aula 1 introducao bioquimica
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Introduo ao Curso de
BIOQUMICA
Os estudos de Bioqumica Basica e energetica 1. Introduo 2. Biomolculas 3. Enzimologia e Bioenergtica 4. Metabolismo 5. Biologia Molecular 6. Transduo de sinais
1. IntroduoLigao qumica Interaes no covalentes A gua Equilibrios cido-Base
2. BiomolculasEstudo descritivo de: - Hidratos de carbono ou glicdios - Lipdios - Protenas - cidos nucleicos
3. Bioenergtica e Enzimologia
- Fluxos de energia na materia viva - Biocatlise e sua cintica - Estudo descritivo de enzimas - Coenzimas vitaminas - Inbio enzimtica
4. Metabolismo Transformaes qumicas da materia viva: - Catabolismo -Anabolismo - Metabolismo intermediario
5. Biologa Molecular
Os mecanismos moleculares da Informao Gentica: - Replicao do DNA - Transcrio - Traduo
6. Transduo de sinais
Os mecanismos moleculares da comunicao intercelular
A CLULA.AS CLULAS CONSTITUEM AS UNIDADES ESTRUTURAIS E FUNCIONAIS DOS ORGANISMOS VIVOS. UM SISTEMA ABERTO ISOTRMICO, QUE SE CONFORMA, SE AJUSTA E SE PERPETUA POR SIM MESMA. TIPOS DE CLULAS. -HA DOIS GRANDES TIPOS DE CLULAS: -PROCARIONTES ( Grego : pro = antes, karion = semente = ncleo) -EUCARINTES: (Com ncleo bem formado ).
Diferenas entre Procariotos e EucariotosClulas Eucariticas
Clula Procaritica
Figura esquemtica da Membrana Celular
Os EucariotosOs Componentes Celulares O Ncleo
Funes: Sntese de DNA Sntese de RNA
Os EucariotosO CitoplasmaAs Mitocndrias
As Organelas Envolvidas por Membrana
Oxidam nutrientes orgnicos atravs do consumo de O2 Sintetizam ATP
Sintetizam certas protenas da membrana mitocondrial interna
Figuras esquemticas dos Ribossomos
COMPONENTES MOLECULARES DE UMA CLULA de E. Col. - GUA................................................................... . 70 % -PROTENAS.......................................................... 15 % -CIDOS NUCLEICOS DNA................................................................. . 1 % RNA................................................................ . 6 % -POLISSACARDIOS........................................ 3% -LIPDIOS.......................................................... .. 2 % -MOLCULAS DE UNIDADES FUNDAMENTAIS E INTERMEDIRIOS..........2 % - ONS INORGNICOS..................................... 1 %
Bioqumicaestudo de pode ser dividida em
Esttica
Biomolculaspodem ser
Organismos VivosNecessitam
Dinmica
Compostos de
Molculas Complexas
Necessrias para formar formam
Molculas Simples *Oses
Nutrientesfornecem
Poliolosdios
Clulas *Energiapodem ser
* Polinucleotdios formam * Nucleotdios*Protenas *LipdiosComponentes de formam contm
*Aminocidos Eucariticas Procariticascontm
Membranas
Organelas
DNA Citoplasma no Ncleo
DNA
Bioqumica Esttica ou Descritiva Estuda as substncias que compem o organismo vivo, suas funes e propriedades.
Bioqumica Dinmica Estuda as reaes e transformaes que tem lugar entre os diversos constituntes do bioplasma.
Estuda o metabolismo.
