BIOQUÍMICA

INTRODUÇÃO BIOQUÍMICA

INTRODUÇÃO BIOQUÍMICA

– Conceitos:

• É a ciência que busca descrever a estrutura,a organização e as funções da matéria viva em termos moleculares;

• A ciência que se interessa pelos constituintes químicos das células vivas e pelas reações e processos a que estão submetidos.

• Objetivo:

– A completa compreensão, em nível molecular, de todos os processos químicos associados às células vivas.

• O conhecimento da bioquímica é essencial a todas as ciências da vida

• As principais causas das doenças: – 1. agentes físicos: traumatismo mecânico, variações

extremas de temperatura e pressão, radiação, choque elétrico;

– 2. Agentes químicos: medicamentos, compostos tóxicos; – 3. Agentes biológicos: vírus, bactérias, fungos e parasitos; – 4. Privação de oxigênio; – 5. Distúrbios genéticos: congênitos, moleculares; – 6. Reações imunológicas: anafilaxia, doença auto-imune; – 7. Desequilíbrios nutricionais: deficiências, excessos; – 8. Desequilíbrios endócrinos: deficiências ou excessos

hormonais.

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS

RELEMBRANDO ...

• Célula: base para organização da vida

• Célula, unidade mínima de um organismo, capaz de atuar de maneira autônoma.

• Alguns organismos microscópicos, como bactérias e protozoários, são células únicas, enquanto os animais e plantas são formados por muitos milhões de células organizadas em tecidos e órgãos.

• Através das descobertas acerca das células, criou-se a teoria celular, tendo em vista seus fundamentos.

• De acordo com a teoria celular todos os seres vivos se formam através das células, sendo que alguns possuem o corpo composto somente por uma célula, e essa possui a capacidade de dar forma e característica aos seres vivos.

• A menor unidade viva é a célula que é responsável por oferecer mecanismos fundamentais a um organismo, e que, além disso, provocam as reações do metabolismo, em suma a célula é uma unidade fisiológica dos seres vivos.

• As células são oriundas de outras células, e cada uma leva consigo as informações hereditárias.

HISTORICO DAS CÉLULAS

• As células foram descobertas em 1665 pelo inglês Robert Hooke. Ao examinar num microscópio rudimentar, numa lâmina de cortiça, Hooke verificou que ela era constituída por cavidades poliédricas justapostas, às quais chamou de células (do latim cella, pequena cavidade). Na realidade Hooke observou blocos heradecimis que eram as paredes de células vegetais mortas.

• As células são envolvidas pela membrana celular e preenchidas com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas, o citoplasma em que se encontram dispersos organelos (por vezes escrito organelas, organóides, orgânulos ou organitos).

• As formas mais simples de vida são organismos unicelulares que se propagam por cissiparidade. As células podem também constituir arranjos ordenados, os tecidos.

• A TEORIA CELULAR

• Mathias Jakob Scheleiden – estudo da estrutura e fisiologia das plantas – “Todos os vegetais são constituídos por células”.

• Theodor Schwann – estudo da anatomia dos animais – “Todos os animais são constituídos por células.”

• PRIMEIRA LEI DA TEORIA CELULAR

• Todos os seres vivos são constituídos por células

• SEGUNDA LEI DA TEORIA CELULAR – (1855 – Rudolf Virchow) – “Omnis cellula e cellula” – Toda célula se origina de

outra célula.

• TERCEIRA LEI DA BIOLOGIA CELULAR

– A célula é a sede das reações metabólicas do organismo.

• QUARTA LEI DA BIOLOGIA CELULAR

– A célula é a sede da hereditariedade

CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS COM RELAÇÃO À CÉLULA

• ACELULARES – desprovidos de células – vírus

• CELULARES • procariontes • unicelulares – bactérias e cianobactérias

• eucariontes • unicelulares – protozoários e algumas algas • pluricelulares – animais, vegetais, etc

FORMA E TAMANHO DAS CÉLULAS

• A forma da célula é variada e depende de sua função.

• Geralmente o tamanho das células é inferior ao poder de resolução do olho humano:

• Células animais apresentam normalmente de 10 a 20 micrômetros e células vegetais, de 20 a 50 micrômetros,

• O tamanho médio das bactérias varia de 2 a 5 micrômetros.

• As células são os menores e mais simples componentes do corpo humano.

• A maioria das células são tão pequenas, que é necessário juntar milhares para cobrir a área de um centímetro quadrado. As unidades de medida são o macrômetro (µm), o nanômetro (nm) e o angstron (Å).

• Células - rins, pele e fígado (30 µm em média); Hemácias (entre 5 µm e 7µm). Óvulo - 0,1 mm.

ESTRUTURAS DAS CÉLULAS

• De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em:

• Células Procariontes

• As células procarióticas não possuem núcleo e o prefixo pro, significa anterior e karyon provém do grego noz ou amêndoa, que é semelhante à forma que um núcleo apresenta numa célula.

• As células procarióticas são relativamente simples (comparativamente às eucarióticas) e são as que se encontram nas bactérias e cianófitas ("algas" azuis ou cianobactérias). São organismos unicelulares constituídos por uma só célula.

