4% da matéria do cosmos é matéria comum, feita de átomos como nós big-bang; um pequeno ponto de...
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4% da matéria do cosmos é matéria comum, feita
de átomos como nós• Big-Bang;• Um pequeno ponto de matéria muito densa e concentrada sujeita a temperaturas elevadas entrou em expansão explosiva;
• Projectada a grandes velocidades, a matéria começou a interagir, formando os primeiros elementos;• Deu-se a nucleosíntese primordial (formação dos primeiros núcleos);• Electrões, protões e neutrões juntaram-se, constituindo os primeiros átomos de hidrogénio (substância mais abundante no cosmos), hélio e lítio;
• Formação das estrelas a partir da contracção gravitacional de nuvens
de matéria existente no espaço;
• Novos elementos mais pesados surgem pela primeira vez no interior
das estrelas;
• Nucleossíntese interestelar – formação de novos elementos;
• Formação dos planetesimais;
• Formação dos protoplanetas;
• Formação dos planetas, entre eles o planeta Terra;
•Diferenciação do planeta Terra em camadas;
•Criação de condições de vida na Terra;
•Surgem os primeiros seres vivos, as cianobactérias.
•Dos seres vivos unicelulares aos multicelulares, os organismos
foram evoluindo, aumentando a sua complexidade...
O estudo da origem da vida remete para a semelhança na constituição
das células de todos os seres vivos.
Tanto as biomoléculas como as células são formadas a partir de
moléculas simples, tais como H2O, NH3, CO2,N2 e H2.
A célula é a base da vida…
As nossas células são constituídas por vários
tipos de biomoléculas com funções específicas que
interagem entre si…
Os organismos vivos utilizam o mesmo tipo de moléculas para assegurar o seu metabolismo, mas cada espécie possui um conjunto específico de
ácidos nucleicos e proteínas responsáveis pela sua identidade…
A célula viva é um sistema aberto, auto-regulável, que utiliza a energia livre e as matérias primas do meio
envolvente
Biomoléculas são compostos de estrutura simples, que estão presentes
nos seres vivos e são essenciais aos seus processos vitais
Têm na sua constituição essencialmente Carbono (C), Hidrogénio (H), Oxigénio (O)
e Azoto (N)
As propriedades especiais de ligação covalente do carbono permitem a formação de uma
grande variedade de moléculas…
Orgânicas
Glícidos Lípidos Ácidos NucleicosProteínas
Organização hierárquica das estruturas biológicas
•Estrutura
•Tipo de Iigação entre os aminoácidos
•Proteínas Conjugadas
•Propriedades das proteínas
•Função
MonómeroAminoácidos
Fórmula de estrutura
Existem 20 aminoácidos diferentes
que originam diferentes proteínas.
Todos contém um
grupo amina (NH3) e um grupo ácido carboxílico
(COOH) ligados ao Cα
αamina
ácido carboxílico
Define propriedades como a polaridade e o grau de ionização
Estrutura quaternária: H, C, O, N
Peptídica
entre o grupo amina (R-NH-) de um aminoácido e o grupo carboxilo (R-CO-) de outro aminoácido, com perda de uma
molécula de água
Proteínas Conjugadas
Algumas proteínas apresentam a cadeia de aminoácidos ligada a um grupo prostético
Glicoproteínas. Exemplos: mucina (saliva) e imunoglobolina
Fosfoproteínas: Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseína (leite) Lipoproteínas: Exemplos: HDL, LDL, IDL, VLDL, Quilomicrons
Transporte de lípidos através do
plasma
Propriedades das Proteínas
Ácido-base Os aminoácidos são substâncias anfotéricasCarga depende do pH
Solubilidade Solúveis em água (precipitam por HClO4)Insolúveis em solventes orgânicos (etanol)Espectroscópicas
Absorção a 280 nm devido à presença de AA aromáticos como:
• Fenilalanina• Triptofano• Tirosina
Funções das Proteínas
Enzimática
Ex: lipases
Nutricional
Hormonal Transporte
Armazenamento
Sistemas contrácteis
Estrutural
Imunidade
Ex: ferritina
Ex: hemoglobinaEx: insulina
Ex: colagénio
Ex: imunoglobolina
Ex: caseína
Ex: troponina
Os ribossomas são as principais moléculas
envolvidas na tradução de proteínas.
