O documento descreve um módulo de bioquímica aplicada à nanotoxicologia ministrado por professores da Universidade Federal do Rio Grande. O módulo aborda tópicos como estrutura e função de proteínas, enzimas, lipídios, ciclo de Krebs, fosforilação oxidativa e estrutura de ácidos nucléicos. O documento fornece detalhes sobre a estrutura e função de proteínas e enzimas.

1. Curso de Extensão Universitária

2. Módulo:
Bioquímica aplicada à Nanotoxicologia
Responsáveis:
Prof. Dr. José M. Monserrat
Profa. Dra. Juliane Ventura-Lima
Instituto de Ciências Biológicas
Universidade Federal do Rio Grande

3. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

4. Proteínas
Macromoléculas compostas de uma ou mais cadeias
polipeptídicas, cada uma possuindo uma sequência
característica de aminoácidos (AA) unidos por
LIGAÇÕES PEPTÍDICAS
Muitas conformações diferentes são possíveis para as proteínas.
Entretanto, somente a conformação NATIVA possui atividade biológica
O tamanho das cadeias polipeptídicas é muito variável. Assim como a
composição dos AA. Cada proteína possui uma estrutura precisa que está
vinculada com o seu funcionamento.

5. Proteínas
As proteínas podem ser classificadas de acordo com a sua composição
SIMPLES: compostas APENAS por aminoácidos
A ribonuclease é um exemplo de proteínas simples.
ribonuclease
CONJUGADAS: composta por uma
parte protéica (apoproteína) e uma
parte não protéica (grupo prostético).
Proteína Grupo prostético
Glicoproteínas Carboidratos
Lipoproteínas Lípidos:
- Ácidos graxos
- Colesterol
- Triglicéridos
- Fosfolípidos
Fosfoproteína Grupos fosfato
Hemeproteínas Heme
Metaloproteínas Fe, Cu, Mn, Mo, Zn

6. Estrutura das
proteínas
É a ordem na qual os aminoácidos estão ligados.
A estrutura primária é a primeira etapa unidimensional na especificação da
estrutura tridimensional de uma proteína que por sua vez determina as suas
propriedades.
Lys Lys Gly Gly Leu Val Ala His
Estrutura primária

7. Estrutura das
proteínas
Estrutura secundária
Folha -pregueada
Subunidades
de
aminoácidos
-hélice
A estrutura secundária leva em consideração apenas o esqueleto de carbono, ou
seja, as cadeias laterais não são levadas em consideração nesta estrutura.
Pode ser de dois tipos: -hélice e folha -pregueada

8. -hélice
folha -
pregueada
Em uma mesma proteína podemos encontrar os dois tipos de estrutura secundária

9. É o arranjo tridimensional de todos os átomos da molécula
Inclui: cadeias laterais, posições de qualquer grupo prostético,
arranjo de seções helicoidais e folha -pregueada
A estrutura primária depende de
ligações covalentes
As estruturas secundárias e
terciárias dependem de interações não
covalentes
As forças estabilizadoras não-covalentes contribuem
para que uma dada proteína adote uma estrutura estável,
com baixa energia
Estrutura das
proteínas
Estrutura terciária

10. Estrutura das
proteínas
Forças estabilizadoras da estrutura
terciária
Iônicas
Interações
hidrofóbicas
As interações fracas são de fundamental importância para a estrutura da proteína, de modo
que qualquer situação que interfira nestas interações pode afetar a estrutura e
consequentemente na função da proteína.

11. Estrutura das
proteínas
Estrutura quaternária
É uma propriedade de proteínas constituídas por MAIS de uma cadeia
polipeptídica
O número de cadeias polipeptídicas
pode variar. E as subunidades podem ser
iguais ou diferentes;
Podem formar dímeros, trímeros,
tetrâmeros;
As cadeias interagem entre si por
interações não covalentes. Estrutura quaternária composta por 4
subunidades diferentes: TETRAMERO

