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1 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Aula 00 – Bioquímica: A Química da Vida Biologia 2 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Sumário SUMÁRIO 2 BIOQUÍMICA: A QUÍMICA DA VIDA 4 PRINCIPAIS CONSTITUINTES DOS SERES VIVOS 4 Componentes Orgânicos e Inorgânicos 6 ÁGUA 8 Metabolismo (do grego, metábole: mudança, transformação) 8 Quantidade de Água 9 PROPRIEDADES QUÍMICAS DA ÁGUA 10 Temperatura 12 Forças Coesivas e Adesivas 12 Solvente Universal 13 IMPORTÂNCIA DA ÁGUA 15 Formação dos Líquidos Corporais 15 Homeostasia 16 Equilíbrio Hídrico 17 CARBOIDRATOS 19 CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 20 Monossacarídeos 20 Oligossacarídeos 24 Polissacarídeos 26 LIPÍDIOS 27 CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDIOS 28 Glicerídeos 28 Fosfolipídios 30 Cerídeos 31 Esteroides 31 PROTEÍNAS 34 AMINOÁCIDOS 34 Classificação dos Aminoácidos 35 Ligação Peptídica 38 ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 40 Estrutura Primária 40 Estrutura Secundária 40 Estrutura terciária 41 Estrutura Quaternária 42 DESNATURAÇÃO PROTEICA 43 CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS 44 De Acordo com a Composição 44 De Acordo com a Função 45 ENZIMAS 47 3 de 75| www.direcaoconcursos.com.br REAÇÕES QUÍMICAS 47 REAÇÃO ENZIMÁTICA 47 ESPECIFICIDADE DAS ENZIMAS 49 ENZIMAS ALOSTÉRICAS 50 NOMENCLATURA ENZIMÁTICA 51 FATORES QUE INFLUENCIAM NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 51 INIBIÇÃO ENZIMÁTICA 54 VITAMINAS E SAIS MINERAIS 56 CLASSIFICAÇÃO DAS VITAMINAS 56 Vitamina A 57 Vitamina D – Calciferol 58 Vitamina E - Tocoferol 60 Vitamina K – Filoquinona 60 Vitamina C – ácido ascórbico 60 Complexo B 62 SAIS MINERAIS 64 PRINCIPAIS SAIS MINERAIS 64 Sódio (Na+) e Potássio (K+) 64 Sódio Ca2+ 66 Iodo (I+) 66 Ferro (Fe2+ / Fe 3+) 66 RESUMO DIRECIONADO 69 Carboidratos 70 Lipídios 71 Proteínas 71 Enzimas 73 Vitaminas e Sais Minerais 74 4 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Bioquímica: A química da vida Bem-vindo à nossa primeira aula! Estudaremos hoje a base da vida, os componentes químicos que fazem parte da constituição de todos os seres vivos, bem como seus processos químicos: bioquímica. Principais Constituintes dos Seres Vivos Caro aluno, guarde em um cantinho bem especial do seu coração as seguintes letras: S H O N P S Carbono (C), Hidrogênio (H), Nitrogênio (N), Oxigênio (O), Fósforo (P) e Enxofre (S). Estes são os componentes químicos presentes em 98% da massa de grande parte das espécies biológicas. Esses 6 elementos químicos são, em suma, o motor da vida. O Carbono é o principal componente orgânico que temos, na verdade, é o elemento obrigatório das moléculas orgânicas. O Hidrogênio, em conjunto com o Oxigênio, forma água, a base de todos os seres vivos. O Nitrogênio, é o composto que, em união com outros, irá formar as proteínas. Além disso, é um composto presente nas bases nitrogenadas, formadoras de DNA. O Fósforo é o elemento responsável por nos dar energia, componente presente nas moléculas de ATP, moeda energética dos seres vivos. O Enxofre é um elemento essencial para vida, sendo constituinte importante de vários aminoácidos existentes. Por estarem intimamente ligadas, em alguns momentos dessa aula, iremos resgatar da química alguns de seus conceitos e bases. 5 de 75| www.direcaoconcursos.com.br CESPE / CEBRASPE SEDUC-CE - Professor Pleno I - Biologia São elementos inorgânicos abundantes nos seres vivos A) o hidrogênio, o fósforo e o flúor. B) o hidrogênio, o nitrogênio e o oxigênio. C) o fósforo, o carbono e o arsênio. D) o manganês, o cobre e o zinco. E) o oxigênio, o carbono e o zinco. RESPOSTA: Vimos que para uma molécula ser orgânica, ela necessita de Carbono (C) em sua composição. Porém, a questão trata de elementos químicos, logo, compostos por apenas um átomo. Vamos analisar as alternativas. A) o hidrogênio, o fósforo e o flúor: Guardou aquela palavrinha em seu coração? Se sim, iremos utilizá-la agora. S H O N P S O flúor não faz parte dos elementos mais abundantes dos seres vivos, logo, alternativa errada. B) o hidrogênio, o nitrogênio e o oxigênio: S H O N P S Essa é a nossa alternativa correta. C) o fósforo, o carbono e o arsênio: Opa, o arsênio não faz parte dos nossos 6 elementos. D) o manganês, o cobre e o zinco: Errada! Nenhum desses componentes fazem parte do nosso conjunto. E) o oxigênio, o carbono e o zinco: Errada! Apesar de ser importante, o zinco não faz parte dos 6 elementos mais abundantes. Portanto, alternativa B está correta. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/bancas/cespe-cebraspe https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/institutos/seduc-ce https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-seduc-ce-professor-pleno-i-biologia 6 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Componentes Orgânicos e Inorgânicos Componentes Inorgânicos ● Água ● Sais Minerais Componentes Orgânicos ● Carboidratos ● Proteínas ● Lipídios ● Vitaminas ● Ácidos Nucleicos Moléculas orgânicas são as que possuem em sua composição Carbono (C) associado ao Hidrogênio (H). Todas as moléculas orgânicas possuem Carbono, mas nem todas as moléculas que possuem Carbono são orgânicas. Por exemplo, o Dióxido de Carbono (CO2). Constituintes Células Animais Células Vegetais Inorgânicos Água 60% 75% Sais Minerais 4,3% 2,45% Orgânicos Proteínas 17,8% 4% Lipídios 11,7% 0,5% Carboidratos 6,2% 18% 7 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Podemos observar na tabela acima que a água é o componente mais abundante nos seres vivos, tanto nos vegetais quanto nos animais. Porém, os compostos orgânicos que detém maior concentração nos animais são as proteínas, e nos vegetais, os carboidratos. 8 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Água Iremos dar início às moléculas essenciais para a vida com a mais importante: a ÁGUA. Ela participa de todos os processos químicos que ocorrem nos organismos. Dessa forma, não poderemos dar início a esse tópico tão importante sem falar sobre metabolismo. Metabolismo (do grego, metábole: mudança, transformação) Metabolismo é termo científico quando falamos de transformações. Mais precisamente, um processo metabólico são reações químicas que ocorrem nos organismos, estas, podem ser para síntese, degradação e até mesmo transformação da matéria. Síntese: Quando o processo tem como finalidade a síntese de algo, o chamamos de ANABOLISMO. Este processo ocorre por meio de CONSUMO DE ENERGIA. Degradação: Quando o processo tem como finalidade a degradação de uma molécula, isto é, quebrar moléculas grandes em moléculas menores, ou ainda, em moléculas mais simples, o chamamos de CATABOLISMO. Este processo ocorre por meio de LIBERAÇÃO DE ENERGIA. 9 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Quantidade de Água A quantidade de água que um ser vivo apresenta não é estagnada, ela possui variações ao logo da vida. Essas variações ocorrem de acordo com: ● Capacidade metabólica ● Espécie ● Idade Vegetais Sementes 10 – 20% Possuem concentrações baixas de água para impedir a degradação da semente. Maduros 70 – 80% Aumentam a concentração de água para germinar. Seres Humanos Feto (3 meses) 94% Ao envelhecer, o organismo abaixa sua taxa metabólica, assim, diminuindo a concentração de água. Recém-nascido 69% Adulto 63% Idoso 50 – 60% Águas – vivas 98% Seres marinhos formados basicamente por água. Ano: 2016 - SEDUC - CE - Professor - Biologia Leia o texto abaixo. A importância da água para o organismo humano 10 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A água é um componente essencial de todos os tecidos corpóreos. Ela constitui mais de 60% do organismo humano e está praticamente em todas as funções necessárias à vida.Depois do oxigênio, é da ausência de água que mais o organismo sentirá falta, daí a importância de ser mantida uma boa hidratação corporal. Benefícios da água: • A água desempenha papel chave na estrutura e função do sistema circulatório; • A água atua como meio de transporte para os nutrientes e todas as substâncias corpóreas; • A água é essencial para os processos fisiológicos de digestão, absorção e excreção; • A água regula a temperatura corporal; • A água age como lubrificante em diversos órgãos e articulações; • Recomenda-se entre 30 e 35ml de água/kg de peso corpóreo por dia. Disponível em: http://www.bensaude.com.br/noticias/leitura/433/A-import%C3%A2ncia-da-%C3%A1gua-para-oorganismo–humano. Acesso em: 31 de março de 2016. Fragmento. Adaptado. A água é uma substância inorgânica muito importante para os seres vivos e pode variar de acordo com: A) atividade metabólica, espécie e idade. B) estrutura corporal, habitat e temperatura. C) espécie, habitat e idade. D) atividade metabólica, espécie e habitat. E) estrutura