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BIOLOGIA CELULAR - SDE3530 Semana Aula: 3 Bases químicas da constituição celular II. Tema Bases químicas da constituição celular II. Palavras-chave Aminoácidos, proteínas, carboidratos e ácidos nucléicos. Objetivos Reconhecer a estrutura dos aminoácidos. Compreender a estrutura e as funções das proteínas. Estudar as principais características das enzimas. Conhecer os diferentes tipos de carboidratos. Descrever a estrutura e a importância dos ácidos nucléicos. Estrutura de Conteúdo Aspectos que devem ser discutidos na aula: Unidade 2 Nesta serão abordadas as biomoléculas como os carboidratos, os aminoácidos, as proteínas, as enzimas e os ácidos nucléicos. No tópico sobre carboidratos será abordado sobre a classificação destas biomoléculas como monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos, destacando as suas respectivas estruturas químicas e funções. É importante apresentar a reação glicosídica e a relação da glicose com a equação geral da fotossíntese. Quanto aos monossacarídeos é interessante relacioná-los com a constituição dos nucleotídeos, no que diz respeito aos dissacarídeos é orientado que se demonstre a hidrólise dos açúcares. Ao se apresentar os polissacarídeos deve-se destacar o amido, o glicogênio, a celulose e quitina, destacando as suas respectivas estruturas químicas e onde estas moléculas são encontradas, relacionando-se com as suas respectivas funções. No tópico sobre aminoácidos deve-se apresentar a fórmula geral de um aminoácido, destacando-se o radical (R), e os grupos amina e carboxila. É importante diferenciar os aminoácidos essenciais dos não-essenciais. É fundamental que se aborde e ilustre a ligação peptídica e os tipos de peptídeos. No tópico sobre proteínas deve-se apresentar as estruturas das proteínas: primária, secundária, terciária e quaternária. Orienta-se que se apresentem as imagens diferenciando as diversas representações das estruturas espaciais de uma proteína. É fundamental que se discuta sobre a desnaturação de uma proteína, apresentando os principais fatores desnaturantes. As funções das proteínas devem ser discutidas, como a função estrutural, a de transporte, a de defesa e a ativação e de regulação química, exemplificando cada item. No tópico sobre enzimas, é importante destacar que a maioria das enzimas é representada por proteínas e que são catalisadores biológicos naturais. É sugerido que destaque como exemplo a catalase. É interessante destacar que os catalisadores atuam sempre em pequenas quantidades, para tanto se orienta para que seja discutido um gráfico, a partir do qual possa ser observado que na presença de catalisadores, a energia de ativação é reduzida, possibilitando que a reação seja acelerada, com menor gasto energético. A reação enzimática do tipo chave-fechadura deve ser discutida e ilustrada, além dos fatores que alteram a velocidade da reação, considerando a temperatura, o pH e a concentração de substrato. No tópico sobre ácidos nucléicos, é interessante que seja ilustrado um nucleotídeo, destacando a sua composição estrutural, de modo que o discente compreende que são compostos por moléculas de ácido fosfórico, açúcar e base nitrogenada. É importante apresentar que o açúcar é uma pentose, diferenciando a desoxirribose da ribose e que as bases nitrogenadas podem ser classificadas em púricas e pirimídicas. Em seguida, sugere- se que seja apresentada a estrutura do ácido desoxirribonucleico (DNA), destacando as pontes de hidrogênio, ressaltar que o DNA localiza-se nos cromossomos das células, em mitocôndrias, e nos plastos vegetais, além de considerar que a maioria dos vírus também possui DNA. Deve-se abordar sobre a autoduplicação do DNA, relacionando-se com a enzima DNA-polimerase. É importante destacar que a capacidade de autoduplicação ou replicação do DNA confere aos seres vivos a capacidade de se reproduzir e que o DNA faz duplicação semiconservativa, isto é, em cada DNA formado, uma das cadeias é o do DNA-mãe e que o DNA se duplica, mas conserva-se metade dele em cada DNA-filho. Sugere-se que seja demonstrado o esquema da duplicação semiconservativa do DNA. É fundamental comparar a estrutura do DNA com a estrutura do ácido ribonucleico (RNA), neste momento da aula deve-se ressaltar que o RNA é um polinucleotídeo de uma só cadeia e que não possui timina, e que em seu lugar, aparece a uracila. É importante considerar que o RNA origina-se do DNA, em um processo conhecido como transcrição, por meio de uma enzima chamada RNA-polimerase. Deve-se explicar que a RNA- polimerase tem a propriedade de abrir o DNA, identificando suas bases nitrogenadas, utilizando o DNA como molde e que ao encontrar a adenina, coloca, na mesma posição, a uracila; ao encontrar a guanina, coloca, na mesma posição, a citosina. Também é orientado discutir que existem, basicamente, três tipos de RNA em uma célula, um ribossômico (rRNA), um transportador (tRNA) e um mensageiro (RNAm), destacando que o rRNA faz parte da constituição do ribossomo, o mRNA transporta a informação do núcleo para o citoplasma e o tRNA transporta aminoácidos presentes no citoplasma até os ribossomos, durante a síntese protéica caracterizando o processo de tradução. Estratégias de Aprendizagem