12. Algumas condições, ou até mesmo exposição a certas substâncias pode induzir
ao rompimento da estrutura terciária das proteínas→ DESNATURAÇÃO →
ALTERANDO A FUNÇÃO DA PROTEÍNA.
AGENTES:
-calor – rompimento de interações fracas
- extremos de pH – alteração da carga líquida da proteína
- solventes orgânicos, uréia e detergentes – ruptura de interações
hidrofóbicas
É importante ter em mente que a desnaturação ocorre sem a quebra das
ligações peptídicas.
A desnaturação pode ser reversível → RENATURAÇÃO

13. Funções das proteínas
Enzimas – atividade catalítica. Grupo mais variado e mais altamente especializado.
Especificidade (enzima-reação catalisada)
Ciclo
de
Krebs
Exemplos:
Citrato sintase -
Aconitase -
Isocitrato desidrogenase -
-cetoglutarato desidrogenase -
Nutrientes e Armazenamento : fonte energética ou estocagem de nutrientes
Ovoalbumina Ferritina

14. Metabolismo de
Açúcares
- Insulina
Transportadoras – ligação a íons ou moléculas específicas e transporte a outros
compartimentos.
Apoproteína
Fosfolípidio
Colesterol
Triacilglicerol
Esteres de
colesterol

15. Contráteis ou Motilidade- contração, mudança de forma e deslocamento.
Colágeno
(cartilagens,
tendões, couro)
Estruturais – suporte, proteção, resistência de estruturas
biológicas.
Quaratina
(cabelo)

16. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

17. Enzimas
A maior parte das enzimas são proteínas
A atividade catalítica depende da integridade
da conformação nativa da proteína
Se houver alteração na estrutura da
enzima sua atividade é afetada
As estruturas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias são
essenciais para atividade catalítica
O que são as enzimas?

18. METABOLISMO: é o somatório de todas as reações químicas dos organismos.
Reações enzimaticamente catalisadas - Vias metabólicas.
Nutrientes
ricos
em energia
Macromoléculas
celulares
C
A
T
A
B
O
L
I
S
M
O
A
N
A
B
O
L
I
S
M
O
Produtos finais
pobres em energia
CO2, H2O, NH3
Moléculas precursoras
Aminoácidos, açúcares,
ácidos graxos,
bases nitrogenadas
ATP
NADPH
NADH
ADP + Pi
NADP+
NAD+

19. O quê fazem as enzimas?
Perceba que a presença de uma enzima diminui a barreira energética,
acelerando a velocidade da reação
Aceleram a velocidade das reações bioquímicas. Mas de que maneira isso
acontece?

20. Entendendo como as enzimas
trabalham
As enzimas oferecem um ambiente para que as reações aconteçam rapidamente
Sítio ativo
Revestido de AA
com grupos
substituíntes que
ligam o substrato e
facilitam a reação
Substrato
Liga no sítio ativo e
age sobre a enzima

21. E + S  ES  EP  E + P
Enzima
Substrato
Complexo
Enzima-substrato
Complexo
Enzima-produto
Produto
Enzima
Enzima e substrato
disponíveis
Complexo
Enzima-
substrato
Liberação de produtos

22. Algumas enzimas NÃO necessitam de nenhum componente químico adicional além
de AA para a sua atividade catalítica. Enquanto outras requerem um componente
adicional a cadeia polipeptídica.
Coenzimas: moléculas orgânicas
(geralmente derivadas de vitaminas).
Cofatores: moléculas inorgânicas.
Enzimas que necessitam tanto de
coenzimas como cofatores só exercem a
sua atividade na presença destes.

23. Classificação das enzimas
São classificadas de acordo com as reações
que elas catalisam
Ligases
Classificação Reação catalisada
Transferases Transferências de grupos
Oxidoredutases Transferência de elétrons (íons hidreto ou átomos de
H)
Hidrolases Hidrólise (transferência de grupos funcionais para a
água)
Liases Adição de grupos nas ligações duplas ou formação
de ligações duplas pela remoção de grupos
Isomerases Transferência de grupos dentro da molécula
formando isômeros
Ligases Formação de ligações C-C, C-S, C-O, e C-N
acopladas a quebra de ATP.
Fonte: Lehninger

24. A atividade das enzimas pode ser medida em laboratório. Existem duas maneira de
medir a atividade enzimática:
1) Pelo consumo de substrato
2) Pelo aparecimento do produto.
Atividade da Catalase (CAT)
Beutler, 1975
U CAT = a quantidade da enzima que
hidrolisa 1 mol de H2O2 por minuto e
por miligrama de proteína
Abs
tempo
240 nm
H2O2 H2O + O2
CAT
Perceba que neste exemplo, houve o
consumo do substrato (H2O2).