corporal, habitat e tipo de excreção. RESOLUÇÃO: Fácil! Acabamos de ver que a quantidade de água varia de acordo com atividade metabólica, espécie e idade. Portanto, alternativa A. Propriedades Químicas da Água A formação da molécula de água: A molécula de água é formada por dois átomos de Hidrogênio e um de Oxigênio. O átomo de hidrogênio possui 2 elétrons em sua eletrosfera (na imagem, representados em azul) e o átomo de oxigênio possui 8. Dessa forma, 11 de 75| www.direcaoconcursos.com.br o núcleo do átomo com maior quantidade de elétrons, atrai o átomo com menor quantidade, ou seja, o oxigênio atrai o hidrogênio e se unem por meio de ligação covalente (compartilhamento de elétrons) Estrutura Molecular: Na imagem acima, observamos a estrutura molecular da água (H2O). Observamos que possui dois polos, um negativo e um positivo, este fator faz com que a molécula apresente um ângulo de 104,5º. Além disso, essa característica torna a água uma substância polar, com isso, se tornando solvente universal. Pontes de Hidrogênio 12 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Uma vez que a molécula de água é polar, ou seja, possui regiões mais negativas e outras mais positivas, isso faz com que se estabeleçam pontes de hidrogênio, que causa a interação das moléculas de H2O, como mostra a imagem. Temperatura ● Alto Calor Específico: É a quantidade de energia necessária para que a temperatura aumente em 1º C. “Amortecedor Térmico”: O alto calor específico evita mudanças bruscas na temperatura corporal. ● Alto Calor de Vaporização: Quantidade de energia térmica necessária para que a água passe do estado líquido para o gasoso. A vaporização ocorre quando precisamos eliminar energia térmica, acontece por meio da sudorese. Forças Coesivas e Adesivas Coesão É a força de união entre moléculas de água, é uma consequência das ligações de hidrogênio que ocorrem entre os átomos constituintes. Tensão Superficial A tensão superficial é uma “película” na superfície da água, resultado das forças coesivas. Quem nunca brincou de fazer a pedra quicar sobre uma superfície recoberta por água? A tensão superficial é o que possibilita que a pedra bata na água e não afunda. Adesão A adesão é a capacidade de aderência da molécula nas paredes do recipiente. Curvatura e Capilaridade 13 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A capilaridade é a capacidade da água de subir quando se encontra em tubo (capilar), quanto mais fino o tubo for, mais alto o nível da água ficará. Na superfície da água presente no tubo, ocorre uma “dobra”, chamada de menisco. Este fenômeno está presente na natureza nas árvores, uma vez que necessitam de alguma força contrária a gravidade para carregar água e seiva bruta (como mostra a imagem) para o topo, isso é resultado das forças de coesão e adesão. Solvente Universal A água é o solvente universal, isto é, dissolve grande parte das moléculas presentes nos seres vivos. É importante ressaltar que, como estudamos em química, semelhante dissolve semelhante, ou seja, a água dissolve compostos polares. 14 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Podemos observar no exemplo acima a dissolução do Cloreto de Sódio por meio de adição de água. As moléculas de água adentram entre os átomos de Cloro e Sódio, afastando-as. Preste atenção na polaridade do Cloreto de Sódio: a água só consegue dissolver esta molécula por causa de sua propriedade polar. Moléculas que possuem afinidade com a água, como o Sal, chamamos de hidrofílicas. Porém, se tentarmos adicionar água em óleo, molécula lipídica, não conseguiremos. Isso ocorre pois, os óleos têm propriedades apolares, diferente da água, portanto, é um composto hidrofóbico. Fique com uma tirinha para fixar seu conhecimento: 15 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Importância da Água Este tópico é, sem dúvida, o mais cobrado em provas de concursos. A água possui extrema importância no metabolismo dos organismos. Ela pode ser: ● Reagente: Quando é consumida. ● Produto: Quando é produzida. ● Solvente: Quando é o meio em que essa reação acontece. Um dos fenômenos observados é a Síntese por Desidratação. Quando temos dois reagentes e estes possuem um grupo hidroxila (OH) e outro H (Hidrogênio), obtemos H2O como produto, ou seja, retiramos água da reação. O processo contrário é a quebra por adição de água, este processo chamamos de quebra por Hidrólise (como mostra a imagem acima). Formação dos Líquidos Corporais → Sangue → Suor → Urina → Líquido cefalorraquidiano → Humor aquoso → Humor vítreo 16 de 75| www.direcaoconcursos.com.br → Líquido sinovial → Líquido seminal → Líquido amniótico Homeostasia A homeostase é o equilíbrio das reações internas do corpo, independente das alterações externas. → Proteção Térmica: amortecedor térmico. → Circulação: Plasma sanguíneo. → Excreção: Urina. Vamos resolver uma questão?! FPS - 2017 - FPS - Vestibular - Segundo dia A água é a substância mais abundante em um ser vivo e desempenha importantes funções para o funcionamento dos organismos vivos. Sobre essa substância essencial à vida, analise as proposições abaixo. 1) A água participa das reações químicas enzimáticas. 2) Substâncias que não têm afinidade pela água são denominadas hidrofílicas. 3) A água é uma molécula polarizada. 4) A água atua como moderador de temperatura. 5) Na água (em estado líquido e sólido), as moléculas estão unidas entre si por ligações covalentes. Estão corretas: A) 1, 2 e 5, apenas. B) 2, 4 e 5, apenas. C) 1, 3 e 4, apenas. D) 2, 3 e 5, apenas. E) 1, 2, 3, 4 e 5. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/fps-2017-fps-vestibular-segundo-dia 17 de 75| www.direcaoconcursos.com.br RESOLUÇÃO: 1) A água participa das reações químicas enzimáticas. Correto! A água está presente no metabolismo. 2) Substâncias que não têm afinidade pela água são denominadas hidrofílicas. Errado! Essas são hidrofóbicas. 3) A água é uma molécula polarizada. Certo! 4) A água atua como moderador de temperatura. Certo! Possui alto calor específico. 5) Na água (em estado líquido e sólido), as moléculas estão unidas entre si por ligações covalentes. Errado! Estão ligadas por ligação de hidrogênio. Portanto, alternativa C. Equilíbrio Hídrico Ganhamos água por: ● Ingestão direta: bebendo água. ● Ingestão indireta: por meio dos alimentos. ● Água endógena: por meio de reações químicas em que a água é produzida. Perdemos água por meio de: ● Excreção: urina. ● Trocas gasosas: transpiração. ● Reações químicas: por meio de reações químicas em que a água é consumida. Quando o ganho é igual a perda temos equilíbrio hídrico. Desequilíbrio Hídrico: quando o ganho é maior que a perda. ● Edema:acúmulo de água no interstício. ● Hipertensão: concentração de água na corrente sanguínea. ● Insuficiência Renal: retenção de água pela não homeostase renal. Desequilíbrio Hídrico: quando a perda é maior que o ganho. ● Desidratação: falta de água para as funções corporais. ● Hipotensão: falta de água na corrente sanguínea. 18 de 75| www.direcaoconcursos.com.br ● Cálculo Renal: na falta de solvente, os sais se acumulam e cristalizam. Finalizo o capítulo dizendo: bebam água! 19 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Carboidratos → Açúcares → Glicídios → Função Energética: Glicose, amido e glicogênio. → Função Estrutural: Ribose (RNA) e desoxirribose (DNA), celulose e quitina. Os carboidratos, como o próprio nome já remete, são moléculas formadas principalmente por Carbono e Hidrogênio. São compostos de função mista, podendo ser do tipo poliálcool-aldeído ou poliálcool-cetona. Não fez sentindo? Vamos destrinchar. Poliálcool = Vários grupos hidroxila (OH) em sua estrutura, função orgânica dos álcoois. Aldeído = Função orgânica (em destaque na imagem) que possui um Carbono ligado por ligação dupla a um Oxigênio e por ligação simples a um Hidrogênio (aldoxila) Cetona = Função orgânica (em destaque na imagem) que possui um Carbono ligado por ligação dupla a um Oxigênio (carbonila). 