Componentes Químicos da Célula:
Composto Porcentagem
Água 75 a 85%
Íons inorgânicos 1%
Carboidratos 1%
Lípideos 2 a 3%
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Classificação dos Compostos
Químicos:
Orgânicos: contém ao menos uma molécula de
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Íons
- Cátions: derivados de átomos
que perderam e-, carga (+).
Ex: Na+
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- Ânions: derivados de á...
Íons importantes
• Na+
: importante para transmissão do impulso
nervoso.
• Ca+2
: contração muscular e processo de
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ÁGUA
componente mais abundante na superfície terrestre
vida originou-se, evoluiu e desenvolveu-se nos oceanos
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PROPRIEDADES
DA ÁGUA
Molécula de H2O: ESTRUTURA
O
HH
O
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Molécula de H2O: é polar
O: átomo muito eletronegativo
H: átomo ...
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Definição: ligação não-covalente que se forma entre dois
átomos eletronegativos (O ou N) onde um dele...
Pontes de hidrogênio entre moléculas de água dão força coesiva
que faz a água líquida à temperatura ambiente e sólida à ba...
Cada molécula de H2O pode fazer no máximo 4 pontes de H
com outras moléculas de H2O ao mesmo tempo
PONTES DE HIDROGÊNIO
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Importância Biológica das Ligações Fracas
• Permitem à célula montar, alternar e desmontar estruturas
supramoleculares.
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• H2O: pode realizar com outras substâncias pontes de
hidrogênio e interação eletrostática
• Dissolver = “envolver” uma su...
substância polares: formam pontes de hidrogênio com a H2O.
Exemplos: açúcar, álcool e acetona.
SUBSTÂNCIAS HIDROFÍLICAS
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substância apolares: não interagem com a H2O, não sendo,
portanto, dissolvidas. Os hidrocarbonetos (composto de C e H
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parte da molécula é hidrofóbica e outra parte é hidrofílica.
Exemplos: ácido graxo, detergente, sabão, etc.
SUBSTÂNCIAS AN...
COMPORTAMENTO DE
ANFIFÍLICOS EM H2O
MICELA: monocamada de anfifílico
VESÍCULA: dupla camada de anfifílico com
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EMULSIFICAÇÃO
“SOLUBILIZAÇÃO” de gorduras pela formação de uma micela
GORDURA
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Macromoléculas Orgânicas
Macromoléculas ou
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Monômeros
Unem-se por ligações covalentes
Homopolí...
Macromoléculas Orgânicas
Polímero
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Grupamentos
químicos
grupamentos polares ou
hidrofílicos
grupamentos apolares ou
hidro...
PROTEÍNAS
CLASSIFICAÇÃO PEPTÍDICA
peptídeo: polímeros curtos de aminoácidos (aas)
dipeptídeo: dois resíduos de aas
tripeptídeo: três...
PROTEÍNAS
 Definição - São macromoléculas constituídas por unidades
chamadas de aminoácidos;
 São as moléculas mais abun...
PROLINA
Único aminoácido que faz ligação com o carbono alfa
e o grupo amina, formando um composto imino.
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS
PROTEÍNAS
Estrutura primária: a sequência linear de aas em uma
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ESTRUTURA
PRIMÁRIA
 Ligaç...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
Estrutura secundária: consiste em um primeiro nível
de enrolamento helicoidal da proteín...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
ESTRUTURA
SECUNDÁRIA
 Folha β: ao contrário da hélice α, são compostas
de duas ou mais c...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
ESTRUTURA
SECUNDÁRIA
Glicina
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NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
Estrutura terciária: a beta folha ou as alfa hélice começam a
se enrolar fazendo com que...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
 Papel das chaperonas no dobramento proteíco: constituem
uma família de muitas proteínas...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
 Estrutura quartenária: duas ou mais cadeias polipeptídicas
interagem através de interaç...
NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
TIPOS DE PROTEÍNAS
 Hemeproteínas Globulares: são um grupo especializado de
proteínas, as quais contêm o heme (protoporfi...
TIPOS DE PROTEÍNAS
 Proteínas fibrosas: o colágeno e a elastina são os exemplos
de proteínas fibrosas bem caracterizados,...
TIPOS DE PROTEÍNAS
Proteínas de membrana: São proteínas encontradas em
associação com os vários tipos de membrana das célu...
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO
DE PROTEÍNAS
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO
DE PROTEÍNAS
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO
DE PROTEÍNAS
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Cromatografia
Um dos métodos mais utilizados para separação de proteínas é a
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Primeiramente desenvolvida par...
Cromatografia de Colunas
Tipos de cromatografia de coluna
Qual a importância das proteínas p/ a cél.?
• Estrutura das céls. e tecidos → Ex.:Queratina
• Reparos → Ex.: proteínas res...