25. Atividade da glutationa S-transferase (GST)
U GST = a quantidade de enzima que
conjuga 1 mol de CDNB por minuto e
por miligrama de proteína
Abs
tempo
340 nm
CDNB + GSH CDNB-GSHGST
Neste caso, pode-se medir a
atividade da enzima pelo
aparecimento do produto
(CDNB-GSH)

26. Inibição enzimática
Os inibidores enzimáticos são agentes moleculares que interferem na catálise
diminuindo ou parando as reações catalisadas por enzimas.
INIBIÇÃO COMPETITIVA: compete com o substrato pelo sítio ativo da enzima,
impedindo a catálise. Perceba a semelhança do substrato com o inibidor.
SEM inibidor
COM inibidor

27. Inibição reversível
INIBIÇÃO NÃO-COMPETITIVA: o inibidor liga-se a um sítio diferente do sítio
ativo do substrato
INIBIDORES IRREVERSÍVEIS
Ligam de forma covalente a um grupo
funcional da enzima
Destruir o grupos funcional
Formação de ligação não covalente
estáveis → afetando a atividade da enzima

28. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

29. Definição de lipídeos
Embora possuam os diferentes tipos de lipídeos possuam variadas funções a
característica mais importante dos lipídeos é sua natureza apolar, o que leva
a sua insolubilidade em água.
São componentes de membrana de
plantas, animais e micróbios;
Insolúveis em água, solúveis em
solventes orgânicos.
Os lipídeos poderão ser classificados em
2 grupos:
(1) os de cadeia aberta com cabeças
polares e caudas apolares: por exemplo,
ácidos graxos, triacilgliceróis
(2) cadeia cíclica, exemplo colesterol.

30. ÁCIDOS GRAXOS
Os ácidos graxos que aparecem nos organismos vivos geralmente contêm um
número par de átomos de carbono
Usualmente a cadeia de hidrocarbonetos não é ramificada
Altamente reduzido →oxidação altamente exergônica
Por isso, são
ANFIPÁTICOS
Cadeia de hidrocarboneto longa Grupo
carboxílico
Características comuns dos ácido graxos

31. A natureza química dos lipídeos
Podem ser: Saturados ou Insaturados
Ácidos graxos de ocorrência natural
estão na configuração cis
Configuração trans ocorre em gorduras
derivadas de leite e da carne
(ruminantes)→ Aumento de LDL e
diminuição de HDL
Grupo
carboxil
Cadeia de
hidrocarboneto
Saturados Mistura de AG saturados e insaturados

32. A nomenclatura para ácidos graxos indica o número de carbonos e o número de
ligações duplas. O primeiro número indicia o número de carbonos e o segundo o
número de ligações duplas.
Palmitoléico
Linoléico
16:0
Os ácidos graxos insaturados têm menor
ponto de fusão, por isso tendem a serem
líquidos na temperatura ambiente.18:2
16:0

33. Numero
de
átomos
de
carbono
Solubilidade
(g/l)
2 Infinita
4 Infinita
6 9.7
8 0.7
10 0.15
12 0.055
14 0.02
16 0.007
18 0.003
Quanto maior o número de carbonos de um AG e menor seu número de ligações
duplas: MENOR sua solubilidade.
Difusão lateral
Flip-
flopRotação
Flexão
Fluidez da membrana: um
conceito vital
Propriedades
físicas dos ácidos
graxos

34. Os ácidos graxos poliinsaturados são alvos fáceis de oxidação formando
produtos de peroxidação lipídica. A figura abaixo mostra a oxidação pelo radical
hidroxila
.OH.
R2R1
H H HH
R1 R2
.
Lipídio com ácidos
graxos insaturados HO.
Radical lipídico
H2
O
Abstração de H
Iniciação
Formação de dienos
R1
H
CHR2
.Adição de O2
.
H
R1 C-R2
|
OOPeroxiradical
lipídico
HH
R3 R4
Propagação
OOH
|
C-R2
R1
H
Hidroperóxido lipídico
+ R4R3
H H
.
Radical lipídico
Continua a
propagação