BioqumicaBiomolculasorganizaes moleculares que integram a matria
Elementos Biogenticos:O (62%); C (21%); H (9,9%); N (3%); Ca (1,9%) P; K; S; Cl; Na; Mg; I; F; Fe; Mn
Os Elementos Essenciais para a Vida e a Sade Animal
alta quantidade na dieta baixa quantidade na dieta
Alguns Grupos Funcionais Comuns das Biomolculas
Exemplos de Grupos Funcionais nas Biomolculas
Adrenalina ou Epinefrina
Biomolculas Inorgnicasgua; Gases: O2 CO2 N2 ; nions: Cl-, PO43-, Ctions: Na+, K+, NH4+, Ca+, Mg2+
Biomolculas OrgnicasGlicdios; Lipdios; Protdios, Nucleotdios
SUB-UNIDADE MONOMERICA
LETRAS NUCLEOTDIOS
AMINOCIDOS
As Macromolculas e as Suas Subunidades Monomricas
PALAVRAS
DNA
PROTENAS
Os Componentes dos cidos Nuclicos, dos Lipdios e de Alguns Polissacardios
Os Lipdios
Triacilglicerol
CHO H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2-OH
CH2OH O
Glicose
Os Glicdios
Poliosdios
Glicognio
As Protenas
Nucleotdeo
Os cidos Nuclicos
Os cidos Nuclicos
A estrutura tridimensional importante para para a funo que a biomolcula desempenha
Cinco Tipos de Transformaes qumicas que Ocorrem nas Clulas
Oxirreduo Clivagem e formao de ligaes C-C Rearranjos internos Transferncia de grupamentos qumicos Reaes de condensao com eliminao de uma molcula de gua
Estados de Oxidao do Carbono nas Biomolculas
A Bioqumica uma Cincia Multidisciplinar
Farmacologia
Nutrio
Gentica
Patologia
FisiologiaTOXICOLOGIA
Endocrinologia
BioqumicaVIROLOGIA
Microbiologia ParasitologiaEMBRIOLOGIA
Imunologia
NUTRIO Importante fator na sade e na causa e tratamento de diversas doenas
Obesidade Osteoporose Diabetes Anemias por deficincia de ferro Cries Dentrias
O conhecimento da natureza molecular dos processos vitais permite o entendimento da manuteno da sade, bem com o entendimento, e o efetivo tratamento de doenas
A sade depende do balano harmonioso das reaes bioqumicas que ocorrem no organismo
A doena reflete a anormalidade das biomolculas, das reaes bioqumicas ou dos processos bioqumicos
Taxa Metablica Basal a energia necessria para a manuteno das atividades fisiolgicas25 kcal/kg/dia definida como o valor necessrio para elevar a temperatura de 1 kg (1L) de gua em graus centgrados de 14,5 15,5 graus. Assim sendo uma caloria designada mais corretamente como quilocaloria (Kcal).
Alimentos Alcatra frita Bacon frito Costeleta de porco Apresuntado Mortadela Salaminho Camaro frito Casquinha de Siri Lula cozida Abacaxi Figo maduro Ma vermelha Alface Brcolis Cebola Po francs
Quantidade 2 fatias (100g) 2 cubos (30g) 2 unidades (100g) 1 fatia (15g) 1 fatia fina (15g) 1 fatia pequena (2,5g) 1 poro (100g) 1 unidade (200g) 1 pires de ch (100g) 1 fatia (80g) 1 unidade (50g) 1 unidade (130g) 2 folhas (20g) 1 pires de ch (80g) 1 unidade (70g) 1 unidade (50g)
kcal 235 198 483 22 41 18 310 413 93 50 68 85 4 23 32 135
Alimentos Po de queijo Po integral de trigo Lasanha Macarro carbonara Pizza quatro queijos Cerveja Champanhe Usque Coca-Cola Guaran Sprite
Quantidade 1 unidade (20g) 1 fatia(100g) 1 poro (100g) 1 prato (100g) 1 fatia (140g) 1 lata de 350 ml 1 taa de 125 ml 1 dose de 100 ml 1 lata de 350 ml 1 copo de 240 ml 1 lata de 350 ml
kcal 68 261 139 362 432 147 85 240 137 75 115
Atividade
Quilocalorias gastas em 1 hora 350 800 70 300 250 200 60 250 550 80 70 150 450 150 100 100
Atividade
Quilocalorias gastas em 1 hora 500 100 120 250 90 200 120 50 80 670 250 400 250 200
Andar 5 km/h Correr Ficar sentado Tomar banho Varrer Lavar roupa Dormir Escovar os dentes Jogar futebol Ler Assistir TV Jogar vdeogame Pedalar Cantar Falar Comer sentado
Nadar Amamentar Usar o computador Pentear o cabelo Rir Usar o telefone Bater palma Meditar Beber gua Subir/descer escada Passar roupa Danar Fazer comida Brincar
Dieta Recomendada: 15% protena; 30% gordura e 55% de glicdios
Produtos da Digesto Glicose Galactose Frutose Ribose Bases Pricas Nucleosdeos Bases Pirimdicas Aminocidos Triacilglicerol Colesterol
A Compartimentalizao CelularServe para: isolar as reaes metablicas fornecer um ambiente favorvel para que ocorra a reao organizar as milhares de enzimas existentes na clula
Estado AbsortivoFGADOGlicognio C. Pentoses Gli6P Piruvato Glicose Aminocidos Protena
ADIPCITO Gli AAGlicoseC. Pentoses Acetil-CoA cido Graxo Graxo
Gli6PPiruvato
CK Acetil-CoATriacliglicerol VLDL VLDL
CKTAG TAG
cido Graxo
Quilomcron
GliGli6P Piruvato Glicose
CREBROGlicose Gli6P Piruvato
MSCULOGlicognio CK
CK AA
Aminocidos Acetil-CoA Protena
Acetil-CoA
Adaptado de Champe-96
Estado de JejumFGADOGlicognio Gli6P Piruvato CK Acetil-CoA Glicose Corpos Cetnicos Corpos Cetnicos cido Graxo
ADIPCITO GliAcetil-CoA CK
TAG Glicerol
cido Graxo Precursor Gliconeognico
CREBROAA
MSCULOGli6P Piruvato Protena CK Glicognio Corpos Cetnicos
Glicose Corpos Cetnicos
Gli6P Piruvato
Aminocidos
Acetil-CoA CK
Acetil-CoAAdaptado de Champe-96
Bibliografias recomendadas:Lehninger, A.; Nelson, D.L. e Cox, M.M. Princpios de Bioqumica. So Paulo: Sarvier, 1995. Voet, D.; Voet, J.G.; Pratt, C.W. Fundamentos de Bioqumica Porto Alegre: Artes Mdicas Sul Ltda., 2000. Devlin, T.M. Manual de Bioqumica com correlaes clnicas. So Paulo, Editora Edgard Blcher Ltda,1998 Montgomery, R.; Conway, T.W.; Spector, A. A. Bioqumica: uma abordagem dirigida por casos. Porto Alegre: Artes Mdicas, 1994. Champe, P.C. e Harvey, R.A. Bioqumica ilustrada. Porto Alegre: Artes Mdicas Sul Ltda., 1996.