Enzimas =
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• Definição: catalisadores de reações químicas (aceleram as
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Reações químicas catalisadas (enzimas)
EE ++ SS EE SS EE ++ PP
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Enzimas nomenclatura e classificação
• Nomenclatura:
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Enzimas - Cofatores
• Cofatores inorgânicos: íons metálicos. Exemplos:
– Magnésio
– Manganês
– Zinco -
• Cofatores orgânic...
Enzimas
Centro Catalítico / Sítio Ativo
 Região da molécula enzimática
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 Pode pos...
Enzimas
Substratos
Complexo ES (Enzima-Substrato)
Ligação ao Sítio Ativo ou sítio catalítico
Chave-fechadura
Liberação do ...
Fatores que alteram a atividade de uma enzima
• Fatores decorrentes da natureza protéica das enzimas
- pH
- temperatura
• ...
LIPÍDEOS
LIPÍDEOS
Classe de moléculas bastante variada
Baixa solubilidade em água, muitos são compostos
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ÁCIDOS GRAXOS (AG)
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de 12 carbonos,
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saturada ou insaturada
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TRIACILGLICEROL
(TAG)
lipídeos formados pela ligação de 3 moléculas de ácidos
graxos com o glicerol.
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(FOSFOLIPÍDEOS)
Lipídios "Polares", que contém fosfato na sua estrutura
desempenham importante função na estrutura e funçã...
CERAS
Ceras são insolúveis em H2O têm ação impermeabilizante na
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ESTERÓIDES
lipídeos que não possuem AG em sua estrutura.
Destes, o principal exemplo é o Colesterol.
COLESTEROL
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LIPOPROTEÍNAS
A fração lipídica das lipoproteínas é muito variável, e permite a
classificação das mesmas em 5 grupos, de a...
Quilomícron = É a lipoproteína menos densa, transportadora de
triacilglicerol exógeno na corrente sanguínea.
VLDL = "Lipop...
LDL = “colesterol ruim”
HDL = “bom colesterol”
LDL: transporta o colesterol para os tecidos e sua oxidação leva
a produção...
Arteriosclerose
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Função Biológica dos Lipídeos
Combustível: reservas energéticas (gorduras e óleos)
armazenados nos adipócitos.
Estrutural:...
CARBOIDRATOS
CARBOIDRATOS
também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de
carbono ou açúcares
biomoléculas mais abundantes na ...
MONOSSACARÍDEOS
sólidos, cristalinos, incolores, solúveis em H2O, alguns têm
sabor doce
fórmula geral é: [CH2O]n, n≥3
cade...
Classificação dos monossacarídeos também pode ser baseada
no número de carbonos de suas moléculas:
TRIOSES (3C),
TETROSES ...
POLISSACARÍDEOS
Macromoléculas formadas por centenas a milhares de
unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações...
GLICOGÊNIO:
Polissacarídeo de reserva da célula animal (fígado – manutenção
da glicemia; e músculos – fornecimento energia...
glicogênio
Célula do
fígado:
Hepatócito
Substância de reserva
CELULOSE:
Carboidrato mais abundante na natureza.
Função estrutural na célula vegetal, como um componente importante
da pa...
BIBLIOGRAFIA
• ALBERTS, B. Biologia molecular da Célula. Artmed, 2004
• Earnshaw, W. C.; Pollard T.D. Biologia Celular. El...
Obrigado !
ale_vidotto@hotmail.com
Ácidos Nucléicos
Prof. Msc. Tadaiti Ozato Junior
Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira
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Estrutura do DNA: determinada em 1953
pelos ingleses Watson e Crick (prêmio
Nobel).
Obs.: Britânica Rosalind Fra...
Ácidos Nucleicos
DNA: ácido desoxirribonucleico;
RNA: Ácido ribonucleico
DNA e RNA: principais moléculas informativas das ...
Dogma Central da Biologia
DNA RNA Proteínas
TraduçãoTranscrição
Replicação
Dogma Central da Biologia
DNA e RNA
DNA
RNA
•Núcleo – eucariotos
(maior parte)
Cromatina / Cromossomos
•Citoplasma
(menor parte)
Cloroplastos / Mito...
Composição dos Ác. nucleicos
São polímeros compostos por nucleotídeos
Nucleotídeo
• Açúcar - pentose
• Grupo fosfato
• Bas...
Composição dos Ác. nucleicos
• pentoses: • numeração da pentose:
• pentose + grupo fosfato
Composição dos Ác. nucleicos
•Bases nitrogenadas:
Composição dos Ác. nucleicos
Ligação Fosfodiéster
O fosfato localizado na
posição 5´ se liga à hidroxila
localizada na posição 3´,
liberando uma molécu...
RNA DNA
DNA
DNA
•Reservatório para informações genéticas
•Constituído de duas cadeias de polinucleotídeos
antiparalelas(direções opost...
DNA
Tipos de DNA
• DNA B: maior parte do DNA → giro p/ direita (10
nucleotídeos por volta), conformação mais estável e
alto gr...