35. Logo se as membranas podem ser
oxidadas; pela lógica as membranas
diminuirão ou até mesmo perderão a
sua fluidez e processos celulares,
como transporte através de proteínas
também ficarão comprometidos.
Danos oxidativos em lipídios são
comuns em tecidos/células sob
condições estressoras, como exposição
a nanomateriais, por exemplo.

36. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

37. Acontece na matriz
mitocondrial
NADH
FADH 2
Glicose (6 C)
Piruvato (3 C)
ADP + Pi
ATP
NAD+
NADH
Glicólise
Anaer óbica
Oxida ção
Aeróbica
Lactato ou
CO2 + Etanol
NADH
NAD+
Ciclo de
Krebs
Fosforila ção
Oxidativa
NADH
ou
FADH 2
NAD+
ou
FAD+
O2
CO2 + H2O
GDP
+ Pi
GTP
NADH
FADH 2
Glicose (6 C)
Piruvato (3 C)
ADP + Pi
ATP
NAD+
NADH
Glicólise
Anaer óbica
Oxida ção
Aeróbica
Lactato ou
CO2 + Etanol
NADH
NAD+
Ciclo de
Krebs
Fosforila ção
Oxidativa
NADH
ou
FADH 2
NAD+
ou
FAD+
O2
CO2 + H2O
GDP
+ Pi
GTP
Glicose (6 C)
Piruvato (3 C)
ADP + Pi
ATP
NAD+
NADH
Glicólise
Anaer óbica
Oxida ção
Aeróbica
Lactato ou
CO2 + Etanol
NADH
NAD+
Ciclo de
Krebs
Fosforila ção
Oxidativa
NADH
ou
FADH 2
NAD+
ou
FAD+
O2
CO2 + H2O
GDP
+ Pi
GTP
Piruvato (3 C)
ADP + Pi
ATP
NAD+
NADH
Glicólise
Anaer óbica
Oxida ção
Aeróbica
Lactato ou
CO2 + Etanol
NADH
NAD+
Ciclo de
Krebs
Fosforila ção
Oxidativa
NADH
ou
FADH 2
NAD+
ou
FAD+
O2
CO2 + H2O
GDP
+ Pi
GTP
Membrana interna
Membrana
externa
Matriz
Crista
Visão geral do metabolismo
aeróbico

38. AcetilCoa
Piruvato
Piruvato
desidrogenase
(PDH)
Coenzima A
(CoA-SH)
+ CO 2
NAD +
NADH
Rea ção de
descarboxila ção
oxidativa
Co-enzimas :
- TPP (tiamina
pirofosfato , derivado da
vit . B1)
-FAD
- Lipoato
AcetilCoaAcetilCoa
PiruvatoPiruvato
Coenzima A
(CoA-SH)
+ CO 2
NAD +
NADH + H+
Rea ção de
descarboxila ção
:
- TPP (tiamina
, derivado da
vit . B1)
-FAD
- Lipoato
Hidrólise fornece
energia suficiente
para as outras reações
Reação de
descarboxilação
oxidativa
∆G’0= -33,4 kj/mol
A piruvato desidrogenase é
um complexo de três enzimas
(piruvato desidrogenase,
diidrolipoil-desidrogenase e
diidrolipoil transacetilase) que
catalisa um tipo de reação
denominada
“descarboxilação oxidativa”
Conversão do Piruvato a Acetil-CoA
Fase preparatória do ciclo de Krebs
Molécula de entrada no ciclo de Krebs