2019 CESPE - 2019 - SLU-DF - Analista de Gestão de Resíduos Sólidos - Biologia Com relação a carboidratos, lipídios e proteínas, julgue o item a seguir. Os monossacarídeos são constituídos por uma única unidade poli-hidroxicetona ou poli-hidroxialdeído. RESOLUÇÃO: poli-hidroxicetona ou poli-hidroxialdeído: Poli = muitos https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2019-slu-df-analista-de-gestao-de-residuos-solidos-biologia 20 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Hidroxi = hidroxila (OH) Cetona = grupo cetona Até aqui correto! Poli = muitos Hidroxi = hidroxilas (OH) Aldeído = grupo aldeído correto! GABARITO: CORRETO. Classificação dos Carboidratos Monossacarídeos Os carboidratos são polímeros, macromoléculas orgânicas formadas por monômeros, chamados de monossacarídeos, que são grupos de carboidratos mais simples, com cadeia curta e que não sofrem hidrólise. → Possuem o sufixo OSE → Sabor adocicado → Cristais brancos → Solúveis em água Fórmula Geral = CnH2nOn 3 ≤ n ≥ 7 21 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Felizmente, não são todos os monossacarídeos que possuem importância aqui neste momento. Iremos focar nas Pentoses e Hexoses, que são os de maior relevância. Já temos conhecimento o suficiente para você acertar mais uma questão da prova. Vamos lá? 2014 CESPE / CEBRASPE - CESPE - 2014 - FUB - Biólogo Com relação aos carboidratos, julgue os próximos itens. Os monossacarídeos, sólidos cristalinos, incolores e solúveis em solventes apolares, apresentam fórmula estrutural (CH2O)n, em que n varia de 1 a 3. RESOLUÇÃO: sólidos cristalinos ✔️ Incolores ❌ lembremos do açúcar simples de cozinha, eles possuem aspecto esbranquiçado. solúveis em solventes apolares ❌ errado, uma vez que é solúvel em água, podemos deduzir que é solúvel em solventes polares. apresentam fórmula estrutural (CH2O)n, em que n varia de 1 a 3. ❌ errado, varia de 1 a 7. Gabarito: Errado Pentoses Pentoses são monossacarídeos que contém 5 carbonos em sua estrutura. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/bancas/cespe-cebraspe https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2014-fub-biologo 22 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Os principais e mais importantes monossacarídeos que temos são a Ribose e a Desoxirribose. Observe o nome DESOXIRRIBOSE Nada mais é que uma molécula de ribose, porém, sem um átomo de Oxigênio. Note que, por conter 5 Carbonos, a fórmula geral da desoxirribose deveria ser C5H10O5, contudo, ela foge à regra por ter somente 4 átomos de oxigênio, sendo assim, C5H10O4. As Pentoses, em conjunto com outros grupos, formam os nucleotídeos, que são unidades formadoras dos ácidos nucleicos, constituintes do nosso material genético. Hexoses Hexoses são monossacarídeos que contém 6 carbonos em sua estrutura. São responsáveis por: → Ser fonte de energia → Formar outros glicídios (carboidratos maiores). 23 de 75| www.direcaoconcursos.com.br → Glicofuranose Essa forma mais rara da glicose acontece quando a hidroxila (OH) do Carbono 4 interage com a Aldoxila (ou Carbonila) do Carbono1, dando à glicose a sua forma cíclica. Este anel tem aparência similar ao Furano. 24 de 75| www.direcaoconcursos.com.br → Glicopiranose Neste caso, quem interage com a Aldoxila é a hidroxila (OH) do Carbono 5. Como o Carbono 5 está mais afastado do primeiro Carbono, a forma cíclica se completa, com isso, temos um anel. Essa estrutura é parecida com a do Pirano, e é também a estrutura mais comum da glicose. Oligossacarídeos Oligossacarídeos é uma classe de carboidratos ainda pequena, com cadeias curtas. Porém, é maior que os monossacarídeos. Neles, há de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos. Portanto, os oligossacarídeos são formados a partir da união de monossacarídeos. Os principais são os formados por uma dupla de monossacarídeos, os dissacarídeos. Dissacarídeos Os dissacarídeos são carboidratos formados pela união de dois monossacarídeos. Veja o exemplo abaixo: 25 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Ao unir duas moléculas de glicose, por ligação glicosídica, temos o dissacarídeo Maltose, utilizada na fabricação de cerveja. Observe na imagem acima os grupos marcados em azul. O que acontece na ligação glicosídica é o que chamamos de condensação, quando temos uma reação em que água é liberada. Neste caso, o grupo OH e o H se ligam, formando H2O. Contudo, da mesma forma em que retiramos água da reação, podemos fazer o inverso, separá- las por adição de água, este processo conhecemos como hidrólise, a quebra por adição de água. Principais Dissacarídeos: 26 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Polissacarídeos Os polissacarídeos são os grandes carboidratos, polímeros compostos por uma longa cadeia de monossacarídeos. O amido é um polissacarídeo longo, utilizado como reserva energética dos organismos vegetais. É um polissacarídeo de glicose. O glicogênio é um polissacarídeo de reserva energética dos animais. Encontra- se no fígado e músculos. A celulose é um polissacarídeo estrutural presente na parede celular dos vegetais. Nela, há centenas de monossacarídeos de glicose. Assim como a celulose, temos a Quitina atuando também de forma estrutural, porém, no exoesqueleto dos artrópodes e na parede celular dos fungos. 27 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Lipídios Iremos estudar mais uma macromolécula orgânica. Dessa vez, os lipídios. Essa classe é definida como ésteres de ácidos graxos com os mais variados álcoois. → Reserva energética → Isolamento Térmico → Impermeabilizante → Estrutural Ésteres são moléculas orgânicas com presença de oxigênio, formados pela reação entre um ácido carboxílico (COOH) e um álcool (OH). Os lipídios são de natureza apolar, dessa forma, são insolúveis em água. 28 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Classificação dos Lipídios Glicerídeos Os Glicerídeos são substâncias formadas pela reação química entre um glicerol e ácido graxo. Se dá de forma que uma molécula de glicerol se une a uma, duas ou três moléculas de ácido graxo. O que ocorre é uma reação de condensação entre os reagentes que resulta na formação do glicerídeo (ou triglicerídeo) e água. Em sua estrutura podemos observar grupos de ácidos carboxílicos e uma longa cadeia R hidrocarbonada apolar. 29 de 75|www.direcaoconcursos.com.br Óleos x Gorduras A grande diferença entre óleo e gordura é a presença de insaturações. Na gordura, ocorre o inverso. Uma vez que seus ácidos graxos são saturados, sua cadeia de ácidos carboxílicos é mais compacta. Dessa forma, se apresentam de forma sólida quando estão em temperatura ambiente. São, geralmente, de origem animal. Os óleos possuem ligações duplas em suas cadeias, isto é, ácidos graxos insaturados, dessa forma, as cadeias se afastam, fazendo com que seja líquido em temperatura ambiente. Estes óleos são, geralmente, oriundos de vegetais. 2019 INSTITUTO AOCP - SEECT-PB - INSTITUTO AOCP - 2019 - SEECT-PB - Professor - Biologia Os ácidos graxos oleico e linoleico possuem dupla ligação entre átomos de carbono, o que os caracteriza como insaturados. Caso contrário, seriam saturados (apenas ligações simples entre os carbonos). Sobre esse assunto, assinale a alternativa correta. A) Os ácidos graxos saturados constituem os óleos, normalmente de origem vegetal. B) Os ácidos graxos insaturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal. C) Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem vegetal. D) Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal. RESOLUÇÃO: A) Os ácidos graxos saturados constituem os óleos, normalmente de origem vegetal. Os ácidos graxos insaturados constituem os óleos. Errada! https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/bancas/instituto-aocp https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/institutos/seect-pb https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/instituto-aocp-2019-seect-pb-professor-biologia 30 de 75| www.direcaoconcursos.com.br B) Os ácidos graxos insaturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal. Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras. Errada! C) Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem vegetal. Normalmente de origem animal. Errada! D) Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal. Correta! Uma vez que seus ácidos graxos são saturados, sua cadeia de ácidos carboxílicos é mais compacta. Dessa forma, se apresentam de forma sólida quando estão em temperatura ambiente. São, geralmente, de origem animal. Gabarito: D Fosfolipídios Fosfolipídios são lipídeos resultantes da combinação de glicerídeos com um grupo fosfato. Possuem tamanha importância, pois, compõem a estrutura da membrana plasmática, formada por uma dupla camada de lipídios e proteínas. Na estrutura dos fosfolipídios encontramos um grupo polar, composto por fosfato e glicerol, sendo então, hidrofílico, e um grupo apolar, composto pelos ácidos graxos, e assim, hidrofóbicos. 31 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Cerídeos Os cerídeos são moléculas formadas por álcoois e ácidos graxos, possuem cadeias longas e saturadas. Uma das suas características principais é sua alta insolubilidade. Isso ocorre por conta de sua propriedade apolar e por ter moléculas compactadas. Outra característica marcante, é seu estado sólido em temperatura ambiente. → Cera de carnaúba: protege pisos e automóveis. → Cera da orelha: protege o canal auditivo. → Cera de abelha: indústria alimentar e cosmética. Cera da glândula uropigial: produzida pelas aves, são utilizadas por esses animais como impermeabilizante para as penas, protege as aves em dias chuvosos, evitando o peso por acúmulo de água. Esteroides Esteroides são lipídios derivados do Colesterol, substância encontrada entre os componentes da membrana celular dos animais. → Formação dos hormônios esteroides: hormônios sexuais femininos e masculinos. → Formação da vitamina D. → Formação dos sais biliares. → Transportado por lipoproteínas (proteínas com capacidade de se agrupar a lipídios) no sangue. 