1ª Aula - Introdução à Bioquímica.ppt

1ª Aula - Introdução à Bioquímica.ppt

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  Introdução à Bioquímica
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  Por que estudar Bioquímica?
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  O que éBioquímica? É a química da vida. É o estudo da vida ao nível químico. É o estudo das reações químicas que ocorrem em organismos biológicos. A bioquímica procura entender como a vida existe a partir de moléculas intrinsecamente inanimadas (sem vida). A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos
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  UM POUCO DEHISTÓRIA Até o inicio do século XIX acreditava-se que os principícios da química não eram aplicáveis a matéria viva; Entretanto em 1828, o químico alemão Wölher (1800-1882) produziu em laboratório a uréia; Nasce a bioquímica que é a ciência que utiliza as ferramentas e a terminologia da química para explicar a biologia a nível molecular.
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  Os seres vivossão compostos pelos mesmos elementos da matéria bruta os átomos; Os átomos raramente se encontram isolados; quase sempre estão unidos por meio de ligações químicas, produzindo moléculas.
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  A IMPORTÂNCIA DABIOQUÍMICA NO METABOLISMO •No interior das células ocorrem, a todo instante, milhares de reações químicas fundamentais à vida; •Um exemplo é o processo de digestão, onde a célula ingere o alimento e o “quebra” liberando energia. •Ou as vezes este alimento ingerido serve para produzir outras substâncias necessárias para o organismo.
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  METABOLISMO É... O conjuntode transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo "metabolismo celular" é usado em referência ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células. Estas reações são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.
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  MOLÉCULAS Podem ser formadasno mínimo por dois ou milhares de átomos ligados; A união de mais de uma molécula chamamos de substância. As substâncias podem ser: Substâncias simples: formada por apenas um tipo de átomo. Ex: gás oxigênio Substâncias compostas: formada por diferentes tipos de átomos. Ex: água
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  BIOMOLÉCULAS Os seres vivossão compostos por milhares de compostos orgânicos e inorgânicos. As moléculas orgânicas são formadas principalmente por átomos de carbono.
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  GRUPOS FUNCIONAIS DAS BIOMOLÉCULAS •Amaioria das biomoléculas é derivada de hidrocarbonetos (compostos de carbono e hidrogênio) hidrofóbicos; •As moléculas orgânicas são formadas pela substituição de átomos de hidrogênio nos hidrocarbonetos por grupos funcionais; •Muitas biomoléculas contém dois ou mais grupos funcionais diferentes.
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  Hidroxila:é um grupofuncional presente nas bases dos hidróxidos, representado pelo radical OH- Carbonilo é constituído de um átomo de carbono e um de oxigênio, ligados por ligação dupla, que entra na composição de aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, e amidas.
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  Fosfato: é umíon poliatômico ou um radical consistindo de um átomo de fósforo e quatro de oxigênio (PO4). Amina: é uma classe de composto químico orgânico nitrogenado derivado do amoníaco (NH3) e que resultam da substituição parcial ou total dos hidrogênio da molécula por grupos hidrocarbônicos.
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  TIPOS DE AMINAS Aminaprimária Amina terciária Amina secundária Se substituirmos um, dois ou três hidrogênio, teremos, respectivamente, aminas primárias (R-NH2), secundárias(R1R2NH) ou terciárias (R1R2R3N).
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  Bioquímica Celular 1665: RobertHooke  Compartimentos (Células) 1840: Theodor Schwann  Teoria Celular 1. Todos os organismos são constituídos de uma ou mais células 2. A célula é a unidade básica de organização dos organismos 3. Toda a célula vem de outra preexistente
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  CÉLULA Características Unidades de vidacompartimentalizadas Complexo de moléculas agrupadas por funções Características estruturais comuns: Arquitetura Processos metabólicos: Replicação de DNA Síntese protéica Produção de energia Classificação: Procarióticas e Eucarióticas
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  CÉLULA PROCARIÓTICA
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  CÉLULA EUCARIÓTICA -Animal
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  CÉLULA PROCARIONTE XEUCARIONTE Características Procariotos Eucariotos 1. Envoltório Nuclear 2. Cromossomo 3. Nucléolo 4. Divisão Celular 5. Citoplasma 6. Organelas 7. Organização Celular Ausente Único Ausente Cromossomos separados por ligação à MP Sem Citoesqueleto Nenhuma Principalmente Unicelular Presente Múltiplos Presente Cromossomos separados por Microtúbulos Citoesqueleto Várias Principalmente Multicelular
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  - A célulaé uma máquina onde ocorrem reações químicas com alto grau de controle e seletividade Os organismos vivos são capazes de extrair e utilizar energia do seu ambiente Os processo metabólicos são regulados e ajustados para operar com eficiência e economia
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  COMPOSIÇÃO QUÍMICA DACÉLULA  Os compostos celulares são baseados em compostos de carbono  C, H, N e O constituem quase 99% do peso celular  Água = 70% do peso da célula, logo a maioria das reações químicas da célula ocorrem em ambiente aquoso.