39. NADH + H+
FADH2
GTP (ATP)
NADH + H+
Desidratação/hidratação
Oxidação
Oxidação
Fosforilação
Desidrogenação
Hidratação
Desidrogenação
Oxaloacetato
Citrato
Isocitrato
a-cetoglutarato
Succinil-CoA
Succinato
Fumarato
Malato
Acetil-CoA
1
3Condensação 2
4
5
67
8
6C
6C 5C
4C
4C
4C
4C
4C
2C Citrato
sintase
Aconitase Isocitrato
desidrogenase
a-cetoglutarato
desidrogenase
Succinil-CoA
sintetase
Succinato
desidrogenase
Fumarase
Malato
desidrogenase
NAD+
NADH + H+
NAD+
GDP(ADP) + Pi
FAD
NAD+
Piruvato

40. RESUMO: Estágios do Ciclo de Krebs
Tipo de reação Enzima
Estágio I
1. Condensação: 2C + 4C = 6C citrato sintase
Estágio II
2. Isomerização aconitase
3. Descarb. Oxidativa: 6C5C isocitrato descarboxilase
4. Descarb. Oxidativa: 5C  4C -cetoglutarato
desidrogenase
5. Fosforilação a nível de substrato succinil CoA
sintetase
Estágio III
6. Oxidação succinato desidrogenase
7. Hidratação fumarase
8. Oxidação malato desidrogenase
Produção (por cada giro
do ciclo de Krebs)
3 NADH
1 FADH2
1 GTP
RESUMO: Estágios do Ciclo de Krebs
Tipo de reação Enzima
Estágio I
1. Condensação: 2C + 4C = 6C citrato sintase
Estágio II
2. Isomerização aconitase
3. Descarb. Oxidativa: 6C5C isocitrato descarboxilase
4. Descarb. Oxidativa: 5C  4C -cetoglutarato
desidrogenase
5. Fosforilação a nível de substrato succinil CoA
sintetase
Estágio III
6. Oxidação succinato desidrogenase
7. Hidratação fumarase
8. Oxidação malato desidrogenase
Produção (por cada giro
do ciclo de Krebs)
3 NADH
1 FADH2
1 GTP
Logo veremos que qualquer processo
bioquímico que alimente ao ciclo de
Krebs inevitavelmente estará
ajudando a produzir ATP
O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica
(participa tanto de reações anabólicas
quanto catabólicas). Este ciclo acontece
em 8 reações envolvendo 8 enzimas
diferentes. Em cada passo o produto de
uma reação serve de substrato para
outra, de forma que, qualquer
perturbação em uma das enzimas do
ciclo de Krebs pode resultar em déficit
energético para a célula, podendo afetar
processos celulares que dependem de
ATP.

41. (-) ATP
(-) NADH
(+) ADP
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Oxalo-
acetato Citrato
Malato Isocitrato
a-ceto-
glutaratoSuccinato
Succinil-
CoA
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Importante:
Um alto valor da relação [ATP]/
[ADP] ou da relação
[NADH]/ [NAD+] INIBE o ciclo
de Krebs
(-) ATP
(-) NADH
(+) ADP
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Oxalo-
acetato Citrato
Malato Isocitrato
a-ceto-
glutaratoSuccinato
Succinil-
CoA
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Importante:
Um alto valor da relação [ATP]/
[ADP] ou da relação
[NADH]/ [NAD+] INIBE o ciclo
de Krebs
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Oxalo-
acetato Citrato
Malato Isocitrato
a-ceto-
glutaratoSuccinato
Succinil-
CoA
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Importante:
Um alto valor da relação [ATP]/
[ADP] ou da relação
[NADH]/ [NAD+] INIBE o ciclo
de Krebs
Oxalo-
acetato Citrato
Malato Isocitrato
a-ceto-
glutaratoSuccinato
Succinil-
CoA
(-) ATP
(-) NADH
(-) SuccinilCoA
Importante:
Um alto valor da relação [ATP]/
[ADP] ou da relação
[NADH]/ [NAD+] INIBE o ciclo
de Krebs
Regulação do ciclo de Krebs
A regulação acontece nas
enzimas citrato sintase, isocitrato
desidrogenase e -cetoglutarato
desidrogenase.
A principal função do ciclo de
Krebs é fornecer coenzimas
reduzidas com NADH e FADH2
para serem re-oxidadas na cadeia
transportadora de elétrons e
consequentemente gerar ATP pelo
processo de fosforilação oxidativa
como será visto a seguir...

42. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

43. Complexo I NADH desidrogenase
Complexo II Succinato desidrogenase
Complexo III Ubiquinona:Citocromo c oxido-redutase
Complexo IV Citocromo oxidase
Características gerais
da fosforilação
oxidativa
Cadeia transportadora de elétrons

44. O bombeamento de
prótons para o espaço
intermembrana gera
o denominado
potencial
eletroquímico,
ficando a matriz com
carga negativa (-)
respeito do espaço
intermembrana (+).
O transporte de elétrons ao longo da cadeia respiratória
e o bombeamento de prótons
Citosol
Membrana mitocondrial interna
Concentração de prótons fora da matriz é maior
que do lado interno devido ao bombeamento de
prótons
Carreadores móveis de elétrons
Complexos ligados a
membrana protéica
Espaço
intermembrana
Matriz
Elétrons
do NADH
Elétrons
do FADH2
Transporte de elétrons
Geram energia para bombear prótons através da
membrana criando um gradiente de concentração
Síntese de ATP
Retorno de prótons através da membrana
permitindo a produção de ATP
Membrana
interna
ATP
sintase

45. O acoplamento da oxidação à fosforilação
Existe um complexo oligomérico que acopla a oxidação e a fosforilação.
Este complexo é separado do complexo da cadeia transportadora de
elétrons → ATP sintase
Serve
como um
canal de
prótons
Síntese de
ATP ATP
sintase
Espaço
intermembrana

46. Estequiometria da fosforilação oxidativa
4 H+ “gastos” por cada ATP produzido
10 H+ “bombeados” por cada NADH re-oxidado
6 H+ “bombeados” por cada FADH2 re-oxidado
Logo 10/4= 2,5 ATP por NADH re-oxidado
E 6/4= 1,5 ATP por FADH2 re-oxidado
Ou seja, é mais interessante re-oxidar NADH do que
FADH2!!!
A passagem de 3 H+ através da ATP sintase promove a liberação do ATP
formado.

47. 2H+
O
H
H
O
H+
H++
I
II
III
IV
Q
Matriz mitocondrial
Espaço intermembrana
e-
e-
Succinato
FumaratoNADH NAD+
4H+
e-
Cit c
e-
Redução do O2 em H2O (mitocôndria)
O
O2
.-
+
e-
O
O
H2O2
O2
.-
+
e-
O
O
e-
H+
H+
H2O2
O2
.-
+
e-
O
O
e-
H+
H+
H2O2
O2
.-
+
e-
O
O
e-
H+
H+
OH
HHO.
OH
H
e-
+H+
OH
Hânion
superóxido
Peróxido de hidrogênio
Radical
hidroxila
4H+
O paradoxo do oxigênio

48. Atualmente as estimativas de quanto do oxigênio consumido se transforma em espécies
ativas de oxigênio (EAO) indicam valores ao redor de 0,1%, muito menos do
considerado tempo atrás (Fridovich, 2005).
Porém deve ficar claro que um aumento metabólico pode realmente favorecer a
produção de EAO. A exposição a certos nanomateriais pode favorecer a produção
destas EAO
(1) O2 + e- O2
.- (radical ânion superóxido)
(2) O2
.- + e- + 2H+ H2O2 (peróxido de hidrogênio)
(3) H2O2 + e- + H+ H2O + . OH (radical hidroxila)
(4) . OH + e- + H+ H2O
O2 + 4 e- + 4 H+ 2 H2O

49. Tópicos abordados no módulo
Estrutura e funções das proteínas
Enzimas
Lipídios
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Estrutura e função dos ácidos nucléicos

50. Estrutura covalente dos ácidos nucléicos
Adenina
(base púrica)
Ribose
(açucar de 5 C)Grupo
fosfato
Os monômeros dos ácidos nucléicos são os NUCLEOTÍDEOS

51. Polimerização dos nucleotídeos
A polimerização dos nucleotídeos dá origem aos ácidos nucléicos
Através das ligações fosfodiéster
Formação da
ligação éster
fosfato 5’ livre
Hidroxila 3’ livre
Ligação fosfodiéster