32 de 75| www.direcaoconcursos.com.br O colesterol é produzido no fígado e também pode ser obtido através da dieta. São carreados por proteínas no sangue para as células, essas proteínas são conhecidas como proteínas de baixa densidade (LDL), o “mau colesterol”. Uma vez que essas proteínas não conseguem transportar o colesterol para as células, acabam se depositando na parede dos vasos. Em contrapartida, o HDL, sigla em inglês que corresponde a proteínas de alta densidade, é o “colesterol bom”, que dificulta o depósito nas paredes vasculares, transportando o colesterol para o fígado para ser metabolizado. Apesar de chamarmos usualmente o LDL e o HDL de colesterol, é importante ressaltar que são proteínas carreadoras do colesterol, e não o próprio. Para fixar, deixarei aqui uma brincadeirinha. HDL, visto ao contrário “LDH” = Logo Deus ajuda. LDL = Logo Deus leva. 2015 Banca: IF-PA Órgão: IF-PA Prova: IF-PA - 2015 - IF-PA - Professor - Bioquímica As lipoproteínas são agregados esféricos com os lipídios hidrofóbicos no centro e as cadeias laterais hidrofílicas de aminoácidos e proteínas na superfície. É correto afirmar que: A) o VLDL é uma lipoproteína com densidade muito alta. B) o VHDL é uma lipoproteína com densidade muito baixa. C) o HDL é composto principalmente por proteínas. D) o VLDL é constituído principalmente pelo colesterol livre. E) o LDL é composto principalmente por triglicerídeos. RESOLUÇÃO: A) o VLDL é uma lipoproteína com densidade muito alta. VLDL é uma proteína similar ao LDL, porém, sua densidade é ainda mais baixa. Portanto, item errado. B) o VHDL é uma lipoproteína com densidade muito baixa. VHDL não existe!! Pegadinha. C) o HDL é composto principalmente por proteínas. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/bancas/if-pa https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/institutos/if-pa https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/if-pa-2015-if-pa-professor-bioquimica 33 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A densidade da proteína é diretamente proporcional à quantidade de proteína. Correta! D) o VLDL é constituído principalmente pelo colesterol livre. Errado. Apesar de não ser relevante para nossa aula, deixamos aqui registrado que o VLDL não é livre, é uma proteína imobilizada. E) o LDL é composto principalmente por triglicerídeos. Não! É composto principalmente por proteínas. Gabarito: C 34 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Proteínas Aminoácidos Neste capítulo iremos estudar sobre as proteínas, que são macromoléculas orgânicas estruturais formadas pela ligação de monômeros, unidades básicas que se repetem, dessa forma, os monômeros das proteínas são os chamados aminoácidos, cuja união é consolidada por ligação do tipo peptídica. Portanto, como constituinte molecular das proteínas, precisamos entender a estrutura dos aminoácidos. Como o próprio nome já diz, uma molécula de aminoácido é formada por dois grupos funcionais: amino (NH2) e ácido carboxílico (COOH), estes são característicos de todos os aminoácidos. Além dos dois grupos funcionais, há na estrutura básica um carbono alfa (que antecede um grupo funcional) e uma cadeia lateral, chamada de Radical, que muda de acordo com o aminoácido, sendo assim, sua identidade. Até então, existem apenas 20 aminoácidos na natureza, são eles: Grupamento carboxila Grupamento amino R Radical 35 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Carbono quiral é aquele que possui quatro átomos ligantes diferentes e Carbono alfa tem 4 ligantes, diferentes ou não. Portanto, todo aminoácido possui carbono alfa, mas nem todo carbono alfa é quiral, como podemos observar na molécula de Glicina. Classificação dos Aminoácidos Os aminoácidos são classificados em essenciais e não essenciais de acordo com a capacidade do organismo em produzi-los. 1) Aminoácidos Essenciais: O corpo não é capaz de produzir, são introduzidos a partir da alimentação. 2) Aminoácidos naturais: Oorganismo produz. 36 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Naturais Essenciais Glicina Histidina* Fenilalanina Alanina Asparagina Valina Serina Glutamina Triptofano Cisteína Prolina Treonina Tirosina Ácido Aspártico Lisina Arginina Ácido Aspártico Leucina Isoleucina A Histidina*, em organismos jovens, é considerada por alguns autores como aminoácido semi-essencial. Para crianças, especificamente, é considerado essencial, pois, em fase de desenvolvimento sua produção fisiológica não é suficiente. Em síntese, proteínas são moléculas orgânicas grandes, formadas por unidades básicas repetitivas chamadas de aminoácidos, à medida com que essas macromoléculas vão se unindo por ligação peptídicas em números, proporções e ordens diferentes as proteínas são formadas. https://www.infoescola.com/bioquimica/glicina/ https://www.infoescola.com/bioquimica/arginina/ https://www.infoescola.com/bioquimica/leucina/ 37 de 75| www.direcaoconcursos.com.br No Brasil, a refeição típica arroz e feijão apresenta todos os aminoácidos essenciais que necessitamos. Kwashiorkor Doença que acomete crianças em situação de extrema pobreza e com recursos alimentares limitados, cujo a amamentação sofreu interrupção pelo nascimento de um irmão, desse modo, acarretando uma alimentação pobre em proteínas. “Doença que afeta uma criança quando nasce outra” Triptofano Metionina Fenilalanina Treonina Leucina Valina Lisina Isoleucina Histidina Fenilalanina Treonina Leucina 38 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A doença do desmame é caracterizada por uma insuficiência proteica aguda, decorrente da deficiência de aminoácidos essenciais, apresentando sintomas como edema abdominal (inchaço) pela falta de albumina, responsável por reter água no interior das células, dessa forma, esse líquido extravasa e se acumula no interstício, gerando o edema. Ademais, por conta das suas funções estruturais, a falta de aminoácidos essenciais tem apresentação clínica na forma de retardo mental, atrofia muscular e sistema imunológico deficiente, tornando a criança suscetível a doenças secundárias. Ligação Peptídica Caro aluno, como havíamos dito inicialmente, proteínas são formadas pela união de aminoácidos por meio de ligação peptídica. Agora vamos entender como ela funciona. Com a interação de dois aminoácidos, há a retirada do grupamento OH (Oxigênio e Hidrogênio) da carboxila do aminoácido 1 e um H (Hidrogênio) do grupamento amina do aminoácido 2, que juntos formam H2O. Essa reação é conhecida por síntese por desidratação, pois, há liberação de água. Portanto, no final da reação é sintetizada uma molécula de dipeptídeo. Mas, se por acaso houver a necessidade de separar os aminoácidos novamente, basta adicionar água. Essa reação contrária a síntese por desidratação, é chamada de hidrólise (quebra pela adição de água). Para ligar dois aminoácidos utilizamos uma ligação peptídica, assim, se fossemos ligar três peptídeos, teríamos duas ligações peptídicas. Ou seja, o número de ligações corresponde ao número de aminoácidos menos um. 39 de 75| www.direcaoconcursos.com.br 𝑛º 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑔𝑎çõ𝑒𝑠 𝑝𝑒𝑝𝑡í𝑑𝑖𝑐𝑎𝑠 = 𝑛º 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 − 1 Assim sendo, se quisermos uma ligação com 250 aminoácidos, iremos precisar de 249 ligações peptídicas. Faremos agora alguns exercícios para consolidar o aprendizado. CESPE / CEBRASPE - Analista de Gestão de Resíduos Sólidos – Biologia A respeito das características estruturais dos aminoácidos, substâncias orgânicas que constituem as proteínas, julgue o seguinte item. Para formar peptídeos, os aminoácidos se unem por meio de ligações peptídicas que se estabelecem entre o grupo amino e o grupo R de dois aminoácidos diferentes. A) CERTO B) ERRADO RESOLUÇÃO: Caro aluno, vamos por partes. Quando o enunciado diz que “aminoácidos são substâncias orgânicas que constituem as proteínas” ele está correto. Porém, vimos que, em uma ligação peptídica, a união é estabelecida entre o grupo amino e carboxila, ao unir o OH do grupo Carboxila com o H do grupo amino, formando H2O. Portanto, questão errada! CESPE / CEBRASPE - Analista de Gestão de Resíduos Sólidos - Biologia A respeito das características estruturais dos aminoácidos, substâncias orgânicas que constituem as proteínas, julgue o seguinte item. A estrutura dos aminoácidos apresenta um átomo de carbono central (carbono α), um átomo de hidrogênio, um grupo amino, um grupo carboxila e um grupo R. A) CERTO B) ERRADO RESOLUÇÃO: Traremos novamente uma molécula genérica de um aminoácido para avaliar a veracidade da questão. 