Destes fazem parte uma subunidade pequena e uma
subunidade grande com funções
específicas, por sua vez constituídas por rRNA e um elevado
número de proteínas que asseguram a
continuação do nosso metabolismo
Subunidade maior
Subunidade menorInteracção entre rRNA e proteínas
Glícidos
• Generalidades
• Estrutura
• Função dos glícidos
Generalidades
• Sintetizados através do processo fotossintético
• Fonte primária de energia dos seres vivos
• Contêm vários grupos químicos funcionais hidroxilo e um aldeído
Monómero
Monossacarídeos
Ligação entre os monossacarídeos Glicosídica
s
Composição
H, C, O
Elementosadicionais
S, N(CH2O)n
3 ≤ n ≤ 7
Funções dos Glícidos
Antigénica
Ex: quitina
Estrutural
Cicatrização
Armazenamento
Lubrificante
Ex: quitina
Ex: lactose
Ex: glicogênio
Ex: heparina
Ex: líquido sinovial
Anticoagulante
As enzimas são proteínas que catalisam reacções metabólicas fundamentais ao
funcionamento do nosso corpo
O seu papel na síntese de biomoléculas como proteínas,
lípidos e glícidos é fundamental para assegurar a homeostase
Interacção entre enzimas e as restantes biomoléculas
Lípidos
• Aspectos gerais
• Estrutura
• Função
• Interacção com outras biomoléculas
Lípidos
• Moléculas estruturalmente muito heterogéneas
• Propriedades mais distintivasFraca solubilidade na águaSolubilidade em solventes orgânicos como o éter, o clorofórmio e o benzeno
Estrutura
• É formada por moléculas de glicerol e moléculas de ácido gordo
Glicerol
• Álcool que contém três grupos hidroxilo
• Estes grupos estabelecem ligações covalentes com os grupos carboxilo dos ácidos gordos
Ácidos Gordos
• São formados por uma cadeia linear de átomos de carbono, com um grupo terminal carboxilo (COOH)
• Podem ser saturados ou insaturados
Funções• Reserva energética
• Função estrutural
• Função protectora
• Função vitamínica
• Função hormonal
Função estrutural
Interacção entre Lípidos e Proteínas
As membranas desempenham um papel fulcral no controlo da troca
de substâncias entre o meio intra e extracelular e na formação dos
organelos dentro da célula
A sua constituição inclui
uma bicamada fosfolipídica e um conjunto de
proteínas especializadas envolvidas na
sinalização celular e no
transporte de substâncias
A interacção das biomoléculas deve-se às suas propriedades
simultaneamente hidrofílicas e
hidrofóbicas e é muito importante na
manutenção da fluidez das membranas
Modelo Mosaico Fluido
Lípidos Membranares
• Esfingolipídos • Colesterol • Fosfoglicerídeos
• Fosfatidilcolina, • Fosfatidiletanolamina, • Fosfatidilserina,• Fosfatidiltreonina;
Ácidos Nucleicos
•Generalidades
•Tipos
•RNA e DNA
•Função
Á c i d o s N u c l e i c o s : o q u e s ã o ?
• Biomoléculas de grande importância no controlo celular;
• Os ácidos nucleicos são polímeros em que os monómeros, os nucleótidos, são constituídos por:– Uma pentose (ribose ou desoxirribose);– Um grupo fosfato (ou ácido fosfórico);– Uma base azotada (adenina, guanina, citosina,
timina ou uracilo).
Á c i d o s N u c l e i c o s: t i p o s
Existem dois tipos de ácidos nucleicos com constituição e estrutura distintas:
Á c i d o s N u c l e i c o s : R N A e D N A
O RNA (ácido ribonucleico) pode possuir diferentes tipos de estrutura consoante a função que desempenham:• RNAt
•RNAm
•RNAr
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é formado por cadeia dupla antiparalela enrolada em dupla hélice.
Á c i d o s N u c l e i c o s : f u n ç ã o
Os ácidos nucleicos têm como função o armazenamento e expressão da informação genética (nomeadamente o DNA), assim como intervêm na síntese proteica e outros mecanismos a nível celular.
O DNA é uma molécula orgânica que contém a informação genética dos seres vivos e define a
forma como estes interagem com o meio biológico
A cadeia de DNA apresenta-se enrolada numa estrutura em dupla-
hélice que no núcleo se enovela para formar a cromatina.
As histonas são as principais proteínas que compõe a cromatina e são muito importantes na regulação dos genes e no empacotamento do DNA, permitindo
que os genomas eucariotas de grandes dimensões caibam no núcleo da célula.
Interacção entre DNA e histonas
É o meio por onde ocorrem todas as reacções celulares
Embora seja electricamente neutra, a molécula da água apresenta polaridade
É o composto mais importante das célulasÉ o solvente universal
Água
Nos sistemas biológicos é particularmente importante a ligação de hidrogénio mediada pela água, na qual as moléculas de água funcionam
como uma ponte para conectar duas partes separadas.
Na água, as moléculas de péptidos ligam-se entre si, formando nanofibras bem ordenadas que depois
se unem para formar matrizes.
Por sua vez, essas matrizes de nanofibras são usadas para fins terapêuticos.
A água é uma molécula altamente reactiva - favorece as interacções hidrofóbicas. - interfere na estrutura e propriedades das proteínas e ácidos nucleicos
Bibliografia
• LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica. Worth Publishers, 3a. ed. 2002
• STRYER, L. Bioquímica, 5a. ed.
• http://www.cientic.com