52. Estrutura do DNA
Estrutura secundária do DNA: a dupla
hélice
Proposta em 1953 por Watson e Crick
Açucar-fosfato
Bases pareadas
O DNA consiste de DUAS cadeias
polinucleotídicas; enroladas uma sobre a
outra formando uma hélice.
As pontes de hidrogênio entre as bases
de cadeias opostas determinam o
alinhamento da hélice; com os pares de
bases ficando perpedinculares ao eixo
longitudinal da hélice.
O esqueleto de açúcar-fosfato é a parte
externa da hélice (cargas ( -) extensão de
cada uma das fitas permitindo que
algumas moléculas carregadas (+ )
possam se complexar ao DNA).
A direção antiparalela das 2 cadeias é
um aspecto de complementaridade entre
as fitas.

53. Química dos ácidos nucléicos
Devido a sua estabilidade o DNA funciona bem como um “reservatório” de
informação biológica;
O armazenamento da informação por longos períodos sem alterações é de
extrema importância para a célula;
Processos como carcinogênese e envelhecimento estão relacionados ao
acúmulo de alterações irreversíveis no DNA;
Parâmetros físico-químicos com temperatura e pH podem desnaturar a
molécula de DNA sendo este processo geralmente reversível.

54. Estrutura do RNA
RNA ribossômico (rRNA)
RNA de transferência (tRNA)
RNA mensageiro (mRNA)
Desempenham um importante papel
nos processos vitais das células.
Participam do processo de síntese de
proteínas em uma série de reações
Os RNAs são cadeias polinucleotídicas de fita simples
O processo pelo qual a ordem das bases é passada do DNA para o RNA é chamado de
TRANSCRIÇÃO.
Os ribossomos nos quais o rRNA está associado com proteínas, são os sítios onde
ocorrem a montagem das cadeias polipeptídicas nascentes durante a síntese de proteínas.
A ordem de bases no mRNA especifica a ordem dos AA na cadeia polipeptídica
nascente→ TRADUÇÃO da mensagem genética (uma sequência de 3 bases no mRNA
determina a incorporação de um determinado AA na proteína nascente).

55. Panorama geral da
replicação do DNAA replicação do DNA deve ser realizada
com acurácia e rapidez antes de cada divisão
celular.
Velocidade e precisão são atingidas por
meio de um complexo multienzimático que
guia o processo.
O pareamento complementar de bases
fundamenta o processo de replicação.
As duas fitas da dupla-hélice necessitam
estar separadas.
A enzima que polimeriza os nucleotídeos
é chamada de DNA polimerase.
Na replicação do DNA cada uma das duas
fitas parentais servem de molde para a
formação de uma nova fita completa.
Replicação do DNA

56. O número e a diversidade dos sistemas de reparo refletem a importância do
reparo do DNA para a sobrevivência da célula.
Evitar ou
reparar danos
Mecanismos de
revisão e/ou
reparo de DNA
Verificação e Reparo do DNA
Bases não
pareadas
3’  5’ Hidrólise
pela exonuclease
Mecanismo de revisão:
O exemplo da atividade nucleásica 3’-5’
da DNA polimerase  diminuindo a taxa
de erro para 109 a 1010 pares de bases.

57. Danos no DNA
Além das mutações espontâneas causadas pela leitura
incorreta do código genético o organismo também está
propenso as mutações causadas por agentes mutagênicos
radiação ultravioleta;
radiações ionizantes (radioatividade)
agentes químicos (incluindo
nanomateriais)
Causando danos ao DNA
que se somam aos danos
espontâneos
O acúmulo de danos no
DNA pode levar ao
desenvolvimento de câncer

58. As RNAs polimerases se ligam
muito firmemente ao DNA quando
em contato com uma região
específica denominada
PROMOTOR que contém um sítio
de iniciação da transcrição do RNA.
A sequência de bases na região
promotora contém várias sequência
de consenso, sendo ricas em A-T.
Transcrição O papel da RNA polimerase

59. Transcrição
Transcrição
TranscriçãoProcessamento
do RNA
TranscriçãoTransporte do
RNA
Transcrição
Tradução
Gene no DNA
Transcrito
primário
Núcleo
Citosol
Proteína