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AULA 01 Profª. Jessyka A. Marques

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AULA 01

Profª. Jessyka A. Marques

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• Biodiversidade

• Matéria: Combinação de elementos .

Hidrogênio;

Carbono;

Enxofre;

Nitrogênio

Outros.

Não podem ser

decompostas ou

convertidas por

meios químicos !!

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• Átomo: menor partícula de um elemento que ainda retém as propriedades

características.

Z = P = E

A = P + N

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Substâncias

Inorgânicas

• Água

• Sais Minerais

Substâncias

Orgânicas

• Carboidratos

• Lipídios

• Proteínas

• Vitaminas

• Ácidos Nucléicos

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I - Substâncias Inorgânicas

1. Água

• Substância mais abundante da terra;

• Ambiente aquático: Surgimento dos primeiros seres

vivos.

• Representa, nos seres vivos, cerca de 70% do seu peso;

• Perda de 20% de água corpórea: morte por desidratação.

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• H2O;

• Disposição angular;

• Moléculas polares

ou Dipolos;

• Líquida: união a outras

3,4 moléculas.

• Sólida: união a outras 4

moléculas.

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Ligação Fraca

Pontes de Hidrogênio

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Propriedades da Água

Estão relacionadas com as pontes de hidrogênio.

a) Adesão e Coesão

b) Poder de Dissolução

c) Poder de Reação

d) Calor Específico

e) Calor de Vaporização

f) Atividade Metabólica

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a) Adesão e Coesão

• ADESÃO: Atração entre moléculas de água e

outras substâncias.

• COESÃO: Forte atração entre as moléculas de H2O.

OBS.:

TENSÃO SUPERFICIAL

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b) Poder de Dissolução Dissolver substâncias polares denominadas HIDROFÍLICAS;

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c) Poder de Reação

• Reações de síntese por

desidratação e hidrólise

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d) Calor Específico (cal/(g.°C))

• É a quantidade de energia calorífica

necessária para aquecer uma certa

quantidade de substância;

• Quanto mais energia calorífica for

necessária, maior será o calor

específico da substância;

• A água possui um alto calor específico

devido às pontes de hidrogênio;

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e) Calor de Vaporização

• É necessária muita energia calorífica para desprender

uma molécula de água de suas companheiras;

• No momento em que ela se desprende, temos a

vaporização;

Obs.: Suor

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f) Atividade Metabólica

• Metabolismo: quanto mais jovem, maior é o

metabolismo.

• Idade: quanto mais jovem, maior a quantidade de água

no corpo.

• Habitat: seres aquáticos, como águas vivas, possuem

naturalmente mais água.

A quantidade de água em um organismo varia de acordo com:

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AULA 02

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2. Sais Minerais • Encontrados em pequenas porções;

• Atuam como elementos reguladores;

• Podem ser encontrados sob três formas principais:

Dissociados ou Ionizados Ex: NaCl Na+ + Cl-

Cristalizados Ex: Carbonato de cálcio e hidroxiapatita encontrados em conchas

e ossos

Complexados a moléculas orgânicas Ex: Ferro na hemoglobina e magnésio na clorofila

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Sal mineral Função Sua falta provoca Fontes

Cálcio

Atua na formação de tecidos,

ossos e dentes; age na

coagulação do sangue e na

oxigenação dos tecidos; combate

as infecções e mantém o

equilíbrio de ferro no organismo

Deformações ósseas;

enfraquecimento dos dentes

Queijo, leite, nozes, uva,

cereais integrais, nabo,

couve, chicória, feijão,

lentilha, amendoim,

castanha de caju

Fósforo

Atua na formação de ossos e

dentes; indispensável para o

sistema nervoso e o sistema

muscular; junto com o cálcio e a

vitamina D, combate o raquitismo

Maior probabilidade de

ocorrência de fraturas;

músculos atrofiados;

alterações nervosas;

raquitismo

Carnes, miúdos, aves,

peixes, ovo, leguminosas,

queijo, cereais integrais

Ferro Indispensável na formação do

sangue; atua como veiculador do

oxigênio para todo o organismo

Anemia Ferropriva

Fígado, rim, coração, gema

de ovo, leguminosas,

verduras, nozes, frutas

secas, azeitona

Iodo

Faz funcionar a glândula tireóide;

ativa o funcionamento cerebral;

permite que os músculos

armazenem oxigênio e evita que a

gordura se deposite nos tecidos

Bócio; obesidade, cansaço

Agrião, alcachofra, alface,

alho, cebola, cenoura,

ervilha, aspargo, rabanete,

tomate, peixes, frutos do

mar vegetais

Cloro Constitui os sucos gástricos e

pancreáticos

É difícil haver carência e cloro,

pois existe em quase todos os

vegetais; o excesso de cloro

destrói a vitamina E e reduz a

produção de iodo

Sal de cozinha, frutos do

mar, leite, carnes, ovos e

quase todos os vegetais.

