéria orgânica como nos seres vivos, podemos concluir que somos feitos de "poeira das estrelas", pois somos constituídos de elementos químicos provenientes das estrelas.

quarta-feira, 21 de abril de 2010

O Mistério do Campo Magnético Terrestre







Podemos afirmar, atualmente com grande carga de certeza, que o planeta Terra comporta-se como um imenso imã, estabelecendo um campo magnéticos no espaço em torno dela (além, é claro, de seu campo gravitacional). O eixo geomagnético, que liga os pólos norte e sul magnéticos, não coincide com o eixo geográfico da Terra, ou seja, com seu respectivo eixo de rotação. O ângulo formado por esses eixos é de aproximadamente 13° e, assim, o pólo sul magnético está situado a cerca de 1300 km do pólo norte geográfico, em um espaço ao norte da Baía de Hudson, no Canadá (salientando-se, é claro, que pode-se afirmar que o pólo magnético da Terra está situado próximo ao pólo norte geográfico é um pólo sul magnético). Durante um vasto período de tempo, os cientistas acreditavam que o campo magnético da Terra era criado por enormes porções de minerais de ferro magnetizado, existente no interior do nosso planeta e distribuídas de maneira a criar o grande imã-Terra. Todavia, atualmente sabe-se com certeza que tal hipótese não é verdadeira, porque a matéria existente no interior da Terra está em temperatura tão elevada que o ferro e o níquel ali existentes encontram-se no estado líquido. Em tais condições, é totalmente impossível orientar os imãs elementares dessas substâncias, posto que mantêm-se em uma distribuição caótica, não dando origem, portanto, a nenhum efeito magnético externo.

Não há, até a atual data, nenhuma explicação completa e detalhada da origem do campo magnético terrestre. A teoria mais aceita é a de que este campo é criado por enormes correntes elétricas, circulando na camada líquida existente no interior da Terra, que experimentalmente é altamente condutora elétrica. Tal teoria explica satisfatoriamente as principais características do campo magnético terrestre, e também de campos magnéticos existentes em outros planetas, como Mercúrio e Júpiter. Todavia, a fonte de energia necessária para criar e manter essas correntes é ainda desconhecida, constituindo assim um tema de pesquisa e interesse permanente. O que há de mais enigmático sobre o campo magnético do planeta Terra são as várias inversões de polaridade que ele já experimentou: observações geológicas permitiram concluir que seu sentido foi invertido cerca de 170 vezes nos últimos 17 milhões de anos, isto é, a cada 100.000 anos! Para tal fato, também não foi possível, ainda, encontrar uma explicação adequada.

Um fato que é extremamente relacionado ao campo magnético terrestre é as chamadas aurora boreal e aurora austral, que podem ser muito bem observadas na atmosfera, nas proximidades do pólo norte e pólo sul da Terra. Os termos aurora boreal e aurora austral significam, respectivamente, "luzes do norte" e "luzes do sul". Estes fenômenos são conhecidos desde a Antiguidade, sendo mencionados na mitologia dos esquimós e de outros povos, que atribuíam-lhes origem sobrenatural. A aurora boreal e austral podem se apresentar em distintas formas (cortinas, arcos, raios, etc.) e com variadas cores.

A causa das auroras está relacionada com o campo magnético da Terra e uma explicação bem elaborada deste fenômeno só foi possível após o lançamento dos primeiros satélites artificiais. Instrumentos de observação, existentes nesses satélites, permitiram concluir que feixes de partículas eletrizadas (prótons e elétrons), emitidas pelo Sol, ao passarem nas proximidades da atmosfera terrestre são capturadas pelo campo magnético terrestre e descrevem trajetórias espiraladas em tal campo. As extensas regiões em torno da Terra, nas quais tais partículas descrevem as trajetórias espiraladas, são denominadas "cinturões de Van Allen" em homenagem ao grande físico norte-americano James Alfred Van Allen (1914-2006) (retratado na fotografia acima), que verificou e existência de tais regiões. Grande número desses partículas são defletidas em direção aos pólos magnéticos da Terra (onde o campo magnético é muito mais intenso). Ao atingirem a atmosfera, as partículas colidem com os átomos e moléculas de oxigênio e nitrogênio (principalmente), fazendo com que eles emitam a luz que constituem a aurora.

terça-feira, 20 de abril de 2010

A Revolução da Polarografia







Por volta do ano de 1920, os estudos de diversos campos da eletroquímica eram praticamentes considerados como encerrados: os conhecimentos obtidos permitiram interpretar muito bem o fenômeno da eletrólise, muito empregada também na análise química. Todavia, uma surpreendente descoberta mostraria que muitos problemas eletroquímicos estavam ainda em aberto, que alguns conceitos deveriam e careciam de ser reformulados, que os conhecimentos sobre a cisão das moléculas e a migração de suas partes constituintes, durante a eletrólise, eram muito insuficientes. Tal processo revolucionário foi a polarografia. No campo da técnica, o polarografo permitiria a visualização esquemática do comportamento dos íons na eletrólise, bem como análises rápidas e precisas, mesmo de quantidades de amostra inferiores a 1 mililitro. Isso em um nível quantitativo e qualitativo. (Íons são átomos com o número de prótons diferente do número de elétrons; íons com maior número de elétrons são denominados ânions, íons com maior número de prótons são denominados cátions.)