40 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Portanto, questão correta! Estrutura das Proteínas Estrutura Primária A ligação primária é a estrutura mais simples. É estabelecida quando há a ligação de aminoácidos, determinada geneticamente de acordo com a função que irá exercer, em uma cadeia linear bidimensional. Estrutura Secundária A estrutura secundária é formada quando os aminoácidos da cadeia linear começam a interagir entre si, iniciando a configuração de hélice, importante para as proteínas. Essa interação se dá a partir das chamadas pontes de hidrogênio, ligação entre um átomo de hidrogênio com outro átomo eletronegativo, como Oxigênio. L 41 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Estrutura terciária Agora sim, estando em sua configuração tridimensional, a proteína está apta para exercer função. Não obstante as pontes de hidrogênio, agora as ligações se tornam mais complexas. Com a aproximação de grupos apolares (hidrofóbicos), pontes dissulfeto e atrações elétricas, a proteína toma conformação de enrolamentos mais intensos. 42 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Estrutura Quaternária A estrutura quaternária nada mais é que a junção de duas ou mais estruturas terciárias juntas. Agora, aluno, irei mostrar um exemplo recorrente em concursos. É o caso da hemoglobina, uma proteína de estrutura quaternária, sendo composta por quatro cadeias polipeptídicas associadas. Além disso, cada uma das cadeias apresenta um grupo prostético (componente não proteico) contendo ferro. CESPE / CEBRASPE SEDU-ES - Professor B — Ensino Fundamental e Médio — Biologia A respeito da célula, que possui elementos orgânicos e inorgânicos em sua composição, julgue o próximo item. A estrutura de todos os aminoácidos possui um átomo de carbono quiral. A) CERTO B) ERRADO 43 de 75| www.direcaoconcursos.com.br RESOLUÇÃO: Errada! Aluno, havíamos dito que todos os aminoácidos possuem carbono alfa, porém, nem todo carbono alfa é, necessariamente, quiral. Vamos relembrar? Carbono quiral é aquele que possui quatro átomos diferentes se ligando a ele. Neste caso, a Glicina é a prova de que a questão está errada. CESPE / CEBRASPE Professor B — Ensino Fundamental e Médio — Biologia A respeito da célula, que possui elementos orgânicos e inorgânicos em sua composição, julgue o próximo item. A estrutura secundária das proteínas é estabilizada por pontes de hidrogênio. A) CERTO B) ERRADO RESOLUÇÃO: Correto! Vamos relembrar? As pontes de hidrogênio se formam quando o átomo de hidrogênio é atraído por outro átomo mais eletronegativo, neste caso, o oxigênio. Essa atração é responsável por iniciar o enrolamento da estrutura dos aminoácidos envolvidos. Portanto, questão correta! Desnaturação Proteica Aluno, tudo que conhecemos tem um ponto fraco, neste capítulo iremos estudar o Calcanhar de Aquiles das proteínas. Brincadeiras à parte, a iremos estudar o porquê e quando uma proteína perde sua função. Esses dois coringas da bioquímica, temperatura e pH são extremamente importantes para o estudo das proteínas. Iremos aprender mais a frente sobre o que vamos chamar de Temperaturae pH ótimos, porém, aqui basta saber 44 de 75| www.direcaoconcursos.com.br que o processo de desnaturação proteica acontece quando em uma alteração de um desses fatores a proteína perde sua estrutura tridimensional, perdendo então a sua funcionalidade. Imagino que você esteja se perguntando: “Mas, professor, quando a proteína desnatura, perde sua função biológica para sempre?” Calma! Estudamos acima que existem outras formas de proteínas que não são tridimensionais, como as primárias e secundárias. Portanto, aluno, desde que no processo de desnaturação, a proteína não perca sua formação inicial, ou seja, sua estrutura primária, ela pode permanecer apta para se restabelecer. Porém, caso a proteína chegue num ponto de pH e temperatura capazes de desfazer as ligações peptídicas, ela será destruída, não sendo mais possível reverter. Classificação das Proteínas De Acordo com a Composição ● Proteínas Simples: são compostas somente por aminoácidos. Este é o caso da insulina, hormônio proteico responsável por lançar a glicose para o interior das células. “Professor, as proteínas não são necessariamente formadas por aminoácidos?” Sim! Mas, nunca foi dito aqui que somente por eles. ● Proteínas Conjugadas: além de possuir aminoácidos, têm em suas estruturas o que chamamos de grupo prostético, que são moléculas não proteicas. Um exemplo dessas proteínas é a hemoglobina, que possui um grupo heme (ferro) em cada uma das suas estruturas terciárias. ● Proteínas Derivadas: essa classe de proteínas são as frações de outras proteínas que sofreram quebra. Para facilitar o entendimento, usaremos de novo a hemoglobina como exemplo. Portanto, a hemoglobina é a proteína que compõe 45 de 75| www.direcaoconcursos.com.br as hemácias, células sanguíneas carreadoras de gases, oxigênio e CO2. Durante o transporte, ao passar pelos capilares (vasos sanguíneos responsáveis pela troca gasosa) a hemácia sofreu danos estruturais em sua membrana, sendo, após 120 dias destruídas pelo fígado e baço, num processo chamado hemocaterese. Dessa forma, o ferro é reaproveitado e essa fração proteica que fora destruída é o que conhecemos por bilirrubina, proteína que compõe a bile, derivada da hemoglobina que agora é utilizada no processo de digestão alimentar emulsificando lipídios. CESPE / CEBRASPE - SLU-DF - Analista de Gestão de Resíduos Sólidos - Biologia Com relação a carboidratos, lipídios e proteínas, julgue o item a seguir. A porção de uma proteína conjugada constituída por aminoácidos é denominada grupo prostético. A) CERTO B) ERRADO RESOLUÇÃO: Errado! Quem não estuda com Direção cairia facilmente nessa. Vamos relembrar? A parte da proteína conjugada denominada grupo prostético é a porção não proteica, como o ferro na hemoglobina. De Acordo com a Função Proteínas Estruturais São aquelas que atuam na sustentação de tecidos, como colágeno, elastina e queratina. Proteínas de Transporte São aquelas que atuam no transporte de outras substâncias, como a hemoglobina, LDL e HDL. Proteínas Reguladoras São aquelas que atuam na regulação de processos fisiológicos e celulares, como os hormônios, que podem ser proteicos ou não, são produzidos pelo sistema endócrino e distribuídos no organismo. Proteínas Protetoras Atuam no sistema imunológico: os anticorpos, como as imunoglobulinas. 46 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Proteínas de Contração Atuam na contração muscular, responsável pela motilidade corporal. São elas: miosina e actina. Energéticas Na falta de nutrientes energéticos, carboidratos e lipídios, as proteínas constituem fonte energética. Proteínas Catalisadoras Aceleram diversas reações químicas nos organismos, são as enzimas. 47 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Enzimas Caro aluno, vimos no capítulo anterior sobre as proteínas que possuem funções catalisadoras, pois bem, estávamos falando delas, as enzimas. São elas as responsáveis por acelerar diversas reações químicas que ocorrem em nosso organismo, propriamente dizendo, são biocatalisadores. Em sua grande maioria são proteínas, porém, existe uma classe de enzimas que são moléculas de RNA, as ribozimas. Reações Químicas Antes de explicar de que maneira ocorre a aceleração de reações, estudaremos brevemente em que consiste as reações químicas. Vamos lá! Aluno, para termos uma reação, é necessário que tenhamos agentes que irão reagir para criar algo. Aqui na bioquímica iremos somente trocar os nomes. Vamos chamar os reagentes de substratos, substâncias presentes no início da reação. Os produtos são as substâncias resultantes da reação química catalisada pelas enzimas. Reação Enzimática Querido aluno, sabemos que o terror das provas são os benditos gráficos. Mas, aqui no Direção não tem terror. Visualizem o seguinte gráfico, nele está disposto a velocidade e energia gasta em uma reação, com ação enzimática e sem ação enzimática. PRODUTO SUBSTRATOS SUBSTRATOS 48 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Toda reação necessita de um gasto de energia necessária para que seja efetuada. Na reação enzimática chamamos de energia de ativação, uma vez que colocamos biocatalisadores, reduzimos a utilização da energia de ativação, assim, acelerando o processo. Observe no gráfico, inicialmente temos o estado inicial do reagente, na medida em que o tempo passa, a energia de ativação, energia gasta para efetuar a reação, aumenta. Em vermelho temos a energia gasta sem a adição de catalisadores, ela é duas vezes maior que a energia de ativação das enzimas (em azul) e que com enzimas a reação é finalizada em um intervalo de tempo menor do que sem. Sintetizando, enzimas são catalisadores biológicos que participam como aceleradoras de diversas reações químicas, sendo os agentes dessa reação os reagentes e o resultado é o produto. ● Aumentam a velocidade das reações químicas; ● Não são consumidas no processo; ● São específicas em relação aos seus substratos. Como? ● Atuando no posicionamento correto do substrato; ● Na deformação do substrato; ● Criando microambiente favorável; ● Participando da reação. 