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I I - Substâncias Orgânicas

1. Carboidratos ou açúcar ou hidratos de carbono ou glicídios

• Constituição: 1 Carbono, 2 Hidrogênio e 1 Oxigênio;

• Compostos aldeídicos ou cetônicos com muitas hidroxilas.

• Função energética;

• Função Construtora – parede celular (celulose) e exoesqueleto de quitina;

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Os carboidratos são classificados como:

Monossacarídeos ou Oses (1 unidade);

Fórmula Mínima: (CH2O)n 3 ≤ n ≤ 7

uma tetrose

Não podem sofrer hidrólise;

uma hexose

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Oligossacarídeos (2 a 10 unidades);

OBS.: DISSACARÍDEOS

Sacarose - glicose + frutose

Lactose – glicose + galactose

Maltose – glicose + glicose

Ocorre reação de síntese por desidratação

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Polissacarídeos (mais de 10 unidades);

• Insolúveis em água;

• Podem ser desdobrados em açucares simples por hidrólise;

Principais polissacarídeos:

Celulose Quitina Amido glicogênio

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Propriedades dos Carboidratos

a) Fornecimento de energia

Principal é a glicose

b) Armazenamento da energia

Amido – reserva vegetal

Glicogênio – reserva animal

c) Estrutural

Celulose

Quitina

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2. Lipidios

• Constituição: Carbono, Hidrogênio e Oxigênio;

• Menor teor de Oxigênio = moléculas hidrofóbicas

• Função energética e construtura.

Os principais grupos de lipídios são:

Glicerídeos

Fosfolipídios

Cerídeos

Esteróides

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Glicerídeos ou Acilgliceróis

- Representados principalmente pelos triglicerídeos que

englobam óleos e gorduras;

- São formados pela reunião de 3 ácidos graxos e 1

glicerol ÉSTERES DE ÁCIDOS GRAXOS

- Lipídios Simples

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http://marcusgrachinskibuiar.blogspot.com

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OBS.:

Os ácidos graxos podem sofrer reações de HIDROGENAÇÃO,

HALOGENAÇÃO, SAPONIFICAÇÃO, ESTERIFICAÇÃO e OXIDAÇÃO.

HIDROGENAÇÃO: Reação do ácido graxo insaturado com o H2, formando

ácido graxo saturado.

HALOGENAÇÃO: Reação do ácido graxo insaturado com um halogênio,

formando ácido graxo saturado halogenado.

SAPONIFICAÇÃO: Reação de um ácido graxo com base, formando sal

(sabão).

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Fosfolipídeos ou Fosfoacilgliceróis

Formados por: Álcool, ácido graxo, ácido fosfórico e uma

molécula nitrogenada

- Lipídios Compostos

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Cerídeos

- Representados pelas ceras;

- Formados Pela união de álcoois de longa cadeia com

ácidos graxos.

- Lipídios Simples

- Ex: Ceras (ouvido humano), Abelhas, cera de carnaúba,

etc..

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Esteroídes

- Todos são semelhantes à molécula de colesterol da qual derivam.

- Precursor dos hormônios sexuais masculino (testosterona) e feminino

(estrógeno), sais biliares do fígado e vitamina D.

colesterol progesterona

testosterona

Vitamina D

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Propriedade dos Lipídeos

Reserva energética

Isolante elétrico

Isolante térmico

Isolante mecânico

Estrutural

Hormonal

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Funções:

a) Estrutural Miosina, Actina, Proteínas do sistema ABO.

b) Transporte e Armazenamento Hemoglobina, Mioglobina.

c) Proteínas de Defesa Imunoglobulinas ou anticorpos.

d) Hormônios FSH, LH, Tireotrófico.

e) Enzimas Pepsina, Lipase.