• Células Eucariontes

• As células eucarióticas apresentam núcleo, onde o prefixo eu- quer dizer verdadeiro, ou seja, células que apresentam um verdadeiro (eu) núcleo (karyon).

• As células eucarióticas podem ser encontradas em seres unicelulares e pluricelulares. São células complexas que se encontram nos animais, plantas e fungos.

• As células animal e vegetal são células eucariontes que se assemelham em vários aspectos morfológicos como a estrutura molecular da membrana plasmática e de várias organelas, e são semelhantes em mecanismos moleculares como a replicação do DNA, a transcrição em RNA, a síntese protéica e a transformação de energia via mitocôndrias.

• A presença de parede celular, vacúolo, plastídios e a realização de fotossíntese, são as principais características que fazem da célula vegetal diferente da célula animal.

OS ELEMENTOS QUÍMICOS CONSTITUINTES DOS SERES VIVOS

• NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS

• Átomos e moléculas:

• Os átomos forma toda a matéria que existe.

• Eles se unem por meio de ligações químicas para formar as moléculas, desde moléculas simples como a água (H2O), até moléculas complexas como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos.

• Organelas e Células: As organelas são estruturas presentes no interior das células, que desempenham funções específicas. São formadas a partir da união de várias moléculas.

• A célula é a unidade básica da vida, sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos de células, cada uma com sua função específica.

• Tecidos: Os tecidos são formados pela união de células especializadas. Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é o muscular tem a função de produzir os movimentos musculares, o tecido ósseo, formado pelas células ósseas tem a função de sustentar o organismo.

• Órgãos: Os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles são formados de vários tipos de tecidos, por exemplo. O coração é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os ossos são formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso.

• Sistemas: Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que se trabalham em conjunto para exercer uma determinada função corporal, por exemplo, o sistema digestório, que é formado por vários órgãos, como boca, estômago, intestino, glândulas, etc.

• Organismo: A união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser uma pessoa, uma planta, um peixe, um cachorro, um pássaro, um verme, etc.

ESPECTRO BIOLÓGICO: níveis de organização da vida.

• O carbono, elemento químico representado pelo símbolo C, forma parte de todos os seres vivos.

• Combinado com outras substâncias inorgânicas como o oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, formam moléculas orgânicas ainda sem vida, como os aminoácidos.

• Vários aminoácidos unidos por ligações peptídicas formam as proteínas, substâncias orgânicas estruturais importantes à célula.

• No ácido desoxirribonucléico (ADN ou DNA em inglês) são organizadas outras substâncias orgânicas dando início ao fenômeno da vida que esta organizada em diversos níveis de organização, onde cada nível depende do equilíbrio dos outros níveis presentes no espectro biológico para se manter estável.

• O nível inicial de organização da vida são as moléculas orgânicas complexas, que se organizam em organelas vivas. Transformam-se em várias organelas citoplasmáticas como as mitocôndrias, os lisossomos, os ribossomos, cloroplastos, entre outras.

• As organelas vivas se organizam em várias células vivas como as hemácias, a células epiteliais, os neurônios, etc.

• Os tecidos vivos se organizam em órgãos vivos.

Os órgãos vivos se organizam em sistemas vivos. (Respiratório, Digestivo, Reprodutor, Nervoso, etc.)

Composição Química da Célula

Composição Química da Célula

Inorgânicos

• Água

• Sais Minerais

Orgânicos

• Proteínas

• Lipídios

• Carboidratos

• Àcidos Nucléicos

ENCONTRA-SE NA CÉLULA

Na forma livre

Representa 95% da água total, é a parte usada principalmente como solvente para os solutos e como meio dispersante

ÁGUA

A água é um solvente universal.

A água é um regulador de temperatura.

A água é um lubrificante ideal,

A água participa de reações químicas

A água atua como mecanismo de proteção

ELEMENTOS MINERAIS

• Representam cerca de 1% do total da composição celular;

• São necessários em concentrações da ordem de miligramas por litro de cultura.

FUNÇÃO

• Atuam principalmente como reguladores da atividade celular.

• Encontram-se na forma: • Insolúvel

• Dissolvidos em água

AMINOÁCIDOS

• Um peptídio é formado quando alguns aminoácidos se unem através de ligações peptídicas.

• A formação de um polipetídio ocorre quando diversos

aminoácidos se unem. • As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a

maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de polipeptídeos.

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Quanto à composição:

Proteínas simples

Ex. albuminas, globulinas

Proteínas conjugadas

Ex. hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS

Quanto à forma: Proteínas fibrosas: são insolúveis em

água, compridas e filamentosas. A maioria tem função estrutural ou protetiva. Ex. colágeno

Proteínas globulares: geralmente

solúveis em água, formam estruturas compactas fortemente enroladas em forma globular ou esférica.

Função relacionada com manutenção

e regularização de processos vitais: enzimática, transporte, defesa e hormonal. Ex. hemoglobina.