A polarografia foi descoberta pelo grande químico tchecoslovaco Jaroslav Heyrovský (1890-1967) (retratado na fotografia acima), quando estudava certa anomalia no gráfico que traduz a variação da corrente elétrica com o aumento da tensão, num processo eletrolítico em que usa-se como cátodo o mercúrio (Me) gotejante. Sintetizando, a nova modalidade de eletrólise utiliza uma célula eletrolítica de constituição espacial: o cátodo é o mercúrio que cai de um capilar com a freqüência de 3 a 6 gotas por segundo; o ânodo pode ser a camada de mercúrio depositada no fundo da célula; a fonte de energia é uma bateria de 2 volts ou 4 volts. Um potenciômetro faz variar continuamente e uniformemente, por intermédio de um motor e uma resistência, o potencial elétrico aplicado aos eletrodos. Um registrador traça a curva da variação da intensidade da corrente com a voltagem aplicada. Como na eletrólise de uma solução contendo sais de diferentes metais, cada metal só começa a se depositar no cátodo quando a força eletromotriz atinge certo limite (potencial de decomposição), a curva traçada pelo registrador permite identificar os constituintes da solução. Com o artificio da gota de mercúrio, o cátodo é sempre renovado, evitando-se a sua "polarização", ou seja, que algum produto da eletrólise deposite-se sobre ele, modificando-lhe as propriedades.

Essa descoberta de Heyrovský marcou o início para novas e revolucionárias descobertas no campo da Química, o que rendeu-lhe o Prêmio Nobel de Química em 1959.

Ácidos Nucléicos







Os ácidos nucléicos são assim chamados pelo fato de terem sido descobertos primeiramente no núcleo das células. São as maiores e mais importantes moléculas orgânicas, e estão presentes em todas as formas de vida: desde vírus até mamíferos. Existem dois tipos de ácidos nucléicos: o DNA (ou ADN, que é a sigla para ácido desoxirribonucléico) e o RNA (ou ARN, que é a sigla para ácido ribonucléico). Ambos são constituídos por dezenas, centenas ou até milhões de moléculas denominadas nucleotídeos, unidas entre si como elos de uma corrente. Por tal motivo, os ácidos nucléicos são classificados como polinucleotídeos. O nucleotídeo é uma molécula formada pela união de três outras moléculas: um ácido fosfórico (H2PO4), um monossacarídeo de cinco átomos de carbono (o que denomina-se pentose) e uma base nitrogenada. No DNA, a pentose presente é denominada desoxirribose, enquanto no RNA é denominada ribose. Quanto às bases nitrogenadas, tanto o DNA quanto o RNA, apresentam adenina, citosina e guanina. Somente o DNA, todavia, contém timina, e somente o RNA contém uracila.

O DNA é formado por desoxirribonucleotídeos, ou seja, por nucleotídeos cujo açúcar é a desoxirribose. Pode haver quatro tipos de nucleotídeos no DNA, que são os citados anteriormente. Uma molécula de DNA é formada por duas cadeias polinucleotídicas paralelas, dispostas no espaço como se fossem os corrimões de uma escada caracol torcida como uma mola helicoidal. As duas cadeias mantêm-se paralelas por estarem unidas através de ligações fracas (ligações estas denominadas pontes de hidrogênio), que estabelecem-se entre as bases nitrogenadas. As pontes de hidrogênios ocorrem entre pares de bases específicos: a adenina de uma das cadeias se liga à timina de outra cadeia, e a citosina de uma das cadeias se liga à guanina da outra.

O RNA é formado por ribonucleotídeos, ou seja, por nucleotídeos cujo açúcar é a ribose. Pode haver quatro tipos de nucleotídeos no RNA, contendo citosina, guanina, adenina ou uracila. É importante frisar que no RNA não há nucleotídeos como timina. A molécula de RNA é formada quase sempre por uma cadeia polinucleotídica, muitas vezes enrolada sobre si mesma.