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  Genética Biologia celular Bioquímica Importância daBioquímica e suas relações com outras disciplinas: Farmacologia Fisiologia
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  Reprodução Crescimento Metabolismo Resposta a estímulosdo ambiente/capacidade de mudança Características que definem a vida: Conjunto de reações químicas que processam matéria e energia
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  Por trás dadiversidade biológica existe certa unidade de organização 10 milhões de espécies diferentes – grande diversidade Todos os seres vivos:  nos níveis celular e molecular, há um plano de organização unificado bioquimicamente têm as mesmas estruturas e funções básicas e um mesmo código genético. Simplifica o entendimento da Bioquímica!
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  CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DACÉLULA Água e Minerais Carboidratos Proteínas Lipídios Ácidos Nucléicos O segredo da vida!
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  ÁGUA Características  Encontrado emmaior quantidade nas células  Solvente natural de íons, minerais e outras substâncias  Indispensável para o metabolismo  Conteúdo de água: 90 a 95% Idade Atividade Metabólica
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  SAIS MINERAIS Características  Manutençãoda pressão osmótica  Manutenção do equilíbrio ácido-básico  Co-fatores enzimáticos  Mg  Formação de ATP  Pi  Função reguladora e formação de ossos  Ca  Oligoelementos: Fe, I e outros Cl- Na+ e K+ Patologia  Anemia  Insuficiência Renal Crônica  Doença óssea ou Osteoporose
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  LIPÍDEOS Características  Duas regiões:Hidrofílica (Polar) e Hidrofóbica (Apolar)  Relativamente insolúveis em água  Solúveis em solventes orgânicos  Bicamadas: Membrana Plasmática  Principais Lipídeos Celulares: Cabeça Polar Cauda Apolar Grupo Fosfato Glicerol Molécula Fosfolipídio Fosfolipídios Colesterol Patologia  Doenças Cardiovasculares  Obesidade Patológica
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  Ácido graxo Fosfolipídio
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  POLÍMEROS ORGÂNICOS Características  Monômerosligados covalentemente Importantes Polímeros Celulares  Ácidos Nucléicos  Polissacarídeos  Polipeptídeos
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  CARBOIDRATOS Características  Principal fontede energia celular  Importantes constituintes estruturais  Sinais de reconhecimento: Função informacional  Classificação: Monossacarídeos Dissacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos Patologia  Diabetes Mellitus  Obesidade Patológica
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  AÇÚCARES  Monossacarídeos= fórmulageral= (CH2O)n  Aldeídos ou cetonas  Dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos  Isômeros (glicose, manose e galactose) = C6H12O6  Ligações a e b
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  Estrutura de ummonossacarídeo
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  PROTEÍNAS Características  Polímeros deaminoácidos  Classificadas: Fibrosas e Globulares  Fibrosas: Função Estrutural  Globulares: Função Metabólica  Interação com outras moléculas Patologia  Anemia Falciforme  Desnutrição
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  PROTEÍNAS/Organização estrutural Estrutura Primária EstruturaSecundária Estrutura Terciária Estrutura Quaternária
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  Alfa-hélice Folha Beta
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  PROTEÍNAS/Funções Morfologia celular Catalisadores dasreações químicas Controle da permeabilidade celular Regulação a concentração de metabólitos Ligam a outras biomoléculas: Transporte Controle da expressão gênica
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  PROTEÍNAS  Aminoácidos (isômeros De L)  Ligações peptídicas  Família de amino ácidos (ácidos, básicos, polar não- carregado, apolar.
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  LIGAÇÃO PEPTÍDICA
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  ÁCIDOS NUCLÉICOS Características  Grandesbiomoléculas: Nucleotídeos  Tipos DNA e RNA  DNA: Cromossomos contendo genes  RNA: Síntese de proteínas
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  Esquema de umnucleotídeo
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  ÁCIDOS NUCLÉICOS Patologias  AlteraçõesNuméricas: Aneuploidias  Alterações Estruturais: Síndromes e Cânceres  Mutações: Desordens Genéticas
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  ATP
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  Os genes sãoconstituídos de DNA
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   A bioquímicadas células apresenta constituintes inorgânicos e orgânicos  A água é o constituinte mais abundante  Existem reservas de carboidratos e lipídios, mas não de proteínas  Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois realizam funções vitais  Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente todo o metabolismo celular