Tipos de DNA
Genes
• Seqüência específica de nucleotídeos, que codifica
informações necessárias para a síntese de
proteínas.
Esquema de...
RNA
Existem três tipos de RNA:
•RNA mensageiro (RNAm): atua transferindo a
informação contida no DNA para a síntese de pro...
RNA
Molécula de
RNA
1 cadeia de
polinucleotídeos
• Não é uma estrutura linear
simples.
• Bases complementares em
certas re...
RNA transportador (RNAt)
• Sintetizado na cromatina (núcleo interfásico →
cromossomos descondensados)
• Moléculas menores ...
RNA transportador (RNAt)
RNAt
RNAt
Síntese de RNAt
ver transparência
RNA mensageiro (RNAm)
• Sintetizado na cromatina (núcleo interfásico →
cromossomos descondensados).
• Transcrição de uma d...
Processamento do RNAm (splicing alternativo)
RNAm
RNA ribossômico (RNAr)
• Mais abundante que os outros tipos de RNA → 80%
do RNA celular.
• Combinado com com proteínas → R...
RNAr
RNAr
Polirribossomos
(polissomos)
Ribossomos livres no citoplasma
RNAr
Ribossomos aderidos ao RE→RER
Polirribossomos
(polissomos)
Componentes químicos da célula 2
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Componentes químicos da célula 2

  1. 1. Componentes Químicos da Célula: Composto Porcentagem Água 75 a 85% Íons inorgânicos 1% Carboidratos 1% Lípideos 2 a 3% Proteínas 7 a 10% Ácidos nucléicos 1%
  2. 2. Classificação dos Compostos Químicos: Orgânicos: contém ao menos uma molécula de carbono e uma de hidrogênio em sua composição Ex.: Proteínas, carboidratos, etc... Inorgânicos: São compostos formados em geral por moléculas (compostos iônicos) pequenas, em que podem ou não conter carbono em sua composição. Ex.: H2O, CO2 HCN, NaCl, etc...
  3. 3. Íons - Cátions: derivados de átomos que perderam e-, carga (+). Ex: Na+ , o át. de Na perdeu 1 e- - Ânions: derivados de átomos que ganharam e-, carga (-). Ex.:Cl- , o át. de Cl ganhou 1 e- Os íons são partículas carregadas (+ ou -), onde o nº de e- não é mesmo que o nº de p+ . • Íons
  4. 4. Íons importantes • Na+ : importante para transmissão do impulso nervoso. • Ca+2 : contração muscular e processo de cicatrização. • Mg+2 : presente na clorofila. Ex. Rubisco • Fe+2 : hemoglobina. • Fe- : importante p/a manutenção dos ossos e dos dentes.
  5. 5. ÁGUA
  6. 6. componente mais abundante na superfície terrestre vida originou-se, evoluiu e desenvolveu-se nos oceanos estruturas e funções celulares: adaptadas as propriedades físico-químicas da água solubiliza grande número de substâncias H2O: quimicamente estável, mas com propriedades incomuns que fazem dela um bom solvente. ÁGUA
  7. 7. PROPRIEDADES DA ÁGUA Molécula de H2O: ESTRUTURA O HH O HH Molécula de H2O: é polar O: átomo muito eletronegativo H: átomo pouco eletronegativo Eletronegatividade: afinidade por elétrons
  8. 8. PONTES DE HIDROGÊNIO Definição: ligação não-covalente que se forma entre dois átomos eletronegativos (O ou N) onde um deles está ligado covalentemente a um átomo de H (doador). O HH doador aceptor Ligação covalente Ponte de hidrogênio N ou O N ou O São ligações fracas que podem ser rompidas e refeitas facilmente → grande importância biológica
  9. 9. Pontes de hidrogênio entre moléculas de água dão força coesiva que faz a água líquida à temperatura ambiente e sólida à baixas temperaturas. PONTES DE HIDROGÊNIO O H H δ-δ- δ+δ+ O H Hδ+ δ+ δ- δ-
  10. 10. Cada molécula de H2O pode fazer no máximo 4 pontes de H com outras moléculas de H2O ao mesmo tempo PONTES DE HIDROGÊNIO O HH O HH O HH O HH O HH H2O no estado sólido (gelo): 4 ptes H/H2O H2O no estado líquido: 3,4 ptes H/H2O H2O no estado gasoso: 1-2 ptes H/H2O
  11. 11. Importância Biológica das Ligações Fracas • Permitem à célula montar, alternar e desmontar estruturas supramoleculares. Ex.: Atuação enzimática, formação dos microtúbulos. • Aumentar a versatilidade e eficiência funcional s/ grandes gastos de energia. Obs.: Se as ligações fossem apenas estáveis e de alto valor energético a atividade celular seria impossível.