Hemoglobina

3. Proteínas

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• União de Aminoácidos:

Cadeias de carbono com Hidrogênio,

Oxigênio, Nitrogênio e, às vezes, enxofre.

Radical

Grupamento

amina

Grupamento

Ácido Carboxílico

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Classificação dos Aminoácidos

1) Quanto à polaridade:

a) Aminoácidos apolares:

Apresentam radicais de hidrocarbonetos apolares ou hidrocarbonetos

modificados, exceto a glicina. São radicais hidrófobos.

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c) Aminoácidos Ácidos:

Apresentam radicais com grupo carboxílico. São hidrófilos.

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2) Quanto à necessidade:

a) Aminoácidos não- essenciais:

São aqueles os quais o corpo humano pode sintetizar.

São eles: Glicina, Alanina, Serina,Cisteína,Tirosina, Ácido aspártico, Ácido

glutâmico, Asparagina,Glutamina, Taurina e Prolina.

b) Aminoácidos essenciais:

São aqueles que não podem ser produzidos pelo corpo humano.

Dessa forma, somente podemos adquirí-los pela ingestão de alimentos,

vegetais ou animais.

São eles: Fenilalanina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Treonina,

Triptofano e Valina.

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c) Aminoácidos semi-essenciais:

Aqueles produzidos pelo organismo, porém em quantidade

insuficiente.

São eles: Arginina – Histidina.

Farinha do bagaço de cevada em dietas para a engorda de camarões marinhos

Ruth Gomes de Figueiredo Gadelha, João Paulo de Sousa Prado, José Marcelino Oliveira Cavalheiro

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Níveis de Organização das Proteínas

a) Estrutura Primária: responsável pelas propriedades da molécula.

Estes dois peptídeos são iguais?

asp – leu – gly – ala – iso

iso – ala – leu – gly – asp

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Os aminoacidos se unem por ligações peptídicas (entre

amina de um aa e carboxila de outro).

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b) Estrutura Secundária: mantida por causa das pontes de Hidrogênio.

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C) Estrutura terciária

Estabilizada por:

Pontes de H

Pontes Bissulfeto

Dipolo – Dipolo

Van der Waals

α-hélice Folha β-pregueada

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d) Estrutura Quaternária

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Desnaturação de Proteínas

Altas temperaturas

Mudanças de pH

Substâncias Químicas

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As proteínas com capacidade de associar-se a

outras substâncias são chamadas CONJUGADAS.

As proteínas que só possuem aminoácidos são

chamadas de PROTEÍNAS SIMPLES.

Glicoproteínas Ptn + DNA

Heme = ptn + Fe

Lipoptn

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Enzimas Quase todas as enzimas são PROTEÍNAS.

Algumas moléculas como ácidos nucléicos também atuam como enzimas.

Enzimas:

- Proteínas Simples.

- Proteínas Conjugadas:

Composto não-protéico:

• Metal: COFATOR

• Molécula Orgânica: COENZIMA

Parte

Protéica

Parte Não-

protéica

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- Possuem todas as características das proteínas.

-Podem ter sua atividade regulada (hormônonios, cofatores etc).

- Estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas.

São catalisadores biológicos que diminuem a energia de ativação

das reações.

- Aceleram em média 109 a 1012 vezes a

velocidade da reação, transformando de

100 a 1000 moléculas de substrato em

produto por minuto de reação.

- Atuam em concentrações muito baixas.

- Atuam em condições suaves de

temperatura e pH.

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Sítio Ativo

As enzimas são específicas, ou seja, cada tipo de enzima serve apenas para determinado tipo

de reação.

OBS.: MODELO DO ENCAIXE INDUZIDO: Enzima (sítio ativo) e substrato mudam um pouco

a sua forma espacial, ou seja, apresentam flexibilidade para que ocorra a reação.

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Fenilcetonúria Altas concentrações de

fenilalanina no sangue gerando

lesões cerebrais.

Fenilalanina

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FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE

DAS REAÇÕES ENZIMÁTICAS

a) Concentração da Enzima

Enzimas Velocidade de reação

Obs.: Desde que haja quantidade suficiente de substrato para as enzimas.

b) Concentração de Substrato

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b) Temperatura

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c) Grau de Acidez de uma Solução (pH)

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Classificação das Enzimas (3 métodos)

Nome Usual : Consagrados pelo uso.