49 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Percebam, na seguinte imagem o substrato se liga a uma região da enzima que chamamos de sítio ativo, formando um complexo enzima-substrato, com isso, as ligações moleculares do substrato são enfraquecidas, gerando os produtos e a enzima retorna a sua forma inicial. Especificidade das Enzimas Chave-fechadura Em 1890 foi proposto por Fisher o modelo Chave-fechadura, em que as enzimas teriam um formato específico para um determinado substrato, com a restauração da enzima no final da reação. Porém, esse complexo chave- fechadura caiu em desuso, pois foi comprovado anos depois que não era legítimo. Entretanto, permaneceu sua importância histórica. Modelo do Encaixe Induzido Este “novo” modelo proposto por Koshland em 1958, propõe que a enzima apresenta no seu sítio ativo uma flexibilidade conformacional de acordo com o substrato, portanto, se dá de forma induzida. Em outras palavras, o sítio ativo muda de acordo com a forma do substrato, permitindo seu encaixe. 50 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Vamos para um exercício que mostra como isso cai nas provas. CESPE / CEBRASPE - 2013 - Polícia Federal - Perito Criminal Federal - Cargo 8 Com relação a proteínas e enzimas, julgue os itens subsecutivos. O modelo chave-fechadura, utilizado para explicar o acoplamento da enzima ao substrato, não considera a possibilidade de ocorrência de interações sequenciais entre essas entidades, ignorando, portanto, o fato de que as respectivas conformações sofrem modificações ao longo do tempo da interação entre o substrato e a enzima. A) CERTO B) ERRADO RESOLUÇÃO: Exatamente! O modelochave-fechadura não considera as mudanças ao longo da interação, mas sim que, a enzima possui uma forma predefinida para um determinado substrato. Portanto, questão correta! Enzimas Alostéricas São enzimas que necessitam de um ativador para torná-las ativas. Apresentam um sítio alostérico específico para a ligação dessas moléculas. → A enzima inativa é chamada de Apoenzima, quando o ativador é uma molécula inorgânica, ou seja, um sal mineral, chamamos esse ativador de cofator. → Quando o ativador é orgânico, portanto, vitaminas, chamamos de coenzima. 51 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A enzima que antes era inativa (apoenzima) após ser ativada por um cofator ou coenzima, denominamos de holoenzimas. Nomenclatura Enzimática I. Clássica: nome do substrato + ASE = nome da enzima Celulose Celulase Lipídio Lipase II. Sistemática: tipo de reação + ASE = nome da enzima Hidrólise Hidrolase Oxidação Oxidase III. Arbitrária: (antiga, antes de haver regra para nomenclatura) Pepsina Tripsina Fatores que influenciam na atividade enzimática Temperatura ótima: O aumento da temperatura causa desnaturação proteica, uma vez que altera a conformação da proteína, consequentemente, nas enzimas ocorre da mesma maneira. A forma da enzima muda de tal forma que o substrato não consegue se ligar ao sítio ativo, acarretando na perda de função. inativa Apoenzima Sal mineral Vitamina Cofator Coenzima ativa Holoenzima 52 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Na imagem ao lado, observamos um gráfico que representa a temperatura ótima das enzimas, temperatura na qual as moléculas estão em maior estado possível de agitação, portanto, na sua maior potência de velocidade enzimática. Repare que, ao chegar nessa temperatura ótima, a atividade da enzima cai drasticamente, isso evidencia a desnaturação enzimática, processo no qual a enzima perde sua estrutura funcional, ou seja, deixa de exercer sua função numa determinada reação. Acidez e basicidade (pH): Observe que os gráficos de parâmetros ótimos são muito parecidos, isso ocorre por eles terem o mesmo princípio, isto é, no caso do pH, cada enzima possui seu pH ótimo, mais básico ou mais ácido. Porém, como mostra o gráfico, após atingir esse ápice, ocorre a desnaturação proteica e novamente a enzima perde sua estrutura e decai catastroficamente sua ação catalisadora à medida que o pH passa do ideal. Concentração do Substrato: Aqui observamos que, à medida em que adicionamos substratos a velocidade da reação aumenta, porém, chega a um ponto máximo em que a velocidade para de subir e permanece constante. Isso ocorre, pois, a medida em que o substrato alcança as enzimas em quantidade, ocorre o que chamamos de saturação. Fazendo uma analogia a uma obra, é como se o terreno estivesse vasto de pedreiros, contudo, todos estavam já estão com ocupados, dessa forma, Temperatura ótima CURIOSIDADE O princípio da geladeira se baseia na temperatura ótima das enzimas que atuam na reação química das decomposição dos alimentos, isto é, quanto mais baixa a temperatura, menos veloz é a ação enzimática e consequentemente o alimento se manterá viável por mais tempo para seu consumo. 53 de 75| www.direcaoconcursos.com.br inserir mais material de construção não acelera o processo, uma vez que todos os profissionais já estão ocupados. Agora, vamos propor outra situação: Agora não mais adicionaremos substratos, e sim, enzimas. Em um ambiente em que tenha fartura de substratos, ao adicionarmos enzimas, a velocidade da reação será diretamente proporcional a quantidade de enzima, pois, neste contexto, estaremos adicionando mais “mão de obra”, proporcional a quantidade de materiais, portanto, aumentando a velocidade da reação. MOVENS Órgão: HEMOPA Em relação às enzimas, julgue os itens como Verdadeiros (V) ou Falsos (F) e, em seguida, assinale a opção correta. l - As enzimas são catalisadores biológicos que diminuem a velocidade de uma reação química. ll - As enzimas no corpo humano funcionam melhor à temperatura de 40 ºC. lll - Cada enzima tem um pH no qual funciona melhor. lV - Um aumento na quantidade de enzima diminuirá a velocidade de reação. V - Muitas enzimas contêm duas partes: uma parte proteica e outra não-proteica. A sequência correta é V e lo ci d ad e d a re a çã o V e lo ci d ad e d a re a çã o V e lo ci d ad e d a re a çã o 54 de 75| www.direcaoconcursos.com.br F, F, V, V, F. F, V, V, F, V. F, F, F, V, F. V, V, F, V, V. F, F, V, F, V. RESOLUÇÃO: l - As enzimas são catalisadores biológicos que diminuem a velocidade de uma reação química Errada! Elas aumentam a velocidade da reação. ll - As enzimas no corpo humano funcionam melhor à temperatura de 40 ºC. Errada! A temperatura corporal ideal varia de 36ºC a 37ºC, aos 40º o organismo está em febre e corre risco de ter desnaturação proteica. Ill - Cada enzima tem um pH no qual funciona melhor. Exato! Foi o que vimos ao estudarmos sobre pH ótimo, quando a enzima está com seu pH que mais favorece a velocidade da reação. lV - Um aumento na quantidade de enzima diminuirá a velocidade de reação. Errado! Desde que tenhamos substratos, a velocidade da reação será diretamente proporcional a quantidade de enzimas, ou seja, aumentará. V - Muitas enzimas contêm duas partes: uma parte proteica e outra não-proteica. Exato! Vamos lembrar das hemoglobinas? São proteínas, formadas por aminoácidos, que possuem estrutura quaternária, onde cada parte terciária carrega um grupo ferro, grupo prostético que conhecemos como “grupo heme”. Portanto, alternativa E. Inibição Enzimática A inibição enzimática é o processo no qual moléculas inibidoras reduzem a reação de uma determinada enzima. Essa reação está presente 24 horas por dia no nosso cotidiano, como em medicamentos, antibióticos e conservantes de alimentos. A inibição enzimática pode ocorrer de duas maneiras: → Irreversível: Quando há modificações na enzima, provocando rupturas em sua estrutura, de forma que a enzima perde sua função. 55 de 75| www.direcaoconcursos.com.br → Reversível: A enzima volta a ação após a saída do inibidor. Uma vez que a ação é reversível, podemos ter de duas formas: I. Inibidores Competitivos: A molécula inibidora compete com o substrato, pois ambas possuem características moleculares parecidas, dessa forma, o inibidor se liga ao sítio ativo da enzima, bloqueando a reação. II. Inibidores não competitivos: Aqui não há competição. Na inibição não competitiva as moléculas são diferentes, porém, a enzima possui dois sítios, um específico para o inibidor e outro para o substrato. Ao se ligar ao seu sítio específico, o inibidor provoca uma mudança conformacional do sítio ativo do substrato e consequentemente o substrato não consegue se ligar. 