  12. 12. • H2O: pode realizar com outras substâncias pontes de hidrogênio e interação eletrostática • Dissolver = “envolver” uma substância com moléculas de água • SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE substância podem ser classificadas em: hidrofílicas: solúveis em água hidrofóbicas: insolúveis em água anfifílicas ou anfipáticas: a substância apresenta parte da molécula hidrofóbica e parte hidrofílica SOLUBILIDADE EM H2O
  13. 13. substância polares: formam pontes de hidrogênio com a H2O. Exemplos: açúcar, álcool e acetona. SUBSTÂNCIAS HIDROFÍLICAS GLICOSE
  14. 14. substância apolares: não interagem com a H2O, não sendo, portanto, dissolvidas. Os hidrocarbonetos (composto de C e H somente) são altamente apolares. Exemplos: gasolina, petróleo, óleo diesel, etc. SUBSTÂNCIAS HIDROFÓBICAS
  15. 15. parte da molécula é hidrofóbica e outra parte é hidrofílica. Exemplos: ácido graxo, detergente, sabão, etc. SUBSTÂNCIAS ANFIFÍLICAS Cauda apolar (Hidrofóbica) Cabeça Polar (Hidrofílica) REPRESENTAÇÃO
  16. 16. COMPORTAMENTO DE ANFIFÍLICOS EM H2O MICELA: monocamada de anfifílico VESÍCULA: dupla camada de anfifílico com água no interior AGITAÇÃO AGITAÇÃO INTENSA
  17. 17. EMULSIFICAÇÃO “SOLUBILIZAÇÃO” de gorduras pela formação de uma micela GORDURA DETERGENTE O HH O H H O HH O H H O HH O H H O H H O H H O H H
  18. 18. Macromoléculas Orgânicas Macromoléculas ou polímeros Unidades repetidas Monômeros Unem-se por ligações covalentes Homopolímeros Polímeros formados por monômeros semelhantes . Heteropolímeros Polímeros formados por monômeros diferentes .
  19. 19. Macromoléculas Orgânicas Polímero s Grupamentos químicos grupamentos polares ou hidrofílicos grupamentos apolares ou hidrofóbicos Moléculas com alto teor de grupamentos polares Carboidratos, DNA, RNA e proteínas Moléculas com baixo teor de grupamentos polares Gorduras, parafinas e óleos Moléculas Anfipáticas Detergentes, algumas proteínas e fosfolipídeos
  20. 20. PROTEÍNAS
  21. 21. CLASSIFICAÇÃO PEPTÍDICA peptídeo: polímeros curtos de aminoácidos (aas) dipeptídeo: dois resíduos de aas tripeptídeo: três resíduos de aas oligopeptídeos: 12 a 20 resíduos de aas. polipeptídeos: mais de 20 resíduos de aas Proteínas: compostos formados por uma ou mais cadeias polipeptídicas
  22. 22. PROTEÍNAS  Definição - São macromoléculas constituídas por unidades chamadas de aminoácidos;  São as moléculas mais abundantes e com maior diversidade de funções nos sistemas vivos; Aminoácidos (aas) – apresenta um grupo carboxila, um grupo amino e uma cadeia lateral distinta (“grupo R”) ligados ao átomo de carbono α (exceto a prolina, que possui um grupo imino).  Embora mais de 300 aas diferentes tenham sido descritos na natureza, apenas 20 deles são normalmente encontrados como constituintes de proteínas em mamíferos;  São, principalmente classificados de acordo com a sua cadeia lateral, pois é a natureza dessas cadeias que determina o papel de um aa em uma proteína: apolares, polares, ácidos, básicos. Lehninger, 2004.
  23. 23. PROLINA Único aminoácido que faz ligação com o carbono alfa e o grupo amina, formando um composto imino.
  24. 24. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS Estrutura primária: a sequência linear de aas em uma proteína. ESTRUTURA PRIMÁRIA  Ligações peptídicas: Os aminoácidos são unidos entre si por ligações peptídicas, nas quais o grupo amina de um deles se liga ao grupo carboxila do próximo, havendo a perda de uma molécula de água, ou seja, a formação de uma ligação peptídica é uma síntese por desidratação.
  25. 25. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS Estrutura secundária: consiste em um primeiro nível de enrolamento helicoidal da proteína, graças às interações, geralmente pontes de hidrogênio, entre seus aminoácidos. ESTRUTURA SECUNDÁRIA *Exemplos: queratinas – família de proteínas fibrosas intimamente relacionadas, que constituem os principais componentes de tecidos como cabelo e a pele!!  Hélice α: existem várias hélices polipeptídicas diferentes na natureza, mas a hélice α é a mais comum. O filamento de aminoácidos se enrola ao redor de um eixo central, formando uma “escada helicoidal”. É uma estrutura estável, cujas voltas são mantidas por pontes de hidrogênio
  26. 26. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS ESTRUTURA SECUNDÁRIA  Folha β: ao contrário da hélice α, são compostas de duas ou mais cadeias peptídicas (fitas β) ou segmentos de cadeias polipeptídicas, as quais apresentam-se quase totalmente estendidas. As pontes de hidrogênio são perpendiculares ao esqueleto polipeptídico!!!! As folhas podem ser paralelas ou antiparalelas, e, ainda, pode ser formada por uma única cadeia, dobrando-se sobre si mesma!!!
