Biomoléculas e a Base Molecular da Vida

1. Biomoléculas e a Base Molecular da Vida • Prof. Dr. Francisco Prosdocimi • franciscop@ucb.br • http://www.chicopros.com

2. A BIOLOGIA NO SEC. XIX • Vitalismo, élan vital: característica particular e única existente apenas em organismos vivos – pensamento místico em círculos acadêmicos • Desenvolvimento da bioquímica e da genética • Tentativa de explicar a vida em bases físicas • Trazer o rigor das ciências exatas para as ciências biológicas • Objetivo alcançado com a biologia molecular • Estudos do fim do sec. XIX e início do sec. XX mostram que apenas as forças químicas das moléculas inanimadas é capaz de explicar a constituição dos organismos vivos

3. SACO DE MOLÉCULAS? • Organismos vivos são compostos de moléculas sem-vida • O que distingue, então, um organismo vivo de um saco de moléculas? • Complexidade e Organização • Capacidade de extrair, transformar e utilizar a energia do ambiente • Capacidade de replicação

4. DIVERSIDADE DOS ORGANISMOS

5. ORGANISMO OLHANDO MAIS DE PERTO Sistemas Órgãos • Por trás da diversidade anatômica existe uma incrível similaridade em nível celular e químico A LÓGICA MOLECULAR DA VIDA • Poucas generalizações podem ser feitas para todos os organismos Tecidos Células Organelas Proteínas Moléculas Aminoácidos Polissacarídeos Acidos Nucléicos A, T, C e G Açúcares simples

6. ALFABETO QUÍMICO • Todos os organismos vivos são constituídos a partir das mesmas unidades monoméricas • A estrutura das macromoléculas é o que determina a sua função biológica • Cada espécie apresenta um conjunto distinto de macromoléculas

7. VIDA E ABUNDÂNCIA DE ÁTOMOS • A maioria dos constituintes moleculares dos seres vivos são compostos de átomos de C ligados a outros átomos de C, H, O, N, P e S • Se encontrássemos vida fora da Terra... • Massa celular -- 99% CHON

8. UM POUCO DE QUÍMICA Hidrogênio Água Número de elétrons não emparelhados Camada Completa Átomo Amônia 1 8 7 Metano 6 16 Sulfeto de Hidrogênio 15 Ácido Fosfórico

9. TRÊS VIVAS PARA O CARBONO • Corresponde a mais de 50% do peso seco das células • Versatilidade na formação de ligações químicas • Formação de cadeias lineares, cadeias ramificadas e estruturas cíclicas • Compostos orgânicos – moléculas que apresentam esqueletos de carbono covalentemente ligados

10. GRUPOS FUNCIONAIS EM MOLÉCULAS VIVAS

11. EXEMPLOS DE BIOMOLÉCULAS

12. BIOMOLÉCULAS • Ácidos Nucleicos • Armazenamento da informação genética • Proteínas • Enzimática • Estrutural • Transporte • Hormônios • Polissacarídeos • Armazenamento • Estrutura • Lipídeos • Armazenamento • Estrutura • Hormônios Características em comum: ALTO PESO MOLECULAR

13. ÁCIDOS NUCLEICOS • DNA, RNA • Armazenamento da informação genética • Polímeros de nucleotídeos

14. DNA E RNA • Polímeros de nucleotídeos • Esqueleto de ribose-fosfato ligado às bases nitrogenadas

15. REPLICAÇÃO DO DNA • O DNA é composto por uma dupla-hélice • Replicação semi-conservativa: as bases presentes em uma das fitas contém toda a informação necessária para a síntese da nova fita • A complementaridade das bases A = T, G = C • As duas fitas do DNA são antiparalelas

16. EVOLUÇÃO POR MUTAÇÕES • A modificação das moléculas de DNA ao longo do tempo (mutação) é um dos principais fatores evolutivos

17. DOGMA CENTRAL E TRADUÇÃO

19. PROTEÍNAS • Moléculas mais importantes? • Polímeros de aminoácidos • Apenas 20 diferentes aminoácidos estão presentes nas moléculas biológicas Carboxil Amino

20. AMINOÁCIDOS

21. LIGANDO AMINOÁCIDOS • Onde acontece? • Quem atua como catalisador?

22. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS • Enovelamento de proteínas

23. HIERARQUIA ESTRUTURAL