56 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Vitaminas e Sais Minerais Vitaminas e Sais Minerais são, respectivamente, compostos orgânicos e inorgânicos, que juntos compõem os micronutrientes dos organismos vivos. Estão presentes em pequenas quantidades, mas são tão importantes quanto os macronutrientes estudados anteriormente: proteínas, lipídios e carboidratos. Estudamos em enzimas o papel das vitaminas e dos sais minerais na ativação das apoenzimas, que são enzimas que necessitam de um ativador para exercerem função. Entretanto, quando são íons inorgânicos, esse ativador é chamado de cofator. E, uma vez que são vitaminas, são chamadas de coenzima. Classificação das Vitaminas Veremos as consequências da avitaminose, quando há déficit de vitaminas, bem como dos seus excessos, a hipervitaminoses. Entenderemos como funciona a síntese das vitaminas e o motivo de serem tão importantes. 57 de 75| www.direcaoconcursos.com.brAs vitaminas lipossolúveis são solúveis em lipídios, moléculas apolares. Essa interação faz com que a eliminação desse tipo de vitamina seja mais lenta e difícil. Portanto, quando ingeridas em grandes quantidades se tornam tóxicas. As Vitaminas Hidrossolúveis têm características polares, portanto, têm capacidade de dissolverem-se em água. Dessa forma, seu metabolismo é mais rápido, sendo então, eliminadas pela urina. Não oferecem tanto perigo em caso de hipervitaminose. Vitamina A Principais Funções Principais Fontes Carência Precursora dos pigmentos visuais. Manutenção dos tecidos epiteliais Vegetais com betacaroteno Laticínios e ovos. Hemeralopia (cegueira noturna) Xeroftalmia (ressecamento da córnea) Ressecamento de pele. 58 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Vitamina D – Calciferol Principais Funções Principais Fontes Carência Absorção de Cálcio e Fósforo no intestino. Modulação do sistema imune. Laticínios e ovos. Deficiência na formação de ossos: raquitismo (crianças) Enfraquecimentos dos ossos . ● Única vitamina que o organismo humano sintetiza. ● Com a exposição natural ao sol (radiação ultravioleta) a vitamina D é sintetizada a partir do colesterol. ● A presença de Vitamina D no organismo contribui para a formação de uma proteína de ligação ao Cálcio, portanto, aumenta a absorção de Cálcio no intestino. 59 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Casos Especiais: I - Pessoas com pele negra são mais susceptíveis à deficiência de vitamina D, uma vez que possuem o pigmento melanina, que atua como protetor contra raios ultravioletas. II - Uso de protetores solares podem interferir na produção de vitamina D por proteger a pele do Sol. III - Pessoas com avitaminose de Vitamina D necessitam de suplementação para manter os níveis adequados. Ano: 2015 Banca: FUNCAB Órgão: Prefeitura de Porto Velho - RO Prova: FUNCAB - 2015 - Prefeitura de Porto Velho - RO - Professor N II - Séries Iniciais Cientistas da universidade britânica de Southampton realizaram uma pesquisa com 991 crianças e afirmam que a obesidade infantil pode ser prevenida ainda durante a gestação. Eles garantem que existem quatro fatores de risco maternos que, associados a um curto período de amamentação (menos de um mês), podem levar a criança a um sobrepeso ou à obesidade infantil. Esses fatores maternos são: baixo nível de vitamina D, obesidade, tabagismo e ganho excessivo de peso na gravidez. Além do baixo nível de vitamina D, no organismo materno, ser um fator que pode provocar um sobrepeso ou a obesidade infantil, sua carência em crianças pode causar: A) xeroftalmia. B) beribéri. C) Anemia perniciosa. D) escorbuto. E) raquitismo. RESOLUÇÃO: A) xeroftalmia. Carência de Vitamina A B) beribéri: Carência de Vitamina B1 C) Anemia perniciosa: Carência de Vitamina B12 D) escorbuto: Carência de Vitamina C E) raquitismo: Carência de Vitamina D Gabarito: E 60 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Vitamina E - Tocoferol Temos hoje, poucas pesquisas a respeito da influência da Vitamina E em seres humanos, os dados abaixo são resultados de pesquisas feitas com ratos e camundongos. Principais Funções Principais Fontes Carência Antioxidante Prevenção de danos à membranas celulares. Óleos vegetais e Castanhas. Anemia e esterilidade (prevalência em machos). Vitamina K – Filoquinona Principais Funções Principais Fontes Carência Coagulação sanguínea Hortaliças verde escuro. Hemorragias. Produzidas pela microbiota intestinal do intestino grosso. Tem papel ativo na modelação das modificações proteicas necessárias para criação de rede fibrosa na Cascata de Coagulação. Vitamina C – ácido ascórbico Principais Funções Principais Fontes Carência Antioxidante Síntese de Colágeno (formar tecidos conjuntivos de preenchimento) Frutas cítricas, legumes e verduras. Escorbuto Lesões na mucosa intestinal com hemorragias, sangramento de gengiva e fraqueza. A vitamina C atua na efetividade da absorção e na atuação do Ferro. Reduz o Fe3+ para a forma Fe2+, a forma que o organismo absorve com mais facilidade. Exemplo: Feijoada 61 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Frutas e legumes são fontes ricas de Vitamina C, que reduzem o Fe3+ para sua forma que tem maior facilidade de absorção, a forma Fe2+. Portanto, o feijão, rico em Fe3+, ao ser consumido junto com laranja, uma fruta cítrica, aumenta a absorção do Ferro proveniente do feijão. Ano: 2018 Banca: IBADE Órgão: Prefeitura de Manaus - AM Prova: IBADE - 2018 - Prefeitura de Manaus - AM - Professor - 1º ao 5º Ano A deficiência da vitamina C (ácido ascórbico) pode causar o escorbuto (lesões na mucosa intestinal com hemorragias, sangramento na gengiva e fraqueza). Essa vitamina pode ser encontrada em alimentos como: A) carnes vermelhas. B) gema do ovo. C) frutas cítricas. D) leite e derivados. RESOLUÇÃO: Fácil, não? Vimos que a principal fonte de vitamina D são as frutas cítricas. Gabarito: C 62 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Complexo B Vitamina Principais Funções Principais Fontes Carência B1 (tiamina) Metabolismo Energético Legumes, cereais, verduras, carnes Beribéri (polineurite) B2 (riboflavina) Metabolismo Energético Ovos, cereais, verduras, carnes e laticínios Lesões na pele B3 (niacina ou nicotinamina) Metabolismo Energético Cereais, castanhas e carnes Pelagra (dermatite, diarreia e demência) B5 (ácido pantotênico) Metabolismo Energético Legumes, cereais, verduras, carnes Anemia, fadiga, formigamento nas mãos e nos pés. B6 (piridoxina) Metabolismo Energético Legumes, cereais, verduras, carnes Anemia e dermatite B8 ou H (biotina) Síntese de Queratina, glicogênio e aminoácido Legumes, verduras e Carnes Dermatite e distúrbios neuromusculares B9 (ácido Fólico) Metabolismo de ácido nucleico e proteínas Legumes, verduras (microbiota intestinal) Anemias e defeitos no tubo neural (gestantes) B12 * (Cobalamina) Metabolismo de ácido nucleico e proteínas Carnes, ovos e laticínios (origem animal) Anemia perniciosa e distúrbios do sistema nervoso. Apesar de ser uma tabela grande e que de fato, assusta, aqui vai uma dica: padrões. Busque sempre os padrões para que facilite na hora da prova ao escolher uma alternativa. I. Hidrossolúveis II. Termolábeis III. Atuam no metabolismo energético IV. A carência, na maioria dos casos, causa neurites e/ou dermatites. V. Fontes de obtenção semelhantes: legumes, carnes e cereais. 