Ex: Tripsina, Pepsina, Ptialina.

Nome Recomendado: utilizado no dia a dia. Utiliza o sufixo "ase“

Ex: Urease, Hexoquinase, Peptidase, etc.

Nome Sistemático: Dá informações precisas sobre a função metabólica da enzima.

Ex: ATP-Glicose-Fosfo-Transferase

Nomeclatura das Enzimas (Nome sistemático)

Oxidorredutases: reações de transferência de elétrons (oxi-redução).

Ex: Desidrogenases e as Oxidases

Transferases : reações de transferência de grupamentos funcionais

como grupos amina, fosfato, carboxil, etc.

Ex: Quinases e as Transaminases

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Hidrolases: reações de hidrólise.

Ex: Peptidades

Liases: quebra de ligações covalentes e a remoção de

moléculas de água, amônia e gás carbônico.

Ex: Dehidratases e as Descarboxilases.

Isomerases: reações de interconversão entre isômeros

ópticos ou geométricos.

Ex: Epimerases.

Ligases: reações de formação e novas moléculas às

custas de energia (ATP).

Ex: Sintetases.

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Regulação Enzimática: Algumas enzimas atuam como moduladoras do metabolismo celular.

INIBIÇÃO

ATIVAÇÃO

Modulação Alostérica:

Uma substância (modulador) se liga de forma não-covalente, positivamente (ativa a enzima) ou negativamente (inibe a enzima) no sítio de modulação.

Modifica as conformações da estrutura espacial da enzima modificando a afinidade pelo substrato.

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Inibição Reversível Competitiva: Quando o inibidor se liga reversivelmente ao mesmo sítio de ligação do substrato;

A inibição depende das concentrações de substrato e de inibidor.

Ex: Sulfa, Dicumarol, Penicilina.

Inibição Enzimática Compostos que podem diminuir a atividade de uma enzima.

Pode ser reversível ou irreversível;

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Inibição Reversível Não-Competitiva: Quando o inibidor liga-se reversivelmente à enzima em um sítio próprio de ligação para o inibidor (Não é o Sitio ativo da enzima).

Depende apenas da concentração do inibidor.

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Inibição enzimática irreversível: há modificação covalente e definitiva no sítio de ligação ou no sítio catalítico da enzima.

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Km - Medida da eficiência de uma enzima que atinge velocidade máxima.

Km - Concentração de substrato necessária para atingir a metade da velocidade máxima.

Km - Constante de Michaelis Menten

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AULA 07

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VITAMINAS • Alimentos reguladores → controlam várias atividades da célula e

funções do organismo.

• São necessárias em quantidade muito pequena em relação aos demais

nutrientes.

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As vitaminas podem ser:

HIDROSSOLÚVEIS LIPOSSOLÚVEIS

Dissolvem-se bem em gorduras.

Dissolvem-se bem em água.

Vitaminas A, D, E e K Vitaminas C e do complexo B

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Vitamina D (calciferol)

• Facilita a absorção de cálcio no intestino e sua

deposição nos ossos e dentes.

• Carência: raquitismo

É sintetizada em nossa pele

pela ação dos raios

ultravioleta do Sol.

Gema de ovo leite

atum

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Vitamina E (tocoferol)

• Ação antioxidante e participa do desenvolvimento do feto e

das gônadas.

• Carência: lesões nos glóbulos vermelhos (anemia) células

musculares e nervosas. Esterilidade (ratas).

Laticínios Gema de ovo

carne

cereais

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Vitamina K1 (Filoquinona)

• Participa da coagulação do sangue.

• Carência: hemorragias.

Folhas verdes

Gema de ovo

batata leite

É sintetizada por bactérias que

vivem no intestino grosso.

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Vitaminas do

complexo B

• São diversas vitaminas: B1 (tiamina), B2

(riboflavina), B3 (niacina), B5 (ácido Pantogênico), B6

(piridoxina), B8 (biotina), B9 (ácido fólico), B12

(cobalamina).

• Agem em diversas reações do metabolismo.

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Vitamina Fontes Ação Consequências

da carência

B1 ou tiamina Cereais

integrais,

leveduras e

fígado.