Agora fica uma questão: qual é a importância dos ácidos nucléicos para os seres vivos? Os ácidos nucléicos comandam todo o funcionamento das células e do organismo porque contêm o genes, nos quais estão inscritas instruções para a fabricação de proteínas. Uma vez que as proteínas enzimáticas catalisam todas as reações vitais, ao controlar as enzimas os ácidos nucléicos controlam, indiretamente, todo o metabolismo. O DNA é capaz de autoduplicar-se, gerando duas cópias idênticas de si mesmo. Essa capacidade possibilita que as instruções genéticas sejam passadas de uma geração para outra.

segunda-feira, 19 de abril de 2010

"O Vasto Multiverso dos Amplos Universos"







Até a década de 1920 o ser humano pensava que só existia uma única galáxia. Tal galáxia era denominada Via Láctea (do latim via, que significa rio, e Láctea, que significa leite) e, por sinal, é a que vivemos. Todavia, em 1924 o célebre astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953) pôde constatar, por meio de um telescópio moderno em um observatório na Califórnia, que existem outras galáxias no Universo. A mais próxima da Via Láctea seria uma galáxia situada à 2 milhões de anos-luz do centro da Via Láctea, denominada Nebulosa de Andrômeda. Isso representou um avanço surpreendente e uma mudança radical no pensamento científico da época. Hubble, logo depois, por meio do chamado redshift (desvio para o vermelho), constatou que as galáxias estavam se afastando umas das outras, descoberta esta que serviu de base para a Teoria do Big-Bang. Isso mostrou que o Universo não é estático, porém, dinâmico e a cada vez mais cresce.

Até a década de 1980 o ser humano acreditava na existência de um único Universo, o nosso. Entretanto, surgiu a ideia de que, talvez, pudesse existir vários Universos. Isso seria como bolhas de água. Essa ideia surgiu por um motivo: a existência dos buracos brancos. Um buraco branco é o contrário de um buraco negro. Enquanto o buraco negro tem um campo gravitacional tão intenso a ponto de absorver para seu núcleo qualquer tipo de matéria (inclusive a luz), o buraco branco faz o contrário: ele jorra matéria. O buraco branco faz com que matéria saia de seu núcleo. E talvez a origem do big-bang tenha sido causada por um buraco branco. A existência dos buracos brancos, assim como a dos buracos negros, é uma peculiar conseqüência da relatividade. Por isso, se o nosso Universo foi criado por um buraco branco e existem vários buracos brancos no Universo, então existem vários big-bangs e, portanto, vários Universos paralelos. Portanto em um Universo paralelo pode existir outro sistema solar, outro planeta Terra, outro eu e outro você!

Uma teoria que se engloba imensamente em tais proposições hipotéticas é a Teoria das Cordas, que afirma mais ou menos isso, porém, unificando as quatro principais forças que regem o cosmos (força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca). Todavia, tem-se que levar em consideração que em um Universo paralelo ao nosso talvez exista outras leis físicas e, por conseqüência, outras constantes da natureza. Se em um Universo como o nosso, por exemplo, falhasse uma constante física da natureza, nós poderíamos não existir. Se, por exemplo, a constante universal, que rege os fenômenos relacionados a massa dos corpos, fosse menor, a massa dos corpos iria se dispersar pelo espaço e não existiria vida. Se a constante eletrostática que rege os fenômenos elétricos não existisse, não poderia haver uma interação entre os prótons e elétrons de um átomo e, por conseqüência, não poderia haver ligações covalentes ou iônicas, o que acarretaria na não existência de substâncias como a água ou qualquer tipo de ácidos, bases ou sais. Com isso, corpos orgânicos não existiriam e, por conseqüência, nenhum ser vivo existiria. Por isso, se em Universo paralelo as constantes e leis físicas forem diferentes pode não existir vida ou matéria como nós a conhecemos. Isso mostra-nos a imensa (muito imensa mesmo!) importância das leis e constantes físicas em um Universo, pois se uma falhar, todo o Universo é desregulado. Mas a ideia de Multiverso ainda existe e atualmente há uma imensa probabilidade de comprovação.

Em uma experiência recente com microondas ficou-se provado que o espaço do nosso Universo é curvado e achatado. Isso mostra que estamos dentro de uma esfera espacial (salientando-se que, segundo a relatividade einsteniana, o espaço é maleável. Disso provém a existência da gravidade.).

terça-feira, 13 de abril de 2010

Homenagem à Louis Pasteur







O trabalho do grande cientista francês Louis Pasteur, que contribuiu imensamente para a Química e Medicina, abriu campos novos na Química e sempre teve a preocupação de atender às necessidades da sociedade, especialmente nas áreas de saúde a alimentação. A estreita relação entre a Química e a Medicina tem um marco muito importante encravado nesse cientista. Além disso, o resultado de suas investigações teve considerável impacto na economia, especialmente da França, permitindo ao país manter padrões significativos para o século XIX.


Louis Pasteur nasceu na cidade de Dôle, na França, a 27 de dezembro de 1822. Freqüentou as escolas primária e secundária em outra cidade, Arbois. Seus estudos superiores foram realizados no Colégio Real de Besançon, onde, em 1840, recebeu o título de bacharel em letras e, 1842, o diploma de bacharel em Ciências, no qual constava a qualificação de "medíocre" em Química. No ano de 1843, ingressou na Escola Normal Superior, em Paris. Freqüentando as aulas do químico Jean Baptiste André Dumas (1800-1884), um dos fundadores da teoria atômica, sentiu-se motivado a aprofundar seus estudos em Química. Pouco tempo depois tornou-se assistente do químico Antoine Jerome Balard (1802-1876), que, em 1826, descobriu o elemento químico bromo. Recebeu o título de doutor em Ciências, em 1847.


