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Biofísica - resumo de toda a disciplina - muito completo

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Transporte pela membrana (bases
moleculares)
Resumo da aula 1:
- modelo de mosaico fluido (modelo mais aceito que explica a membrana
- representação de moléculas
- aminoácidos
- anemia falciforme
- buscas no Pubmed
Mosaico fluido:
Tenta explicar a estrutura da membrana celular
"fronteira" da célula
Tamanho da célula : 1 micrômetro= 10 na -6 m= 0,000001 m
Proteínas/ organelas = nanômetro 10 na –9 m
1 angstrom = 10 na –10 m
Espessura média da membrana = 60 angstrons
Bicamada fosfolipídica/lipoproteica, com proteínas e açúcares ( quando os dois tão juntos =
glicoproteínas ) dispostos pela membrana
Proteínas que atravessam toda a membrana, comprimento maior que 60 a -> chamada de
intrínseca ou transmembranar
Proteínas que ficam boiando extrínseca
Adições ao modelo mosaico fluido deixando-o mais atualizado: presença de colesterol,
glicanos (açúcares), lipídeos (glicolipídios)
as proteínas intrínsecas que permitem a abertura da fronteira que é a membrana, deixando
outras substâncias entrar
● Lipoproteica e fosfolipídica são a mesma coisa -> dúvida
Representação de moléculas:
Ligações covalentes, compartilhamento de elétrons,... o básico da química
Aminoácidos:
Proteínas -> "operárias das células", 1/3 das células é proteína
Estrutura: carbono alfa + grupo amina + grupo R (ou cadeia lateral) + hidrogênio + carboxila
Cisteina e metionina: únicos aminoácidos com enxofre na cadeia lateral
Classificação dos aminoácidos:
● Alifáticos: cadeia lateral pequena e relativamente hidrofóbica
● Hidrofóbicos
● Aromáticos
● Hidrofílicos
● Ácidos
● Básicos
Obs.: cada aminoácido pode apresentar mais de uma classificação
Ligação de hidrogênio:
N--------------H-------------O interação eletrostática entre o H e O
(doador) (aceitador)
Quando a distância entre o N e o O não estiver muito distante/ é próximo é uma interação
relevante chamada de ligação de hidrogênio que é em média 10x mais fraca que a ligação
covalente
Distância entre o N e o O é no máximo 3,4 angstrom (mais distante não existe ligação de
hidrogênio)
Ligação peptídica: quando dois aminoácidos se unem, acabam liberando uma molécula de
água, dois aminoácidos -> dipeptídeo (não é proteína ainda), próximo de 100 juntos já pode
chamar de proteína
o que tem o nitrogênio sobrando conta-se como primeiro aminoácido (terminal N) e o último
vai ter um grupo carboxílico vazio (terminal C)
Estruturas primarias até quartenárias da proteína
Resumo da aula 3:
- fosfolipídios
- Modelo computacional da membrana
- interações intermoleculares
- proteínas intrínsecas
- Canais iônicos
-Pressão osmótica
-
Fosfolipídios:
todos compartilham a "arquitetura molecular", mas há vários tipos
Modelo computacional da membrana:
Superfície da proteína tende a gostar de agua
Resumo da aula 4:
- estrutura básica do neurônio
- bomba de sódio e potássio
- protein data bank
-uso do programa VMD
- potencial de repouso
- programa HHsim
Bomba de sódio e potássio:
Proteína que mantém a eletricidade na célula
Usa a energia do ATP (quebrando a ligação covalente do último fosfato) para jogar Na para
fora e K para dentro -> fica negativa pois joga mais + pra fora do que recebe
Proteína transmembranar / intrínseca
na parte hidrofóbica contém um feixe de hélice
Estrutura básica do neurônio:
Neurônio: processador de informação
Dendritos: recebem os estímulos / sinais elétricos
Axônio: transfere os estímulos (impulso nervoso) à outros neurônios
Potencial de repouso:
Paralelo ao funcionamento da bomba de sódio e potássio temos o canal de potássio
Canal de K : canudinho joga K pra fora deixando a célula ainda mais negativa (não há gasto
de energia nesse processo )
Resumo: célula em repouso tem um potencial elétrico negativo devido a ação conjunta da
bomba de Na e K e do canal de K
Resumo da aula 5:
- potencial de repouso
-potencial de ação
-modelo de hodgkin-huxley
-simulação computacional
-TTx
Potencial de repouso:
Atp – reserva energética da célula
Capacitor – acumulador de carga elétrica
a membrana oferece uma resist~encia a passagem dos ions = resist~encia eletrica