Metabolismo de

carboidratos .

Age sobre

células

nervosas.

Beribéri,

fraqueza,

paralisia e

degeneração

dos nervos.

B2 ou riboflavina Folhas, carnes,

levedura, ovos e

fígado.

Oxidação de

alimentos e

coordenação

motora.

Alterações na

mucosa do

intestino e

fissuras na pele.

B3 ou PP ou

niacina

Leveduras, leite,

carne, ovos e

fígado.

Mantém o tônus

nervoso e

muscular.

Inércia e falta de

energia.

B8 ou biotina Ovos, vegetais e

fígado.

Metabolismo de

lipídios.

Distúrbios na

pele.

Acido fólico ou

B9

Verduras verdes

escuras.

Metabolismo de

aminoácidos.

Anemia

perniciosa.

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Fontes Benefícios Carência Excesso

A (axeroftol ou

retinol).

Antixeroftálmica

Fígado,rim,gema de

ovo,espinafre,

leite,manteiga ...

Conserva a acuidade visual e

fortalece as defesas naturais do

organismo contra infecções.

Cegueira noturna, xeroftalmia

(diminuição da prod. da lágrima,

ressecamento da

córnea,ulceração da mesma e

cegueira).

Irritabilidade, reação alérgica

cutânea, ressecamento e

descamação da pele,falta de

apetite...

B1(aneurina ou

tiamina).

Antiberibérica

Cutícula do arroz, levedo

da cerveja, tomate,

cenoura, verduras ...

Combate a inflamação nos

nervos generalizada.

Beribéri (polineurite

generalizada). ___

PP (nicotinamida ou

niacina)

Preventiva da pelagra

Peixes, carnes, rins, fígado

e legumes.

Entra na composição das

desidrogenases (enz.

oxidantesda resp. celular) e do

NAD(transporta é que fornece

energia p/ a cel.)

Pelagra (dermatite intensa, com

rachaduras dolorosas da pele,

lesões das mucosas (diarréia), e

neurite grave do SNC, levando à

demência.

___

B12 (cobalaminas)

Antianêmica e

antineurítica

Fígado, rins e outros

alimentos de origem

animal.

Ajuda a manter e a substituir as

cél. Do organismo, inclusive

as resp. pela imunidade a

infecções e pela coagulação

sanguínea.

A vit. B12 se divide em

hidroxicobalamina ( ação

antineurítica) e cianocobalamina(

ação antianêmica – contra

anemia perniciosa).

___

C (ác. Ascórbico)

Antiescorbútica

Frutos cítricos, caju,

vegetais verdes e frescos. Estimula a prod. de anticorpos.

Escorbuto (irritação nas gengivas

que se tornam vermelhas e

facilmente sangrantes.)

Enfraquecimento dos

denteshemorragias generalizadas

___

D (calciferol)

Anti-raquítica

Leite, gema de ovo, e nos

laticínios.

Evita o raquitismo, ajuda o

sistema imunológico, e os

ossos fracos.

Raquitismo Pode causar problemas

cardíacos.

E (tocoferol)

Antioxidante e

antiesterilizante

Alface, milho, algodão e,

principalmente, no

amendoim.

Evita a esterilidade e o aborto

espontâneo. Esterilidade Difícil eliminação do corpo

K (filoquinona)

Anti-hemorrágica

Vegetais folhosos e no

alho.

Forma a protrombina (subst.

Que entra na coagulação

sanguinea).

Problemas na coagulação

sanguínea.

K sintética: Lesão cerebral

em crianças e anemias em

adultos.

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Alimentação Ideal

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AULA 08

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• Funções:

- Armazenamento e transmissão das características de um ser vivo;

- controle direto ou indireto de todos os processos que acontecem em um organismo.

Ácido Desoxirribonucleico

Ácido Ribonucleico

Ácidos Nucleicos

• Tipos:

DNA

RNA

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Estrutura geral dos ácidos nucleicos:

• São polímeros de nucleotídeos.

Fosfato

Pentose

Base Nitrogenada

Cadeias de Nucleotídeos

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5’

3’

1

2

3 4

5

1

2 3

4

5

1

2 3

4

5

1

2 3

4

5

A união dos nucleotídeos é feita por meio de

ligações fosfodiester.

