Bioquímica

1. Bioquímica Introdução Profª Drª Samara Ernandes

2. O que é? • A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida. • É a disciplina científica que busca explicar a vida no nível molecular. • Oferece esclarecimentos sobre o tratamento de doenças, tais como o câncer e diabetes. • Melhora a eficiência de indústrias, tais como a síntese de pesticidas e medicamentos e o tratamento de esgotos. Profª Drª Samara Ernandes

3. A bioquímica oferece respostas para questões fundamentais como... • “De que somos feitos?” • “Como funcionamos?” Profª Drª Samara Ernandes

4. É uma ciência reducionista... Tenta explicar o todo dividindo-o em partes menores e examinando cada parte separadamente, ou seja, isolando e caracterizando as moléculas componentes de um organismo Profª Drª Samara Ernandes

5. Níveis de organização de um organismo vivo A bioquímica focaliza estruturas e funções de moléculas. Interações entre moléculas dão origem a estruturas de ordem superior, que podem elas próprias ser componentes de entidades maiores, levando finalmente ao organismo inteiro. Profª Drª Samara Ernandes

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8. Os três principais temas da bioquímica... • De que são feitos os organismos vivos? Profª Drª Samara Ernandes

9. Como os organismos adquirem e usam energia? Profª Drª Samara Ernandes

10. Como um organismo mantém sua identidade através das gerações? Profª Drª Samara Ernandes

11. Moléculas biológicas Apenas um pequeno subconjunto dos elementos conhecidos ocorre em biomoléculas. Os mais abundantes são: C, N, O e H, seguidos de Ca, P, K, S, Cl, Na e Mg. Oligoelementos em quantidades pequenas. Profª Drª Samara Ernandes

12. As células contêm quatro tipos principais de biomolécula... • Aminoácidos Contêm um grupamento amina (-NH2) e um ácido carboxílico(-COOH). Profª Drª Samara Ernandes

13. Glicídeos • Chamados de oses, monossacarídeos ou simplesmente acúcar. • Fórmula: (CH2O)n Profª Drª Samara Ernandes

14. Nucleotídeos Formados por uma pentose, um anel nitrogenado e um ou mais grupamentos fosfato. Profª Drª Samara Ernandes

15. Lipídeos Não podem ser descritos por uma única fórmula estrutural, pois são constituídos por diversas moléculas. Característica geral: pouco solúveis em água. Profª Drª Samara Ernandes

16. Há três tipos principais de polímeros biológicos • Os organismos contêm macromoléculas (polímeros) que podem ser feitas de milhares de pequenas moléculas (monômeros). Polímero Profª Drª Samara Ernandes

17. As ligações de monômeros em polímeros valem para os aminoácidos, oses e nucleotídeos Os lipídeos não formam polímeros, embora possam se agregar formando estruturas maiores. Profª Drª Samara Ernandes

18. Polímeros de aminoácidos: PROTEÍNAS ou PEPTÍDEOS (20 tipos de aminoácidos diferente servem como elementos de construção) • Polímeros de nucleotídeos: ÁCIDOS NUCLÉICOS ou POLINUCLEOTÍDEOS (apenas 4 tipos de nucleotídeos diferentes) • Polímeros de oses ou monossacarídeos: POLISSACARÍDEOS ou POLIOSÍDEOS ou GLICANS (poucos tipos de oses) Profª Drª Samara Ernandes

19. Aminoácido Aminoácido Polipeptídeo Proteína Profª Drª Samara Ernandes

20. Nucleotídeo Ácido nucléico Profª Drª Samara Ernandes

21. Polissacarídeos Profª Drª Samara Ernandes

22. Energia e metabolismo • As atividades normais dos organismos vivos –mover-se, crescer, reproduzir-se, movimentação de uma bactéria, lampejar de um vaga-lume, descarga elétrica de uma enguia – demandam um gasto constante de energia. O estudo da energia e de seus efeitos sobre a matéria pertence à Termodinâmica (do grego, therme, calor + dynamis, energia). • A vida segue as leis da termodinâmica Profª Drª Samara Ernandes

23. Os organismos vivos existem em um estado de equilíbrio dinâmico, nunca em equilíbrio com seu meio ambiente... • As moléculas são continuamente sintetizadas e depois degradadas em reações químicas que envolvem um fluxo constante de massa e energia. Exemplos: a) moléculas de hemoglobina que transportam O2 nesse momento foram sintetizadas no mês passado, no próximo mês serão degradadas e substituídas por novas. Profª Drª Samara Ernandes

24. b) A glicose ingerida na última refeição está agora circulando no sangue e, antes que o dia termine, elas serão convertidas em outra molécula – CO2 ou gordura – e substituídas por suprimento fresco de glicose. Profª Drª Samara Ernandes

25. As quantidades de hemoglobina e glicose permanecem constantes porque a velocidade de síntese ou ingestão de cada uma está balanceada com a velocidade da degradação, consumo ou conversão em outro produto. A constância da concentração é o resultado de um estado de equilíbrio dinâmico (diferente de equilíbrio) Profª Drª Samara Ernandes

26. Manter o estado de equilíbrio requer o investimento constante de energia; quando a célula não consegue mais gerar energia, ela morre e começa a decair em direção ao equilíbrio com o meio ambiente. Profª Drª Samara Ernandes

27. Os organismos transformam a energia e a matéria do seu meio ambiente... • Sistema: a parte de interesse do universo, tal como o frasco de reação ou um organismo; o restante do universo é o meio externo. Universo: sistema + meio externo Profª Drª Samara Ernandes

28. Tipos de sistema • Isolado: o sistema não troca nem matéria nem energia com o seu ambiente. • Fechado: o sistema troca energia mas não matéria com o ambiente. • Aberto: o sistema troca tanto energia como matéria com o ambiente. Um organismo vivo é um sistema aberto... Profª Drª Samara Ernandes

29. Primeira Lei da Termodinâmica... A energia (U) é conservada; não pode ser criada nem destruída, mas pode ser transformada.Ex: energia de um rio descendo pode ser captada como eletricidade, a qual pode ser utilizada para produzir calor ou executar trabalho mecânico. Profª Drª Samara Ernandes

30. Os organismos vivos obtêm a energia do seu ambiente de duas maneiras 1) Captam alimentos químicos (como a glicose) do ambiente e extraem a energia oxidando-os As células e os organismos não- fotossintetizadores obtêm a energia que necessitam pela oxidação de produtos ricos de energia da fotossíntese e, depois, passando os elétrons para o oxigênio atmosférico para formar água, dióxido de carbono e outros produtos finais, que são reciclados no ambiente. Profª Drª Samara Ernandes

31. 2) Absorvem energia a partir da luz solar. As células fotossintetizadoras absorvem a energia luminosa e as usam para direcionar os elétrons da água para o dióxido de carbono (redução), formando produtos ricos em energia, como a glicose, amido, sacarose e liberando oxigênio para a atmosfera. Profª Drª Samara Ernandes

32. Todas essas reações envolvendo o fluxo de elétrons são reações de oxidação-redução, um reagente é oxidado (perde elétrons) à medida que outro é reduzido (ganha elétrons) Profª Drª Samara Ernandes