Pasteur teve grande envolvimento com o trabalho experimental, aconselhando empenho máximo a seus discípulos. Consta que, até mesmo em seu leito de morte, teria recomendado a seus alunos: "É preciso trabalhar" (Il faut travailler, em francês). Outra afirmação célebre de Pasteur é a de que "o acaso só favorece a mente preparada" (em francês: Hasard ne favorise que l'esprit préparé). Com essas palavras, Pasteur pretendia afirmar que o experimentador deve estar sempre atento ao seu empreendimento porque, no transcorrer da investigação científica, mesmo acontecimentos fortuitos podem sugerir novos caminhos. O vislumbre dessas rotas alternativas só estará ao alcance de quem possuir muito conhecimento acumulado e permanecer sempre alerta. Pasteur teve muitas ocasiões de verificar tal máxima.

Sua significativa obra despertou admiração internacional. Entre aqueles aqueles que prestigiaram seu grande intelecto está uma personalidade bastante conhecida na história do Brasil, o imperador Dom Pedro II. O monarca luso-brasileiro encontrou-se várias vezes com Pasteur, trocou correspondência e financiou algumas de suas pesquisas.

Devemos à Pasteur descobertas como o soro anti-rábico, a pasteurização (processo no qual fervemos leite - ou outro líquido qualquer - com o intuito de matar os microorganismos que nele se encontra) e descobertas extremamente significativas no ramo da Química intitulado estereoquímica. Pasteur trabalhou no estudo da simetria molecular e determinação da estrutura molecular por meio de luz polarizada.

Pasteur faleceu em 28 de setembro de 1895, após sofrer um segundo derrame cerebral (o primeiro havia sido em 1868, aos 46 anos de idade). Todavia, o legado e as grandes descobertas do saber de Pasteur estão mais vivas do que nunca. Sempre que alguém se interessa por química, Pasteur "renasce" novamente.

domingo, 11 de abril de 2010

O Big-Bang







O big-bang é atualmente o melhor modelo que tenta explicar cosmologicamente o início do Universo (frisando-se, porém, que há outras teorias com o mesmo objetivo). Proposto com grande estruturação pelo físico ucraniano George Gamow (1904-1968) (retratado na fotografia acima), afirma que há cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, o Universo nasceu numa violenta "explosão". (Eu me permiti colocar entre aspas a palavra explosão porque realmente não podemos classificar como uma explosão o big-bang, posto que naquele espaço não existia matéria para a onda de choque poder se propagar.) Podemos considerar que numa fração de um segundo, toda a energia e matéria do cosmos foram criadas e a matéria assumiu sua forma presente. A teoria não pode e não tenta explicar o que ocorreu "antes" disso. Só podemos afirmar que o Universo era infinitamente pequeno, quente e extremamente denso ao nascer. Dos 10 aos 43 segundos, o que pode-se chamar de "tempo de Planck", as leis normais da Física não aplicavam-se. Do tempo de Planck em diante, todavia, a teoria teve mais sucesso. A densidade da energia era tão alta que partículas de matéria podiam se formar e decair espontâneamente, segundo a famosa equação de Einstein, E = mc². À medida que o Universo expandiu-se, a densidade e a temperatura caíram e a massa das partículas que podiam se formar desse modo diminuiu, até que, após um microssegundo (um milionésimo de segundo), a temperatura caiu a menos de um quatrilhão de °C e não pôde haver mais formação de matéria.

Ocorreu um período de súbita expansão no primeiro instante da criação, denominado inflação, no qual o Universo passou de menor que um átomo a maior que uma galáxia. Isso foi extremamente necessário para explicar a uniformidade que o Universo apresenta hoje. A melhor sugestão quanto ao que pode ter impelido esse surto de crescimento é que enormes quantidades de energia foram liberadas quando quatro "forças fundamentais" (força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca), que governam o Universo desde então, se separaram de uma "superforça" sintetizada.

O principal argumento (e o primeiro) que reforçaram (e reforçam) as crenças na teoria do big-bang é o fato de as galáxias estarem se distanciando. Essa expansão de galáxias foi descoberta no ano de 1923 pelo astrônomo norte-americano Edwin Powell Habble (1889-1953). Deve-se, é claro, salientar que a primeira teoria que tentou explicar a origem do Universo mais semelhante a do big-bang foi uma teoria proposta pelo astrônomo, físico e padre católico belga Georges Lemaître (1894-1966).