Entao podemos pensar na membrana quando esta em repouso como um circuito eletrico
onde temos um capacitor (que acumula cargas eletricas) e um resistor (que se opoe à
passagem dos ions)
Potencial de ação:
Dois canais dependentes do estímulo elétrico:
Canal de sódio e de potássio
o canal de sodio quando o neuronio esta em repouso tem o portão de ativação fechado e o
de inativação aberto. Quando recebe um estímulo eletrico o portão de ativação se abre
Quando o canal de sódio dependente de voltagem fecha, ele fecha pelo portão de
inativação (razão pra isso será explicada)
TTx
Toxina do peixe baiacu que é uma espécie de "rolha" que fecha o canal de sódio
dependente de voltagem, portanto tóxico pra vítima
Resumo da aula 6:
-potencial de ação
-canal de sódio dependente de voltagem
-lidocaína
-propagação do potencial de ação
-cérebro humano
-transmissão sináptica
-mal de Alzheimer
potencial de ação
canal de sódio dependente de voltagem
Uma parte dela é sensível a eletricidade (pois abre o canal na presença de um sinal
elétrico)
A parte sensível a eletricidade é rica em aminoácidos com cargas positivas – lisina e aginina
(resíduos carregados positivamente), com a estrutura pouco comum chamada hélice 310
(mais esticada)
Toxina da aranha- Inibe o disparo do potencial de ação do canal, atuando na hélice 310,
assim compromete a abertura do canal
Lidocaína
Anestésico local que atua no canal de sódio dependente de voltagem, não é uma ação
tóxica mas também funciona como uma rolha (não tão forte, uma "rolha folgada")
propagação do potencial de ação
Estrutura do neurônio - contém o cone de implantação (pega os impulsos que estão
chegando e soma eles)
Quando essa soma chega no valor do potencial limiar o potencial de ação é disparado
No axônio é onde acontece a transmissão do impulso nervoso
2 formas diferentes que o potencial de ação pode se propagar
1) célula de vertebrado- em volta do axônio há fitas de ácidos graxos que atuam como
isolantes (bainha de mielina) entre as bainhas há pequenas partes descobertas chamadas
de nodos de ranvier
aí o potencial de ação se propaga pelo axônio, porém com uma ação saltatória (pula de um
nodo de ranvier para outro)
Assim, a bainha de mielina aumenta a velocidade de propagação do potencial de ação pois
propicia um trecho livre de obstaculos pro sódio passar já que o potencial de ação não
dispara na região com bainha
2) célula de invertebrado – sem bainha de mielina os invertebrados aumentam a velocidade
da propagação do potencial de ação fazendo um axônio com diâmetro maior para os íons
passarem com mais facilidade (maior condutância)
transmissão sináptica
Sinapses- conexões neuronio-neuronio
Cada sinapse pode fazer até 10.000 conexões
O comum é fazer 1.000 conexões
Resumo da aula 7:
-transmissão sináptica
-canal iônio dependente de ligante
-receptores ionotrópicos
-receptores metabotrópicos
-excitotoxicidade
-neurotransmissores
-ação de drogas
-novo modelo para o potencial de ação
transmissão sináptica
Transmissão sinaptica química: envolve liberação de molécula da célula présinaptica para a
pós sinaptica
Quando o potencial de ação chega no terminal axonal, o canal de cálcio dependente de
voltagem abre
O cálcio promove a interação de vesículas de neurotransmissores dentro
O cálcio faz com que a vesicula se encaixe na parte interna da membrana no fim da célula
pre sinaptica e libere o seu conteudo na fenda pre sinaptica (area entre as duas células: pre
e pos sinaptica), se difundindo
O conteudo da vesícula se encaixa entao no respectivo receptor membranar presente na
célula pos sinaptica e abre-o, quando o receptor se abre entra sódio na célula pós sinaptica
e despolariza-a (potencial de ação é disparado)
Na fenda tambem está presente uma enzima (funciona como uma tesoura molecular ) que
corta o neurotransmissor (conteúdo da vesícula) e os faz serem reabsorvidos para a célula
pré sinaptica
Segundo o modelo de hodgkin-huxley, o potencial de açãose propaga como uma onda
elétrica
Sinapse excitatória: entra íons positivos
Sinapse inibitória: entra Cl (íon negativo)
canal iônio dependente de ligante / receptores ionotrópicos