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Bases nitrogenadas

Púricas Pirimidínicas

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DNA RNA

PENTOSE DESOXIRRIBOSE RIBOSE

BASES CITOSINA (C) CITOSINA (C)

NITROGENADAS GUANINA (G) GUANINA (G)

ADENINA (A) ADENINA (A)

TIMINA (T) URACILA (U)

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DNA X RNA

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Modelo de Watson e Crick

James D. Watson e Francis H. C. Crick

28 de fevereiro de 1953

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Sequência de bases:

• é variável

• determina as características

• é única

• é herdável

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Esqueleto açúcar-fosfato

B

a

s

e

s

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A T G G G C C T A A A T T C

As bases se pareiam por pontes de

hidrogênio

A T

C G T A C C C G G A T T T A A G

5’ 3’

3’ 5’

O pareamento de duas cadeias faz com que o DNA seja uma fita dupla.

Uma fita do DNA não é

idêntica à outra e sim

complementar.

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Em função da complementaridade das bases, é possível estabelecer o percentual de cada base na molécula de DNA, apenas sabendo o percentual de uma delas:

% A = % T e % C= % G %A + % T + % C + %G = 100%

Qual a porcentagem de bases de uma molécula de DNA, sabendo que 30% das bases são Adeninas?

Regra de Chargaff

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Desnaturação do DNA

Rompimento das pontes de hidrogênio que unem as fitas do DNA, separando-as.

Exposição do DNA a altas temperaturas.

Quanto maior o teor de bases C/G no DNA, maior sua resistência à desnaturação.

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PCR Reação em Cadeia da Polimerase

Amplificação enzimática de uma sequência de DNA.

São 3 etapas:

• Denaturação das cadeias;

• Anelamento dos Primers ou iniciadores;

• Polimerização das novas cadeias complementares

pela ação da enzima Taq polimerase.

Dr. Kary Banks Mullis – 1983

Uma fita simples é o molde para síntese de

novas cadeias complementares

Enzima DNA polimerase

adiciona os nucleotídeos Produção de

milhões

de cópias ao final da

reação

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1) Extração do DNA,

2) Adição de uma mistura (pré-mix):

• dNTPs (desoxirribonucleotídeos

trifosfatos),

• primers (iniciadores)

• enzima DNA polimerase em uma

solução tampão.

3) Esta mistura é colocada no termociclador,

o qual faz ciclos de temperatura pré-

estabelecidos com tempos exatos

específicos para cada reação (fragmento a

ser amplificado).

OBS.:Normalmente são

realizados de 25 a 40 ciclos

para cada reação na qual a taxa

de replicação é exponencial

2ciclos

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Replicação do DNA:

• Ocorre antes de uma divisão celular.

• Envolve toda a molécula de DNA.

• Processo semi-conservativo.

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Etapas da Replicação

do DNA

1) Abertura das fitas:

• Aos poucos.

• Início em Origens de Replicação.

• Feita pela enzima HELICASE.

Há várias “Origens de Replicação” no DNA → torna o processo mais rápido.

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2) Polimerização:

• Feita pela enzima DNA

POLIMERASE.

• Encaixe de nucleotídeos.

A DNA pol ainda é capaz de fazer

a EDIÇÃO do DNA. Caso algum

nucleotídeo errado for encaixado,

ela o remove e coloca outro em

seu lugar.

Diminui a incidência de mutações

(DNA-Ligase)

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Transcrição

Ao contrário da replicação, a transcrição envolve certos trechos do DNA, os genes, e ocorre durante a vida normal da célula.

A transcrição é o primeiro passo da expressão gênica, que significa a

transformação do que é informação (DNA) para o que é uma característica do

organismo.

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1) Abertura da hélice

• No gene a ser transcrito

• Feita por enzimas

2) Ação da RNA polimerase

• Apenas na fita ativa do DNA.

Etapas da Transcrição

do DNA

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A T T C T A G G A T

T A A G A T C G T A

T A G G T C C A T A T C G G

A T C C A G G T A T A G C C

A U C C A G G U A U A G C C

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Tipos de RNA

• RNA Mensageiro (RNAm): seqüência de bases que codifica proteína. Único

RNA traduzido.

• RNA Ribossomal (RNAr): Parte da estrutura do ribossomo.

• RNA Transportador (RNAt): Transporta os aminoácidos até o local da

síntese protêica.