  27. 27. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS ESTRUTURA SECUNDÁRIA Glicina Prolina
  28. 28. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS Estrutura terciária: a beta folha ou as alfa hélice começam a se enrolar fazendo com que interações de aminoácidos que, antes, estavam distantes, através de ligações de ponte de hidrogênio e de dissulfeto, se aproximem, e, com isso, a proteína assume a sua estrutura tridimensional conferindo a atividade biológica das maiorias das proteínas. *As cadeias laterais hidrofóbicas são posicionadas no interior, enquanto os grupos hidrofílicos geralmente são encontrados na superfície da molécula!! *A estrutura primária determina a terciária!! ESTRUTURA TERCIÁRIA
  29. 29. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS  Papel das chaperonas no dobramento proteíco: constituem uma família de muitas proteínas diferentes com função semelhante: elas usam energia da hidrólise de ATP para desnovelar proteínas, possibilitando novo enovelamento, dessa vez na forma correta ou no lugar correto, e, também, encaminha a proteína à destruição, caso não seja possível atingir a configuração correta. ESTRUTURA TERCIÁRIA *“chaperons” foram aqueles meninos que ajudavam os nobres renascentistas a vestir as roupas complicadíssimas e colocar as perucas enormes
  30. 30. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS  Estrutura quartenária: duas ou mais cadeias polipeptídicas interagem através de interações hidrofóbicas, ligações iônicas e por ponte de hidrogênio. Cada cadeia polipeptídica possui o terceiro nível de organização. Desnaturação de proteínas: resulta no desdobramento e na desorganização das estruturas secundária e terciária, sem que ocorra hidrólise das ligações peptídicas. *Agentes: calor, solventes orgânicos, agitação mecância, ácidos e bases fortes, detergentes e ínos ou metais pesados, como chumbo e mercúrio!!! *Pode ser reversível ou não!!! ESTRUTURA QUATERNÁRIA
  31. 31. NÍVEIS ESTRUTURAIS DAS PROTEÍNAS
  32. 32. TIPOS DE PROTEÍNAS  Hemeproteínas Globulares: são um grupo especializado de proteínas, as quais contêm o heme (protoporfirina + íon) como grupo prostético firmemente ligado e que desempenha diferentes papéis, de acordo com a estrutura tridimensional da proteína.  Catalase;  Citocromo;  Hemoglobina e mioglobina...
  33. 33. TIPOS DE PROTEÍNAS  Proteínas fibrosas: o colágeno e a elastina são os exemplos de proteínas fibrosas bem caracterizados, que apresentam função estrutural no organismo, Por exemplo, o colágeno e a elastina são componentes da pele, do parede dos vasos sanguíneos e da córnea... Cada proteína fibrosa apresenta propriedades mecânicas especiais, resultado de sua estrutura única, a qual é obtida pela combinação de aas específicos em elementos regulares de estrutura secundária!!!!
  34. 34. TIPOS DE PROTEÍNAS Proteínas de membrana: São proteínas encontradas em associação com os vários tipos de membrana das células.
  35. 35. MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
  36. 36. MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
  37. 37. MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
  38. 38. MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
  39. 39. roxa:
  40. 40. Cromatografia Um dos métodos mais utilizados para separação de proteínas é a cromatografia; Primeiramente desenvolvida para separação de moléculas pequenas como a aminoácidos e açúcares; Amostra (soluto) interage fiscamente com duas fases- Uma móvel (gás ou líquido) e um suporte sólido (fase estacionária; solvente ou Matriz). A fase móvel movimenta o soluto através da fase estacionária. A atração diferencial do soluto pelas fases móvel e estacionária afetará a sua mobilidade. Aplicações: Separação de misturas complexas de biomoléculas em componentes individuais para propósitos analíticos ou quantitativos. Isolamento em uma forma pura de uma biomolécula simples a partir de uma mistura complexa MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS
  41. 41. Cromatografia de Colunas
  42. 42. Tipos de cromatografia de coluna
  43. 43. Qual a importância das proteínas p/ a cél.? • Estrutura das céls. e tecidos → Ex.:Queratina • Reparos → Ex.: proteínas responsáveis pela coagulação • Crescimento → Ex.:hormônios • Defesa → Ex.:anticorpos • Manutenção do organismo → Ex.: Insulina • Biocatalizadores → Ex.: Enzimas Regulam milhares de reações químicas diferentes
  44. 44. Enzimas = Catalisadores biológicos • Definição: catalisadores de reações químicas (aceleram as reações) altamente específicas. A grande maioria são proteínas (exceção: ribozima) • Propriedades: – Aceleram as reações – Não são consumidos na reação – Atuam em pequenas concentrações – Não alteram o equilíbrio das reações – Podem ter sua atividade regulada
  45. 45. Reações químicas catalisadas (enzimas) EE ++ SS EE SS EE ++ PP EnergiaEnergia Caminho da ReaçãoCaminho da Reação Energia de ativaçãoEnergia de ativação semsem enzimaenzima SS PP Energia de ativaçãoEnergia de ativação comcom enzimaenzima
  46. 46. Enzimas nomenclatura e classificação • Nomenclatura: SUBSTRATO + FUNÇÃO + ASE Ex.: superóxido dismutase, nitrato redutase, isocitrato desidrogenase, etc.