CARBOIDRATOS

• Os carboidratos são também conhecidos como glicídios ou açúcares, sendo as moléculas biológicas mais abundantes na natureza.

• São compostos por carbono, hidrogênio e oxigênio.

• Representam a principal fonte de energia para a célula.

CARBOIDRATOS

• Abrangem um dos maiores grupos de compostos orgânicos encontrados na natureza.

• Junto com as proteínas formam os principais constituintes dos organismos vivos.

• São responsáveis pela energia que move o ser vivo

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

MONOSSACARÍDEOS

• São compostos com uma fórmula geral Cn(H2O), que não podem ser hidrolisados a compostos mais simples.

• Contêm de três a seis átomos de carbono.

• Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose

• Glicose é o mais importante dos três e é utilizada pelas células como fonte imediata de energia.

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

MONOSSACARÍDEOS

Ribose Desoxirribose

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

MONOSSACARÍDEOS

UTILIZAÇÃO DA GLICOSE

• A glicose é utilizada de três maneiras:

pode ser queimada imediatamente como combustível.

pode ser armazenada como glicogênio para queima posterior.

pode ser armazenada sob a forma de gordura.

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS

• São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos.

• Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce.

• Exemplos: Sacarose, Lactose e Maltose.

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

POLISSACARÍDEOS

• São formadas por três ou mais moléculas de

açúcares.

• Podem ser chamadas de glicanas.

• Os três polissacarídeos de interesse para nós são o

amido, o glicogênio e a celulose.

CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

POLISSACARÍDEOS

LIPÍDIOS

• São compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.

• União de ácido graxo e álcool

• São as gorduras, ceras e óleos

• Insolúveis na água.

• Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.

ONDE SÃO ENCONTRADOS

• Associados a membrana;

• Transportados pelo plasma;

• Barreira hidrofóbica( impermeabilização- ceras)‏

• Funções reguladoras ou de coenzimas( óleos);

• Controle da homeostase do corpo( gorduras)‏

• A maioria dos componentes não protéicos.

LIPÍDIOS MAIS COMUNS

• Triglicerideos

• Fosfolipídios

• Glicolipídios

• Esteróides

Triglicerideos

Plantas e animais;

São triésteres de glicerol com ácidos graxos;

Reserva de energia em animais;

Formam CO2 e H2O na célula.

FOSFOLIPÍDIOS

• Contêm ácidos graxos unidos a uma molécula de glicerol.

• São os principais componentes das membranas celulares.

GLICOLIPÍDIOS

• Todas as membranas do corpo.

• Camada externa da membrana plasmática.

• Regulação das interações.

• Fonte de antígenos do grupo sangüíneo.

• Receptores para toxinas.

VITAMINAS

• São compostos orgânicos imprescindíveis para algumas reações metabólicas específicas, requeridos pelo corpo em quantidades mínimas para realizar funções celulares.

• São usualmente classificadas em dois grupos com base na sua solubilidade, estabilidade, ocorrência em alimentos.

CLASSIFICAÇÃO

• HIDROSSOLÚVEIS

São vitaminas solúveis em água. Tiamina, Riboflavina, Niacina, Biotina, Ácido Pantotênico,

Ácido Fólico, Cobalamina, Peridoxida e Ácido Ascórbico.

• LIPOSSOLÚVEIS

• São as vitaminas solúveis em lipídios e não-solúveis em água.

Vitamina A, D, E e K.

FUNÇÕES

• Agem muitas vezes como coenzimas ou como parte de enzimas responsáveis por reações químicas essenciais à saúde humana.

• Mantêm a saúde ideal e a prevenção de doenças crônicas.

MACETE

• Vitaminas e doenças ocasionadas pela sua falta:

• Vitamina A: cegueirA noturnA

• Vitamina B: Béri Béri

• Vitamina C: esCorbuto

• Vitamina D: raquiDismo (qual é a letra que lembra mais o T do raquitismo?)‏

• Vitamina E: deixa EstÉril

• Vitamina K: problemas de Koagulação

ÁCIDOS NUCLÉICOS

DEFINIÇÕES

É unidade estrutural básica dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), constituídos por bases purinas (A, G) ou pirimídicas (C, T), ribose ou desoxirribose e ainda grupamento fosfato.

NUCLEOTÍDEOS:

Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento.

É um polímero formado por nucleotídeos, sendo o açúcar desoxirribose e as bases purinas e pirimídicas (C, T, G, A), proporcionando formação de uma fita dupla.

DNA

Para memorizar as bases nitrogenadas e diferenciá-las, guarde:

• PUlGA (pulga): PU=púrica, G=guanina, A= adenina;

• PITUCa (pituca): PI=pirimidina, T= timina, U=uracila e C= citosina;

A ADENINA SE LIGA COM A TIMINA

E A GUANINA COM A CITOSINA

Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua instrução.

Assim como o DNA, o RNA também é composto por nucleotídeos, porém difere em certos aspectos:

• O açúcar é uma ribose;

• A base pirimídica timina é substituída pela uracila;

• Forma somente fita de RNA simples, isto implica que haverá uma porcentagem diferente de A com T e C com G

RNA