O termo big-bang surgiu de forma um tanto pejorativa, posto que a primeira pessoa que referia-se a tal teoria desta forma foi o astrônomo britânico Fred Hoyle (1915-2001) que lutava a favor de uma teoria contrária ao big-bang, uma teoria que considerava o Universo como sendo estacionário, isto é, sempre teve a forma que conhecemos, porém, foi desenvolvendo-se com o tempo.

sexta-feira, 9 de abril de 2010

Newton e Einstein: Os Desbravadores da Gravidade







No século XVII, o célebre físico, matemático e astrônomo inglês Sir Isaac Newton publicou a sua mais renomada obra, intitulada Princípios Matemáticos da Filosofia Natural. Em tal obra, Newton apresentou as leis que regem o movimento dos corpos, as chamadas Leis de Newton. Além de tais leis, Newton, no terceiro e último volume dos livros, deu a explicação para a questão de que por que os corpos caem. Sua explicação pode ser resumida em uma frase: todos os corpos atraem-se reciprocamente com uma força proporcional a massa dos respectivos corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. E Newton, com sua imensa genialidade e conhecimento vasto em Matemática, resumiu tal lei em uma única equação: F = GMaMb/r², onde F representa a força de atração dos corpos, Ma e Mb representam a massa dos corpos, G é a chamada constante gravitacional, que tem um valor G = 6,6 . 10-¹¹ N . m²/kg² (medida no século XVIII pelo físico e químico inglês Henry Cavendish -1731-1810), e r representa a distância de separação dos corpos. Essa lei é o que atualmente conhecemos por Lei da Gravitação Universal. Com essa lei Newton não só explicou por que os corpos caíam, todavia, explicou também por que a Lua gira em torno da Terra, porque ocorre o fenômeno das marés e por que os planetas do sistema solar giram em torno do Sol. E tal lei se adentra por todo o Universo. Porém, existiu uma imensa dúvida que nem o próprio Newton soube responder: como se forma esta força gravitacional, ou melhor, o que é esta força gravitacional, ou explicitando ainda melhor, o que é a gravidade? Quem respondeu tal questão foi um renomado físico alemão chamado Albert Einstein (1879-1955).

No ano de 1905 Albert Einstein, com apenas 26 anos de idade, publicou três artigos dos quais o primeiro falava sobre o efeito fotoelétrico e a natureza quântica da luz; o segundo falava sobre o movimento browniano que, por sinal, contribuiu imensamente para a comprovação da existência dos átomos; e o terceiro, e mais impactante, falava sobre a chamada, e muito conhecida atualmente, Teoria da Relatividade Restrita. A Teoria da Relatividade Restrita, em uma extrema síntese, afirma que o espaço e o tempo são praticamente a mesma coisa. Em outras palavras o espaço e o tempo se "entrelaçam" formando um único conjunto, como uma espécie de lençol, denominado espaço-tempo. Afirma também que, para um corpo que viaja a velocidade da luz (aproximadamente 300 000 km/s), o tempo passaria mais lentamente, isto é, ocorreria o que chama-se cientificamente de dilatação dos tempos. Einstein faz também em tal obra uma revelação incrivelmente inteligente: afirma que todos os corpos distorcem o espaço só pelo fato de estarem contidos nele. E quanto maior for a massa de um corpo, maior será tal distorção. É como uma cama elástica: se, por exemplo, uma pessoa de 50 kg pular em cima de uma cama elástica, ela com certeza causará uma distorção na cama elástica; porém, se uma pessoa de 73 kg, por exemplo, pula em cima da mesma cama elástica, a distorção será maior devido a maior massa de tal pessoa. Einstein, com isso, explica como se forma a gravidade entre os corpos: pela distorção que eles causam no espaço. Por isso que quanto maior for a massa de um corpo, mais intenso será seus campo gravitacional, pois a distorção que ele causará no espaço será maior. Então podemos afirmar que a gravidade não é mais que a deformação que os corpos causam no espaço.


Essa concepção de Einstein representou uma imensa revolução na Física e em todo o pensamento científico da época e de atualmente também. Uma interessante conseqüência da Relatividade é a existência dos buracos negros: quando uma estrela de grande (imensa mesmo!) massa consome toda a sua energia, seu núcleo pela, força gravitacional, se contrai, o que acarreta em uma expansão de sua superfície devido a imensa quantidade de radiação contida no núcleo. Isso faz com que a massa da estrela cresça até o ponto de explodir em um processo conhecido como explosão de uma super-nova. Isso forma um corpo de massa imensamente grande que, justamente por sua imensa massa, causa uma monumental distorção no espaço. Essa massa tem um campo gravitacional tão intenso (extremamente intenso mesmo!) que nem mesmo a luz pode "escapar" dele. Isso faz com que tudo, absolutamente tudo, seja atraído para seu núcleo passando por uma série de eventos de espaço-tempo, fazendo com que qualquer corpo, quando é absolvido por esta massa, não possa mais retornar. Esta massa é conhecida como buraco negro.



quinta-feira, 8 de abril de 2010

Paleontologia: Descobrindo Dinossauros







Nos anos de 1820, a paleontogista inglesa Mary Anning (1799-1847) começou uma carreira como coletora profissional de fósseis nas praias de Lyme Regis, na Inglaterra. Anning forneceu material para os maiores cientistas do período e, durante sua carreira, descobriu fósseis de Plessiossauro, de Ichthyossauro e do primeiro Pterossauro na Grã Bretanha. No ano de 1842, o biólogo anatomista e paleontologista britânico Richard Owen (1804-1892) inventou o termo "dinosauria" para descrever o Megalossauro, Iguanodon e Hylaeossauro, encontrados na época.