63 de 75| www.direcaoconcursos.com.br B12 * (Cobalamina) * Necessário fator intrínseco – molécula produzida pelas células parietais do trato digestório, necessário para produção da vitamina B12. Muitas vezes, a deficiência dessa vitamina não tem a ver com dieta, mas com doenças autoimunes, por exemplo. Neste caso, o indivíduo irá desenvolver anemia perniciosa por fatores que não tem interferência alimentar. Ano: 2019 Banca: Prefeitura do Rio de Janeiro - RJ Órgão: Prefeitura de Rio de Janeiro - RJ Prova: Prefeitura do Rio de Janeiro - RJ - 2019 - Prefeitura de Rio de Janeiro - RJ - Professor - Ciências A dieta alimentar vegana tem como um de seus princípios básicos a não ingestão de alimentos de origem animal, tais como carnes em geral, derivados do leite e ovos. Essa restrição alimentar gera certa preocupação, pois a diminuição da absorção de uma importante vitamina hidrossolúvel que é encontrada, em quantidades significativas e fidedignas, em alimentos de origem animal, pode prejudicar algumas funções metabólicas. Por esse motivo, alguns nutricionistas e nutrólogos recomendam aos seguidores do veganismo a ingestão de suplementos alimentares que contenham essa vitamina. A vitamina referida no texto é a:A) C B) A C) K D) B12 RESOLUÇÃO: Resposta correta é a D, pois, do nosso padrão estabelecido, é a única fornecida somente por alimentos de origem animal. Portanto, vitamina hidrossolúvel que quando em falta, pode causar distúrbios metabólicos e neurológicos. Gabarito: D 64 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Sais Minerais A abordagem desse assunto será de forma objetiva e assertiva, somente com o que de fato importa na hora da sua prova. Formas que podem ser encontrados nos seres vivos: Principais Sais Minerais Sódio (Na+) e Potássio (K+) ● Equilíbrio Hídrico ● Impulsos Nervosos São eletrólitos em suas formas ionizadas, isto é, atuam na função renal, mantendo o equilíbrio hídrico e salino das nossas células e líquidos corporais. São os principais solutos que arrastam solventes, portanto, está relacionado com as concentrações de água e sais nos compartimentos corporais: sangue, células e interstício. Transporte Ativo 65 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Nosso organismo trabalha sempre para manter a homeostase, seja qual for o sistema. Na imagem acima temos o que conhecemos como Bomba de Sódio (Na+) e Potássio (K+). Naturalmente, buscando equilíbrio, atuam-se forças (difusão) que mantêm a mesma quantidade desses elementos dentro e fora da célula. Porém, ocorre o que chamamos de transporte ativo, isto é, proteínas que atuam gastando energia (ATP) para manter essas quantidades diferentes. O Potássio então, tende a ficar no interior da célula, enquanto o Sódio tende a ficar no exterior. Esse fenômeno causa uma DDP, diferença de polaridade entre os meios intracelular e extracelular. Isso é importante, pois, é dessa maneira que ocorre a transmissão de impulsos nervosos. Ano: 2018 Banca: AOCP Órgão: UEFS Prova: AOCP - 2018 - UEFS - Técnico Universitário - Técnica Laboratorial Sabemos que os líquidos intracelular e extracelular apresentam composições diferentes. Alguns compostos químicos estão mais concentrados dentro das células e outros mais concentrados fora da célula. Com base nisso, assinale a alternativa que apresenta um composto químico que está presente em maior concentração dentro da célula. A) Sódio. B) Cloretos. 66 de 75| www.direcaoconcursos.com.br C) Potássio. D) Bicarbonato. E) Glicose. RESOLUÇÃO: Estudamos que durante a despolarização na bomba de Sódio e Potássio que o Potássio tende a ficar no interior da célula e o sódio no exterior. Gabarito: C Sódio Ca2+ ● Formação de ossos e dentes ● Contração muscular: actina e miosina ● Transmissão sináptica: liberação de neurotransmissores ● Coagulação Sanguínea: atua na cascata de coagulação juntamente com a vitamina K. Iodo (I+) ● Componente dos hormônios tireoidianos T3 e T4, que atuam na regulação do metabolismo. ● Cofator de Enzimas – íon inorgânico Recorrente em provas quando se trata dos efeitos de sua carência. A falta de Iodo impede a produção dos hormônios da tireoide, fazendo com que a glândula fique maior do que o normal. Felizmente, no Brasil, não se vê tanto como antes pessoas com o bócio, o famoso “papo” causado pelo aumento da tireoide. A legislação obriga a adição industrial de Iodo no Sal de cozinha. Ferro (Fe2+ / Fe 3+) ● Componente da hemoglobina – grupo prostético “heme”. ● Componente da mioglobina. 67 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Carência: Anemia ferropriva = Dieta pobre em ferro. ● Fraqueza ● Cansaço ● Mal-estar ● Dificuldade respiratória. Ano: 2018 Banca: Quadrix Órgão: SEDF Prova: Quadrix - 2018 - SEDF - Professor Substituto - Biologia Quanto aos sais minerais e à sua importância para o organismo humano, julgue os itens seguintes. I - Os sais minerais são substâncias orgânicas comumente produzidas pelos seres vivos. II - Ingerido como fosfato, o fósforo exerce papel importante no organismo, promovendo a composição dos ossos e dos dentes. III - A deficiência de cálcio, componente essencial nos hormônios da tireoide, está relacionada ao hipotireoidismo. IV - A fadiga e a fraqueza muscular são sintomas muito comuns em pessoas com deficiência de potássio, um eletrólito importante na transmissão nervosa e na contração muscular. V - O ferro é um componente da molécula de hemoglobina necessário ao transporte de oxigênio no sangue. RESOLUÇÃO: I - Os sais minerais são substâncias orgânicas comumente produzidas pelos seres vivos. ERRADA! 68 de 75| www.direcaoconcursos.com.br II - Ingerido como fosfato, o fósforo exerce papel importante no organismo, promovendo a composição dos ossos e dos dentes. CERTO! III - A deficiência de cálcio, componente essencial nos hormônios da tireoide, está relacionada ao hipotireoidismo. ERRADO! III - A deficiência de cálcio, componente essencial nos hormônios da tireoide, está relacionada ao hipotireoidismo. ERRADO! IV - A fadiga e a fraqueza muscular são sintomas muito comuns em pessoas com deficiência de potássio, um eletrólito importante na transmissão nervosa e na contração muscular. CERTO! V - O ferro é um componente da molécula de hemoglobina necessário ao transporte de oxigênio no sangue. CERTO! Gabarito: II, IV e V. 69 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Resumo Direcionado Carbono (C), Hidrogênio (H), Nitrogênio (N), Oxigênio (O), Fósforo (P) e Enxofre (S). Estes são os componentes químicos presentes em 98% da massa de grande parte das espécies biológicas. A quantidade de água que um ser vivo apresenta não é estagnada, ela possui variações ao longo da vida. Essas variações ocorre de acordo com: ● Capacidade metabólica ● Espécie ● Idade Temperatura: Alto Calor Específico: É a quantidade de energia necessária para que a temperatura aumente em 1º C. Alto Calor de Vaporização: Quantidade de energia térmica necessária para que a água passe do estado líquido para o gasoso. Coesão É a força de união entre moléculas de água, é uma consequência das ligações de hidrogênio que ocorrem entre os átomos. Adesão 70 de 75| www.direcaoconcursos.com.br A adesão é a capacidade de aderência da molécula nas paredes do recipiente ou de quaisquer lugares em que essa água esteja. A homeostase é o equilíbrio das reações internas do corpo, independente das alterações externas. → Proteção Térmica: amortecedor térmico. → Circulação: Plasma sanguíneo. → Excreção: Urina. Carboidratos Monossacarídeos Os carboidratos são polímeros, macromoléculas orgânicas formadas por monômeros chamados de monossacarídeos, que formam um grupo de carboidratos mais simples, com cadeia curta e que não sofrem hidrólise. Oligossacarídeos Oligossacarídeos é uma classe de carboidratos ainda pequena, com cadeias curtas. Porém, é maior que os monossacarídeos. Neles, há de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos. Polissacarídeos Os polissacarídeos são os grandes carboidratos, polímeros compostos por uma longa cadeia de monossacarídeos. Dentre eles estão o amido e o glicogênio, ambos polissacarídeos de reserva energética. Água total do organismo Líquido intracelular (LIC) 40% do peso corporal Líquido extracelular (LEC) 20% do peso corporal Líquido intersticial 14% do peso corporal Plasma sanguíneo 4% do peso corporal Outros líquidos 2% do peso corporal 71 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Lipídios → Reserva energética → Isolamento Térmico → Impermeabilizante → Estrutural Os Glicerídeos são substâncias formadas pela reação química entre um glicerol e ácido graxo. Se dá de forma que uma molécula de glicerol se une a uma, duas ou três moléculas de ácido graxo. Os fosfolipídios são lipídios resultantes da combinação de glicerídeos com um grupo fosfato. Fazem parte da estrutura da membrana plasmática. Os cerídeos são moléculas formadas por álcoois e ácidos graxos, possuemcadeias longas e saturadas. Uma das suas características principais, é sua alta insolubilidade. Outra característica marcante, é seu estado sólido em temperatura ambiente. Esteroides são lipídios derivados do colesterol, substância encontrada entre os componentes das membranas celulares dos animais. Proteínas Macromoléculas orgânicas estruturais formadas pela ligação de monômeros, unidades básicas que se repetem, dessa forma, os monômeros das proteínas são os aminoácidos, cuja união é consolidada por ligação do tipo peptídica. Aminoácidos: Estrutura Primária 72 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Estrutura Secundária Estrutura terciária L 73 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Estrutura Quaternária Enzimas São elas as responsáveis por acelerar diversas reações químicas que ocorrem em nosso organismo, propriamente dizendo, são biocatalisadoras. Em sua grande maioria são proteicas, porém, existe uma classe de enzimas que são moléculas de RNA, as ribozimas. PRODUTO SUBSTRATOS SUBSTRATOS 74 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Vitaminas e Sais Minerais 75 de 75| www.direcaoconcursos.com.br Sais Minerais
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