O receptor da célula pós sináptica (receptor de neurotransmissor) é chamado de canal
iônico dependente de ligante, só deixa o conteudo entrar mediante a ligação por isso o
nome, também chamado de receptor ionotrópico pois permite a passagem de ions
Ajuste induzido: a forma do encaixe no receptor de neurotransmissor é diferente da forma
da molecula que vai encaixar, ai quando a molécula vai encaixar ela se induz a esse ajuste
e ao formato do receptor
Ação à distância / ação halostérica: a molécula que se encaixa muda algo no receptor que
está relativamente longe dela e do encaixe
receptores metabotrópicos
Ao contrario dos ionotrópicos, por eles não passam ions diretamente, assim eles fazem uma
ação halostérica que aciona o encaixe para a proteína g e essa vai acionar a proteína
efetora que por sua vez formará a molécula que vai os canais de íons e abri-los
Excitotoxicidade
Nova estrutura: célula glial, nela há dois canais – um para transporte de glutamato e outro
para transporte de glutamina
O objetivo principal dessa célula é absorver o excesso de glutamato da fenda sináptica, se
não a célula pós sináptica vai ser super excitada
Neurotransmissores:
Todos compartilham essas características
1) A molécula tem que estar presente no neurônio pré-sináptico;
2) A liberação da molécula tem que estar vinculada à despolarização do terminal axonal;
(sofrer o potencial de ação)
3) A liberação tem que ser dependente de cálcio;
4) Devem existir receptores específicos na célula pós-sináptica para o neurotransmissor
Alguns exs de neurotransmissores.: aspartato, gaba, glicina, glutamato
O afirma que o potencial de ação não se propaga como uma onda elétrica e sim como uma
onda mecânica
Quando o potencial de ação é propagado não gera eletricidade mas sim uma pequena
pressão na base do axônio
A propagação do potencial seria um aumento da espessura da bicamada que ocorreria ao
longo do axônio, pois quando há essa pequena pressão ela contrai por um tempinho e
depois se alonga na fase cristalina, propagando essa fase até o terminal axonial
AULA 8
● Singularidade tecnológica: ("computador" capaz de simular a consciência
humana)
RESUMO DA AULA 9
● Sinapse química
● Contração do músculo esquelético
● Bases moleculares envolvidas na contração esquelética
Sinapse química com foco nas junções neuromusculares
Potencial de ação despolariza, então o aumento do potencial elétrico sinaliza para o canal
de cálcio dependente de voltagem abrir (o canal permite a fusão das vesículas que
carregam neurotransmissores saírem do neurônio pré-sináptico e irem para fenda
sináptica)
Por ser uma junção neuromuscular as vesículas contém acetilcolina que vai ser liberada na
fenda sináptica e se encaixar em um receptor na superfície da FIBRA MUSCULAR (ao
invés do neurônio pós sináptico)
Quem entra pelo receptor não é a acetilcolina e sim o sódio. Como a fibra está em repouso,
quando o sódio entra dispara o potencial e ela CONTRAI (famosa contraçao muscular) para
a fibra relaxar de novo há uma enzima na fenda sináptica que "corta" a acetilcolina e a
mesma é reabsorvida no neurônio pré-sináptico onde vai se juntar e dar origem a novas
acetilcolins, e por isso não entra mais sódio e não há mais a contração (enzima =
acetilcolinacerase)
Estrutura das fibras musculares:
Obs.: miofibrilas (junções proteicas)
Retículo sarcoplasmático - cheio de cálcio, libera Ca na hora da contração
Estrutura da miofibrila
Bases moleculares
Actina- forma filamento fino
Miosina – forma filamento grosso
Obs.: na contração há o encaixe da cabeça da miosina com uma parte do filamento de
actina
Tropomiosina e troponina - também presentes no filamento fino
Acontecimento que da início à contração
RESUMO DA AULA 10
● Contração do músculo cardíaco
Contração no músculo cardíaco
O potencial de ação cardíaco apresenta um terceiro canal, o canal de Ca+2. Assim quando
o potencial é disparado, além da entrada de Na entra Ca também, tendo assim muita carga
positiva. Logo, quando começa a repolarização com a saída de K, ela é mais demorada e
por haver muita carga + acaba nunca chegando no valor de potencial limiar de novo. Ou
seja, fica sempre acionando novos potenciais, já que não fica abaixo do limiar.