Em 1860, 1861 e 1877, os fósseis de uma pena e de dois pássaros foram descobertos na mesma pedreira jurássica em Solnhofen, na Alemanha. O pássaro foi denominado Archaeopteryx e parecia ser uma forma transitória entre dinossauro e pássaro.



O Primeiro Dinossauro

  • Fósseis de uma mandíbula e dentes foram encontrados em Oxfordshire, na Inglaterra, por volta de 1815.


  • O geólogo e paleontólogo britânico William Buckland (1784-1856), da Oxford University, estudou os fósseis que ele deduziu serem de um réptil grande e carnívoro.

  • Em 1822, o colega de Buckland, o geólogo, paleontólogo e ativista político James Parkinson (1755-1824), nomeou a criatura de Megalossauro (grande lagarto).

quarta-feira, 7 de abril de 2010

As Descobertas de Edward Jenner (1749-1823) e Alexander Fleming (1881-1955)




Os cientistas britânicos Edward Jenner e Alexander Fleming realizaram descobertas revolucionárias no campo da Medicina e Fisiologia, marcando o início de uma revolução na área médica e biológica.
Edward Jenner (retratado na fotografia mais acima) nasceu no vilarejo de Berkeley, situado na Inglaterra. Ele atuou como cirurgião antes de estudar Medicina em Londres. Retornou para sua cidade natal como médico em 1773. A contribuição mais famosa e revolucionária de Jenner para a Medicina foi o desenvolvimento inicial da vacinação. Conta-se que uma senhora que trabalhava em uma fazenda ordenhando vacas chamada Sarah Nelmes gabava-se que não pegava varíola (doença muito disseminada na Europa na época) porque já tinha contraído antes a menos séria varíola bovina das vacas que ela ordenhava. Um surto de varíola em 1788 provou que ela estava certa. Todos os pacientes de Jenner que já tinham tido varíola bovina não contraíram varíola. No ano de 1796, Jenner provou sua teoria infectando um garoto primeiro com varíola bovina e depois com varíola. Ele descobriu que o garoto estava imune à doença. Jenner chamou seu tratamento de vacinação (palavra derivada da palavra latina para varíola bovina - vaccina).

Sir Alexander Fleming (retratado na foto mais abaixo da extremidade acima) nasceu em 1881 na Escócia, formando-se em Bacteriologia. Fleming trabalhou no St. Mary's Hospital, em Londres, e serviu no Corpo Médico durante a Primeira Guerra Mundial. Ele se tornou interessado no problema de controlar infecções causadas por bactérias e continuou suas pesquisas depois da guerra. Fleming descobriu a penicilina, o primeiro antibiótico, o que marcou uma revolução na Medicina. Antibióticos são drogas que matam bactérias. Eles, atualmente, são usados para o tratamento de doenças. Conta-se que, em uma manhã de 1928, Fleming estava preparando sua rotineira amostra de culturas de bactérias quando notou que algo estava matando as bactérias. Ao investigar, descobriu que era um bolor de pão chamado penicilina. Dois outros excelentes cientistas, Howard Walter Florey (1898-1968) e Ernst Boris Chain (1906-1979), ajudaram a aperfeiçoar a manufatura de penicilina, e eles dividiram em 1945 o Prêmio Nobel de Medicina em com Fleming.

terça-feira, 6 de abril de 2010

"O Mensageiro das Estrelas"







No ano de 1597, o grande físico, astrônomo e matemático italiano Galileu Galilei (1564-1642) (retratado na fotografia acima) escreveu uma carta ao astrônomo, matemático e astrológo alemão Johannes Kepler (1571-1630), na qual proclamava partidário, "há muitos anos", da teoria heliocêntrica (Sol no centro do Universo) do astrônomo e matemático polonês Nicolau Copérnico (1473-1543). Todavia, durante todo o tempo que Galileu permaneceu na cidade italiana de Pádua, ele ministrou suas aulas em estrita concordância com os ensinamentos aristotélicos, que afirmavam ser a Terra o centro do Universo. Suas convicções heliocêntricas, assim como as revolucionárias conclusões sobre o movimento dos corpos, Galileu guardava-as para os amigos e para alguns poucos correspondentes, como Kepler. As teorias de Galileu sobre o movimento seriam publicadas, de forma bem ordenada, somente após a sentença do Tribunal do Santo Ofício sobre ele, em decorrência de suas concepções anti-aristotélicas e modernamente heliocêntricas. Entretanto, sua defesa do heliocentrismo, que o levaria à prisão domiciliar, foi ventilada muito antes.