  47. 47. Enzimas - Cofatores Porção protéica APOENZIMA Cofator HOLOENZIMA Ativador Coenzima Grupamento prostético Moléculas orgânicas ou inorgânicas que condicionam a atividade das enzimas
  48. 48. Enzimas - Cofatores • Cofatores inorgânicos: íons metálicos. Exemplos: – Magnésio – Manganês – Zinco - • Cofatores orgânicos – Maioria deriva de vitaminas hidrossolúveis – Classificam-se em: • transportadoras de hidrogênio • transportadoras de grupos químicos
  49. 49. Enzimas Centro Catalítico / Sítio Ativo  Região da molécula enzimática que participa da reação com o substrato  Pode possuir componentes não protéicos: cofatores
  50. 50. Enzimas Substratos Complexo ES (Enzima-Substrato) Ligação ao Sítio Ativo ou sítio catalítico Chave-fechadura Liberação do Produto + Enzima inalterada
  51. 51. Fatores que alteram a atividade de uma enzima • Fatores decorrentes da natureza protéica das enzimas - pH - temperatura • Fatores decorrentes da formação do complexo ES - concentração do substrato - concentração da enzima • Presença de inibidores
  52. 52. LIPÍDEOS
  53. 53. LIPÍDEOS Classe de moléculas bastante variada Baixa solubilidade em água, muitos são compostos anfifílicos Desempenham várias funções no organismo:  Combustível celular  Hormônios ou precursores hormonais  Reserva de energia  Componente estrutural das membranas biológicas  Isolamento e proteção de órgãos  Isolamento térmico  Vitaminas A maioria dos lipídeos é derivada ou possui na sua
  54. 54. ÁCIDOS GRAXOS (AG) ácidos orgânicos com mais de 12 carbonos, cadeia alquil pode ser saturada ou insaturada Ácidos graxos saturados Não possuem duplas ligações  Geralmente sólidos à temperatura ambiente;  Gorduras de origem animal são geralmente ricas em AG saturados Ácidos graxos insaturados:  Possuem uma ou mais duplas ligações,  mono ou poliinsaturados;  geralmente líquidos à temperatura ambiente;  Os óleos de origem vegetal são ricos em AG insaturados;
  55. 55. TRIACILGLICEROL (TAG) lipídeos formados pela ligação de 3 moléculas de ácidos graxos com o glicerol. ácidos graxos que participam da estrutura de um triacilglicerol são geralmente diferentes entre si principal função: reserva de energia armazenados no tecido adiposo fornecem por grama aproximadamente o dobro da energia fornecida por carboidratos
  56. 56. (FOSFOLIPÍDEOS) Lipídios "Polares", que contém fosfato na sua estrutura desempenham importante função na estrutura e função das membranas biológicas, por serem anfipáticos.
  57. 57. CERAS Ceras são insolúveis em H2O têm ação impermeabilizante na superfície da pele de animais, nas folhas de plantas e nas penas de aves. Exemplos: cera de carnaúba: usada no polimento de carros, sapatos, pisos, isolante em chips, revestimento de comprimidos etc. lanolina: protege a lã. É rapidamente absorvida pela pele humana sendo por isso utilizada em cosméticos e produtos farmacêuticos.
  58. 58. ESTERÓIDES lipídeos que não possuem AG em sua estrutura. Destes, o principal exemplo é o Colesterol. COLESTEROL esteróide importante na estrutura das membranas biológicas, atua como precursor na biossíntese dos esteróides biologicamente ativos, como os hormônios esteróides, os ácidos e sais biliares e a vitamina D.