O nó sinoatrial (ou marcapasso) permite que ocorra a onda de despolarização, para que
todas as células não contraiam ao mesmo tempo e ocorra de forma coordenada, ou seja ele
dita o ritmo das contrações para uma maior eficiência de bombeamento sanguíneo
RESUMO DA AULA 12
● Fluorescência
● Fosforescência
Fluorescência: é quando o átomo ou molécula absorve energia, e, emite de forma luminosa
uma energia menor. A parte que não foi convertida em energia luminosa foi convertida em
calor. O tempo desse fenômeno é extremamente rápido
Fosforescência: também é um processo de absorção de energia, a diferença é que o tempo
de duração do fenômeno pode ser maior
Ex.: as estrelinhas no teto que emitem fosforescência quando apaga a luz do quarto
Como descobrir a concentração através da absorção de radiação por uma amostra diluída:
RESUMO DA AULA 13
•Radiação e Radioatividade
•Efeitos Biológicos da Radiação
•Interação da Radiação com a Matéria
•Produção de Raios X
•Radiação Síncrotron
Radiação e Radioatividade
Radiação: energia liberada dos núcleos que emitem radiação
Radioatividade: é o processo todo, espontâneo, de liberação de radiação
3 tipos:
Alfa- envolve próton, pouco poder de penetração
Beta – envolve elétron, penetração um pouco maior
Obs.: ambas são radiações corpusculares (com massa)
Gama- não é de partículas, é eletromagnética
O poder de emissão vai diminuindo com o tempo -> meia vida do elemento (característica
que os diferencia)
Modelo da gota líquida:
Força que atrai elementos dentro do núcleo dos átomos: força nuclear forte
a força nuclear forte é a que vai manter os prótons bem unidos ao núcleo e a outros
prótons
Fissão nuclear: quando um nêutron perturba esse sistema da força nuclear forte, os prótons
perdem a sua ligação pela presença do nêutron e o núcleo sofre uma fissura com o
rompimento dessa conexão
Quanto maior o rompimento dessa força, mais energia / radiação é liberada
Efeitos biológicos da radiação
RESUMO DA AULA 14
•Interação da Radiação com a Matéria
•Produção de Raios X
•Radiação Síncrotron
Interação da Radiação com a Matéria
Há tres maneiras que a radiação interage ccom a matéria
1) ionização: partícula incide sobre o átomo e um elétron é ejetado, vira um cátion e o
elétron fica livre e com energia cinética
2) capturação: quando o átomo perde esse elétron fica uma lacuna no lugar e pode então
capturar um elétron livre para preencher essa lacuna, o excesso de energia é emitido em
forma de fóton
3) excitação: um elétron do átomo salta para um nível mais energético e libera o excesso de
enegia em forma de fóton
Tipos de radiação:
• Eletromagnética:
1) Ultravioleta
2) Raios X e
3) gama
• Corpuscular:
1) Alfa,
2) Beta e
3) Nêutrons
Produção de Raios X
OBS.: TODA VEZ QUE UMA PARTÍCULA CARREGADA É ACELERADA ELA EMITE
RADIAÇÃO -> RAIOS X

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