Tudo se iniciou em 1609, com uma viagem de Galileu à cidade de Veneza, onde ouviu falar de um aparelho, construído por um artesão holandês, chamado Hans Lippershey (1570-1619), que fazia os objetos parecerem maiores e mais próximos: o telescópio. Retornando a cidade de Pádua, Galileu conseguiu adquirir um desses interessantes instrumentos, com o qual passou a investigar constantemente o céu.


Em março de 1610, Galileu publicou um livro de apenas 24 páginas, intitulado Sidereus Nuncius (isto é, O Mensageiro das Estrelas), nele descrevendo algumas de suas observações com a luneta. Neste livro, Galileu cita no início uma pequena homenagem à Cosimo de Médici, duque de Pádua, a quem Galileu tinha esperança de ser próximo e protegido. No livro, Galileu verifica que "a superfície da Lua não é perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica, como considera uma extensa escola de filósofos com respeito à Lua e aos demais corpos celestes; pelo contrário, está repleta de irregularidades, é desigual, cheia de cavidades e protuberâncias, tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda parte, com montanhas elevadas e vales profundos". O Mensageiro das Estrelas prosseguia narrando a descoberta de milhares de outras estrelas, além das observáveis a olho nu; e trazia no término uma revelação sensacional e surpreendente na época: "Fica a questão que se me afigura ser tida como a mais importante desta obra, isto é, a de eu revelar e publicar ao mundo o momento da descoberta e observação de quatro planetas nunca vistos, desde o começo do mundo até nossos dias". Galileu havia descoberta as quatro luas de Júpiter, as quais futuramente foram denominadas Luas Galileanas. É interessante que as luas de Júpiter, apesar de não provarem que Copérnico tinha realmente razão, abalavam a antiga ideia de que a Terra é o centro em torno do qual tudo gira, que, por sinal, podemos classificar como uma ideia muito egoísta e anticientífica!

sábado, 3 de abril de 2010

Proteínas e Aminoácidos







As proteínas são componentes fundamentais e cruciais de todos os seres vivos. Mesmo os vírus e outros microorganismos, as formas mais simplórias de vida, contêm proteínas em sua rede estrutural. Devemos a descoberta das proteínas ao farmacologista e bioquímico norte-americano Alfred Goodman Gilman (nasc. 1941). Moléculas de proteína são constituídas por dezenas ou mesmo centenas de moléculas menores, os chamados aminoácidos, ligados em seqüência como elos de uma corrente. Uma proteína pode ser definida, portanto, como uma seqüência de aminoácidos encadeados. As moléculas de proteína são relativamente grandes, quando comparadas com moléculas de outras substâncias. Por tal motivo, são classificadas, juntamente com algumas outras substâncias orgânicas, na categoria de macromoléculas (do grego makros, que significa grande).


Um aminoácido é uma molécula orgânica formada por átomos de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N). Alguns tipos de aminoácidos podem conter, além desses, átomos de enxofre (S). Ao analisar as fórmulas dos 20 tipos de aminoácidos que podem estar presentes nas proteínas, nota-se que, em todas, há um átomo de carbono que ocupa posição central na molécula (o chamado carbono alfa). A esse átomo de carbono ligam-se quatro grupos de átomos, três dos quais são iguais em todos os aminoácidos: um hidrogênio (-H), um grupo amina (-NH2) e um grupo carboxílico (-COOH). O termo aminoácido deve-se justamente à presença desses agrupamentos típicos na molécula. Os aminoácidos diferem por um único grupo de átomos, denominado genericamente como radial (representado comumente por R), que faz a quarta ligação com o carbono central. No aminoácido do tipo glicina, por exemplo, o R é um átomo de hidrogênio; no aminoácido do tipo alanina, o R é um agrupamento de três átomos (-CH3); já no aminoácido do tipo cisteína, o R contém cinco átomos, sendo um deles o enxofre (-CH2SH).


Todo o ser vivo necessita de 20 tipos de aminoácido para fabricar suas proteínas. Algumas espécies são capazes de fabricar todos esses aminoácidos, e não precisam obtê-los na alimentação variada. Outras espécies, entre elas os seres humanos, não conseguem sintetizar alguns dos tipos de aminoácidos e, por tal razão, têm de recebê-los nos alimentos. Os aminoácidos que um organismo não tem a capacidade de sintetizar são chamados aminoácidos essenciais. Já os aminoácidos que o organismo tem a capacidade de sintetizar a partir de outras substâncias que ingere são chamados de aminoácidos naturais ou aminoácidos não-essenciais.

quinta-feira, 1 de abril de 2010

Homenagem ao Pai da Tabela Periódica: Dmitri Ivanovich Mendeleev







É muito interessante pensar na vastidão de matéria que existe no Universo em que habitamos. E é uma matéria variada, pois se apresenta de várias formas distintas e composições peculiares. Todavia, é ainda mais interessante que pouco mais de 90 elementos químicos são suficientes para constituir toda essa vasta quantidade de matéria. Toda a matéria (excetuando a matéria escura) é constituída por tais elementos químicos.