  59. 59. LIPOPROTEÍNAS A fração lipídica das lipoproteínas é muito variável, e permite a classificação das mesmas em 5 grupos, de acordo com suas densidades e mobilidade eletroforética: Quilomicron Lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL) Lipoproteína de densidade intermediária (IDL) Lipoproteína de baixa densidade (LDL) Lipoproteína de alta densidade (HDL)
  60. 60. Quilomícron = É a lipoproteína menos densa, transportadora de triacilglicerol exógeno na corrente sanguínea. VLDL = "Lipoproteína de Densidade Muito Baixa", transporta triacilglicerol endógeno. IDL = "Lipoproteína de Densidade Intermediária", é formada na transformação de VLDL em LDL. LDL = "Lipoproteína de Densidade Baixa", é a principal transportadora de colesterol para os tecidos; seus níveis aumentados no sangue aumentam o risco de infarto agudo do miocárdio. HDL = "Lipoproteína de Densidade Alta"; atua retirando o colesterol da circulação. Seus níveis aumentados no sangue estão associados a uma diminuição do risco de infarto agudo do miocárdio. LIPOPROTEÍNAS
  61. 61. LDL = “colesterol ruim” HDL = “bom colesterol” LDL: transporta o colesterol para os tecidos e sua oxidação leva a produção da placa de ateroma HDL: tira o excesso de colesterol dos tecidos e leva de volta ao fígado. O colesterol é o mesmo em ambas lipoproteínas
  62. 62. Arteriosclerose 1 2 4 3 5
  63. 63. Função Biológica dos Lipídeos Combustível: reservas energéticas (gorduras e óleos) armazenados nos adipócitos. Estrutural: estão relacionados na formação de membranas. Isolantes: são excelentes isolantes → encontram-se nas gorduras neutras em tecidos subcutâneos e em torno de alguns tecidos (proteção térmica e mecânica). Funções Especiais: sinalização (hormonal), cofatores de reações enzimáticas (vitamina K) ou ubiquinona. O lipídeo retinal carotenóide por ser sensível à luz tem papel central no processo de visão.
  64. 64. CARBOIDRATOS
  65. 65. CARBOIDRATOS também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares biomoléculas mais abundantes na natureza maior parte da ingestão calórica da maioria dos organismos fórmula geral é: [CH2 O]n , daí o nome "carboidrato" ou "hidrato de carbono" Fonte de energia Reserva de energia Estrutural Matéria-prima para a biossíntese Informacional → glicocálix
  66. 66. MONOSSACARÍDEOS sólidos, cristalinos, incolores, solúveis em H2O, alguns têm sabor doce fórmula geral é: [CH2O]n, n≥3 cadeia não ramificada de átomos de C ligados entre si por ligações simples. Um dos C é ligado ao O por uma dupla ligação (carbonila), os outros C estão ligados a OH (hidroxila)
  67. 67. Classificação dos monossacarídeos também pode ser baseada no número de carbonos de suas moléculas: TRIOSES (3C), TETROSES (4C), PENTOSES(5C): Ribose, Arabinose, Xilose HEXOSES (6C): Glicose, Galactose, Manose, Frutose etc
  68. 68. POLISSACARÍDEOS Macromoléculas formadas por centenas a milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas. Polissacarídeos importantes → formados pela polimerização da glicose: amido, glicogênio e celulose. AMIDO: polissacarídeo de reserva da célula vegetal Formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações AMILOSE AMILOPECTINA
  69. 69. GLICOGÊNIO: Polissacarídeo de reserva da célula animal (fígado – manutenção da glicemia; e músculos – fornecimento energia exercício intenso). semelhante ao amido, mas possui um número bem maior de ligações , o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula Alto número de ramificações facilita a ação da enzima glicogênio fosforilase (do músculo e do fígado) liberando grandes quantidades de monossacarídeo rapidamente. QUEBRA DA LIGAÇÃO GLICOSÍDICA Digerida por α-amilases (enzimas que hidrolisam a ligação glicosídica) ptialina (ou amilase salivar): inicia a degradação dos carboidratos na boca dos mamíferos.
  70. 70. glicogênio Célula do fígado: Hepatócito Substância de reserva
  71. 71. CELULOSE: Carboidrato mais abundante na natureza. Função estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular. Este tipo de ligação glicosídica confere à molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.
  72. 72. BIBLIOGRAFIA • ALBERTS, B. Biologia molecular da Célula. Artmed, 2004 • Earnshaw, W. C.; Pollard T.D. Biologia Celular. Elsevier, 2006 • CAMPBELL, M.K. Bioquímica. Artmed, 2000 • NELSON, D.L. & COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 2002
  73. 73. Obrigado ! ale_vidotto@hotmail.com
  74. 74. Ácidos Nucléicos Prof. Msc. Tadaiti Ozato Junior Profa. Dra. Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira
  75. 75. Histórico Estrutura do DNA: determinada em 1953 pelos ingleses Watson e Crick (prêmio Nobel). Obs.: Britânica Rosalind Franklin teve participação na determinação da estrutura do DNA
  76. 76. Ácidos Nucleicos DNA: ácido desoxirribonucleico; RNA: Ácido ribonucleico DNA e RNA: principais moléculas informativas das células. DNA: única função de material genético. RNA - Diferentes tipos: RNAm: carrega informação do DNA aos ribossomos servindo como molde para a síntese proteica. RNAt e RNAr: envolvidos na síntese proteica. RNAs: podem catalisar várias reações químicas (ribozimas)
  77. 77. Dogma Central da Biologia DNA RNA Proteínas TraduçãoTranscrição Replicação
  78. 78. Dogma Central da Biologia
  79. 79. DNA e RNA DNA RNA •Núcleo – eucariotos (maior parte) Cromatina / Cromossomos •Citoplasma (menor parte) Cloroplastos / Mitocôndrias •Núcleo – síntese de RNA •Citoplasma – síntese de Proteínas
  80. 80. Composição dos Ác. nucleicos São polímeros compostos por nucleotídeos Nucleotídeo • Açúcar - pentose • Grupo fosfato • Base nitrogenada
  81. 81. Composição dos Ác. nucleicos • pentoses: • numeração da pentose: • pentose + grupo fosfato
  82. 82. Composição dos Ác. nucleicos •Bases nitrogenadas:
  83. 83. Composição dos Ác. nucleicos
  84. 84. Ligação Fosfodiéster O fosfato localizado na posição 5´ se liga à hidroxila localizada na posição 3´, liberando uma molécula de água.