Fluxo de eletrons fornece energia
Organismos fotossintetizantes liberam oxigenio e combustiveis
Energia
Metabolismo de compostos ricos em energia Oxidao de Compostos reduzidos Respirao Glicose + O2 >>>energia + CO2 e H2O
Morro abaixo
Reaes de xido reduo
Fluxo de eletrons
Morro abaixo Base da gerao de energia dos seres vivos
Fluxo de eletrons
Objeto no alto tem energia potencial Quanto maior a altura maior a diferena entre as energias potenciais Energia livre : G Ela sempre um pouco menor do que a variao total da energia Perda Dissipao de calo
Quanto maior a inclinao, maior a energia quando ele se desliza para baixo
Reaoes quimicas acopladas Metabolismo Reaes quimicas acopladas ocorre assim que uma reao que libera energia fornece energia para outra que requer energia Reaes quimicas em sistema fechado ocorre ate quando as reaes entram em equilibrio No equilibrio a velocidade da formao do produto a mesma do produto ser convertido em reagente Nao existe variao de concentrao
A variao de energia nesta fase ate entrar em equilibrio chamada de Variao de Energia livre
Variao do G A grandeza de G depende da reao quimica e de o sistema est inicialmente distante do equilibrio Cada composto quimico envolvido em uma reao quimica contem uma certa quantidade de energia potencial relacionada ao tipo e ao numero das ligaes
Reaes espontaneas Os produtos tem menos energia livre que os reagentes A reao libera energia livre que esta disponivel para realizar trabalho. Sao reaes exergonicas A diminuicao de energia livre a partir dos reagentes para os produtos expressa em valores de G negativos
Reaes endergonicasRequerem uma quantidade de energia e o seu G positivo
Reaes exergonicas Assim como na mecanica somente parte da energia liberada pelas reaes exergonicas podem ser utilizadas para executar um trabalho Nos sistemas vivos ha dissipao em calor
Organismos vivos
Assim como neste exemplo duas reaes podem estar acopladas Uma exergonica pode estar acoplada a uma endergonica
Exemplo de reaes acopladas Sintese de glicose 6 fosfato A maneira mais simples a produo pela reao 1 que usa fosfato inorganico Nesta reao o produto tem mais energia que os reagentes Reao endergonica
Na reao 2 os produtos tem menos energia que os reagentes Reao libera energia
Exemplo de reaes acopladas As duas reaes tem algo em comum Fosfato inorganico Consumido na reao 1 e produzido na reao 2
As duas podem ser acopladas formam de reao 3 A energia liberada pela reao bem maior que aquela consumida Reao exergonica
Acoplamento de reaes endergonicas com exergnicas central para trocas de energia nas celulas vivas
Estabilidade das biomoleculas Reacoes exergonicas nao necessariamente ocorre de forma rapida Ha uma barreira chamada de ativao Elas sao cruciais para a estabilidade das biomolculas As enzimas catalizam as reaes diminuindo a barreira de ativao
Catalise enzimatica Enzima aumenta a velocidade de reao quimica Este aumento pode ser um milhao de vezes maior 1010 a 1014
Vias metabolicas Nas celulas as reaes catalizadas por enzimas sao funcionalmente organizadas em sequencias Produto de um reao vira substrato na reao seguinte Vias catabolicas e Anablicas
Metabolismo regulado Para ser economico e equilibrado Inibio retroalimentao negativa Feedback
Informao genetica Compartamentalizado Molecula grande
DNA Estrutura permite seu reparo e sua replicao com fidelidade Subunidades de desoxirribonucleicos
Papel das mutaes na evoluo
DNA armazena informao genetica
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