Nós sabemos que todos os elementos químicos (atualmente 118 já descobertos) são dispostos em uma tabela que permite identificá-los, denominada Tabela Periódica. Porém, afinal, quando surgiu a Tabela Periódica? A Tabela Periódica foi inventada no final do século XIX por um químico e físico russo brilhante e habilidoso chamado Dmitri Ivanovich Mendeleev (retratado na fotografia acima).


Dmitri Ivanovich Mendeleev nasceu em 8 de Fevereiro de 1834, na cidedezinha de Tobolsk, na então fria Sibéria. Era o filho mais novo de 17 irmãos. Seu pai, Ivan Pavlovich Mendeleev era diretor da escola de seu povoado, e, infelizmente, perdeu a visão no mesmo ano do nascimento de Dmitri. Por conseqüência, perdeu seu trabalho. Para a infelicidade da família, seu pai recebia uma pensão muito ínfima, e por tal motivo, sua mãe, Maria Dmitrievna Mendeleev, passou a dirigir uma fábrica de cristais fundada por seu avô, Pavel Maximovich Sokolov. Na escola em que estudava, Dmitri destacou-se, desde cedo, em Ciências (porém, nem tanto em escrita, ou escrevendo mais formalmente, ortografia). Um cunhado, exilado por motivos meramentes políticos e um químico da fábrica de cristais deram força para sua paixão por Ciência. Posteriormente, logo depois da morte de seu pai, um incêndio devastou a fábrica de cristais. Sua mãe, então, não decidiu reconstruir a fábrica, pois preferiu investir suas economias na educação do filho. Nessa mesma época todos os seus irmãos, exceto uma irmã, já viviam independentemente. Sua mãe, então, mudou-se com ambos para a cidade de Moscou, com o fim de que Dmitri ingressasse na Universidade de Moscou, o que, infelizmente, não ocorre. Talvez devido as condições políticas vividas pala Rússia naquele período, a universidade só admitia moscovitas. Então, viajaram para a cidade de São Petersburgo, que, naquela época, era uma das mais desenvolvidas economicamente da Rússia. Entretanto , em São Petersburgo a situação praticamente era a mesma: não admitia-se estudantes de outras regiões. Felizmente sua mãe descobriu que o diretor do Instituto Pedagógico Central (naquela época principal escola formadora de professores da Rússia) era amigo de seu já falecido marido, o que acarretou em uma admissão de Dmitri. O Instituto Pedagógico Central ficava nos mesmos prédios da Universidade de São Petersburgo e tinha em sua contribuição muitos professores da própria universidade.


Dmitri interessou-se pela Química graças ao prestigiado professor Alexander Voskresenki, que, por sinal, passou seus últimos anos de vida em uma enfermaria devido a um falso diagnóstico de tuberculose. Ainda assim, Dmitri graduou-se em 1855 como primeiro de sua classe. No ano de 1859, conseguiu uma verba do governo para estudar no exterior durante dois anos. Inicialmente foi à Paris, onde estudou sob orientação do químico e físico francês Henri Victor Regnault (1810-1878), um dos melhores experimentalistas de toda a Europa naquela época. No ano posterior, Mendeleev viajou à Alemanha, onde estudou com o físico alemão Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) e com o químico, também alemão, Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen (1811-1899), que, por sinal, foram os inventores do espectroscópio e do, até hoje utilizada, bico de Bunsen.


Mendeleev tinha um temperamento muito díficil e explosivo, e foi isso que acabou com parte de sua carreira. Com pouquíssimo tempo de convivência com Kirchhoff desistiu de suas aulas. Todavia, ainda continuou na Alemanha, onde residia em um pequeno apartamento que, de costume e peculiaridade, transformou em um laboratório. Neste laboratório improvisado, trabalhando só, limitou-se a estudar a dissolução do álcool em água e fez importantes descobertas sobre estruturas atômicas, valência e propriedades dos gases. No ano de 1860, pouco antes de retornar à Rússia, participou do 1º Congresso Internacional de Química da Alemanha, na cidade de Kerlusche, onde foi por influência do célebre químico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910), que afirmou que o padrão de abordagem dos elementos químicos seria o chamado peso atômico.
Mendeleev estudou as propriedades físicas e químicas de 63 elementos químicos conhecidos na época e ordenou em uma tabela por ordem crescente de massa atômica, inaugurando, assim, a Tabela Periódica. Sua tabela serviu de base para a organização dos 118 elementos químicos conhecidos atualmente. A classificação de Mendeleev deixava espaços vazios, prevendo a descobertas de novos elementos. Conta-se que Mendeleev fez tal organização em sua casa de campo, na Sibéria, após uma madrugada inteira acordado. Além de tais surpreendentes descobertas, Mendeleev elaborou a fórmula da vótka perfeita, afirmado que devem ser duas doses de água para uma de álcool. Isso, atualmente, é uma lei da Rússia.

Mendeleev faleceu em 2 de Fevereiro de 1907, já praticamente cego, porém, seu legado está vivo até os dias de hoje.