  85. 85. RNA DNA
  86. 86. DNA
  87. 87. DNA •Reservatório para informações genéticas •Constituído de duas cadeias de polinucleotídeos antiparalelas(direções opostas). • Dupla hélice em torno do eixo → giro p/ direita. • Ligações fosfodiéster 5´→ 3´. • Proporciona mecanismo da hereditariedade. • Replicação semi-conservativa • As duas cadeias de polinucleotídeos interagem entre si através das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, em que a A pareia com T e C com G.
  88. 88. DNA
  89. 89. Tipos de DNA • DNA B: maior parte do DNA → giro p/ direita (10 nucleotídeos por volta), conformação mais estável e alto grau de hidratação. • DNA Z: região do DNA rica em (G-C) → giro p/ esquerda (12 nucleotídeos por volta), conformação mais flexível → mais sucetível a mutações. • DNA A: Aparece em algumas partes do DNA natural quando há alta conc. de cátions e baixa hidratação, possuindo 11 nucleotídeos por volta. • Obs.: Os DNAs C e D são subclasses do DNA tipo B Tipo C: grau de hidratação menor que 45%. Tipo D: somente obtido de forma artificial. Existe também uma forma de Tripla hélice
  90. 90. Tipos de DNA
  91. 91. Genes • Seqüência específica de nucleotídeos, que codifica informações necessárias para a síntese de proteínas. Esquema de um gene de eucarioto. Obs.:Em procariotos raramente há ocorrência de íntrons.
  92. 92. RNA Existem três tipos de RNA: •RNA mensageiro (RNAm): atua transferindo a informação contida no DNA para a síntese de proteínas nos ribossomos. • RNA transportador (RNAt): possuem o formato de trevo e atuam no transporte de aminoácidos para os ribossomos para a síntese proteica. • RNA ribossômico (RNAr): faz parte da composição dos ribossomos (50% da massa) → proporciona suporte molecular para a síntese de polipeptídeos.
  93. 93. RNA Molécula de RNA 1 cadeia de polinucleotídeos • Não é uma estrutura linear simples. • Bases complementares em certas regiões. • Pontes de hidrogênio entre A-U e C-G → conseqüência a molécula se dobra formando alças ≅ ao DNA.
  94. 94. RNA transportador (RNAt) • Sintetizado na cromatina (núcleo interfásico → cromossomos descondensados) • Moléculas menores com forma de trevo. • Propriedade de se ligar à aminoácidos. • Reconhece determinados locais na molécula de RNAm (códon) → RNAt (anti-códon) → seqüências complementares. • Ocorrem ponte de H → segmentos formados por dupla-hélice.
  95. 95. RNA transportador (RNAt)
  96. 96. RNAt
  97. 97. RNAt Síntese de RNAt ver transparência
  98. 98. RNA mensageiro (RNAm) • Sintetizado na cromatina (núcleo interfásico → cromossomos descondensados). • Transcrição de uma das cadeias da hélice de DNA RNAm •Prolongamento (cauda de poli-A) → adicionado na extremidade 3´ ainda no núcleo logo após a transcrição. •Na outra extremidade (5´) do RNAm há a adição de um cap (capuz nucleotídico)
  99. 99. Processamento do RNAm (splicing alternativo)
  100. 100. RNAm
  101. 101. RNA ribossômico (RNAr) • Mais abundante que os outros tipos de RNA → 80% do RNA celular. • Combinado com com proteínas → RNP (ribonucleoproteínas) • Formam os ribossomos → principal constituinte. • Ribossomos + RNAm → polirribossomos. • Função dos Ribossomos: Tradução de proteínas.
  102. 102. RNAr
  103. 103. RNAr Polirribossomos (polissomos) Ribossomos livres no citoplasma
  104. 104. RNAr Ribossomos aderidos ao RE→RER Polirribossomos (polissomos)

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