A presente aula deverá despertar a capacidade de relacionar os conceitos abordados na aula anterior com a atual. Deve ser feita uma revisão prévia sobre células, tipos celulares e níveis hierárquicos de organização dos seres vivos, relacionando a importância da água e dos lipídeos para os seres vivos. Para aprofundar o estudo o aluno deverá: ler com atenção o material didático, acessar o livro virtual e outros objetos de aprendizagem referentes à aula 3 que estão no SAVA Para antes da aula sugere-se assistir a vídeo aula intitulada “Bases químicas da constituição celular”, disponibilizado em: http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224& topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S Para depois da aula: Sugere-se a leitura do artigo intitulado “Proteínas”, disponibilizado em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc24/ccd1.pdf Orienta-se para que seja assistido o vídeo intitulado “Polímeros e Sistemas Biológicos | Química”, disponibilizado em: https://www.youtube.com/watch?v=l-8lw5ODRlk Indicação de Leitura Específica Leitura do Capítulo 1 do livro Introdução à Biologia Celular Capítulo 1: Bases Químicas da Constituição Celular. Estrutura, Função e Evolução. Aplicação: articulação teoria e prática Nas aulas serão utilizados objetos de aprendizagem para articulação da teoria e da prática. No SAVA estão disponíveis artigos científicos, vídeos e vídeo aulas apresentados na aula e outros vídeos complementares referentes aos conteúdos da aula. Exercício proposto em aula: http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc24/ccd1.pdf https://www.youtube.com/watch?v=l-8lw5ODRlk 1) (Unifor-CE) As fibras musculares estriadas armazenam um carboidrato a partir do qual se obtém energia para a contração. Essa substância de reserva se encontra na forma de: a) Amido b) Glicose c) Maltose d) Sacarose e) Glicogênio 2) (UFR-RJ) As plantas e animais utilizam diversos componentes químicos na formação de partes importantes de seus organismos ou na construção de estruturas importantes em sua sobrevivência. A seguir estão citados alguns: I - O esqueleto externo dos insetos é composto de um polissacarídeo. II - As células vegetais possuem uma parede formada por polipeptídeos. III - Os favos das colmeias são constituídos por lipídios. IV - As unhas são impregnadas de polissacarídeos que as deixam rígidas e impermeabilizadas. Estão corretas as afirmativas a) Ie II. b) I e III. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV 3) Os aminoácidos são moléculas orgânicas que formam as biomoléculas mais abundantes nos seres vivos. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que indica o nome da biomolécula formada pela união dos aminoácidos. a) Lipídios. b) Carboidratos. c) Ácidos nucleicos. d) Proteínas. e) Sais minerais. 4-) (Unifor-CE) Considere as afirmações abaixo relativas a enzimas: I. São proteínas com função catalisadora; II. Cada enzima pode atuar quimicamente em diferentes substratos; III. Continuam quimicamente intactas após a reação; IV. Não se alteram com as modificações da temperatura e do pH do meio. São verdadeiras: a) I e III apenas; b) II e IV apenas; c) I, III e IV apenas; d) II, III e IV apenas; e) I, II, III e IV. 5-) Assinale a alternativa incorreta: a) O nome ácido nucleico indica que as moléculas de DNA e RNA são ácidas e foram identificadas, a princípio, no núcleo das células. b) O DNA é encontrado no núcleo, formando os cromossomos e parte dos nucléolos, e também em pequena quantidade na mitocôndria e no cloroplasto. c) O ácido ribonucleico é encontrado no nucléolo, nos ribossomos, no citosol, nas mitocôndrias e nos cloroplastos. d) Tanto DNA como o RNA são formados pelo encadeamento de grande número de moléculas menores, os nucleotídeos. e) As bases existentes na molécula de DNA são a adenina, guanina, citosina e uracila. 6-) (UEM-PR) - A ligação peptídica resulta da união entre o grupo a) carboxila de um aminoácido e o grupo carboxila do outro. b) carboxila de um aminoácido e o grupo amina do outro. c) amina de um aminoácido e o grupo amina do outro. d) amina de um aminoácido e o radical (R) do outro. e) carboxila de um aminoácido e o radical (R) do outro. 7-) (Efoa-MG) - Além de serem as macromoléculas mais abundantes nas células vivas, as proteínas desempenham diversas funções estruturais e fisiológicas no metabolismo celular. Com relação a essas substâncias, é correto afirmar que: a) são todas constituídas por sequências monoméricas de aminoácidos e monossacarídeos. b) além de função estrutural, são também as mais importantes moléculas de reserva energética e de defesa. c) são formadas pela união de nucleotídeos por meio dos grupamentos amina e hidroxila. d) cada indivíduo produz as suas proteínas, que são codificadas de acordo com o material genético. e) a sua estrutura é determinada pela forma, mas não interfere na função ou especificidade. 8-) (UFRGS-RS) Cinco amostras com ácidos nucleicos foram analisadas quimicamente e apresentaram os seguintes resultados: I) 1ª. amostra: ribose II) 2ª. amostra: timina III) 3ª. amostra: dupla hélice IV) 4ª. amostra: uracila V) 5ª. amostra: 20% de guanina e 30% de citosina Entre estas amostras, quais se referem a DNA? a) Apenas I e II. b) Apenas I e III. c) Apenas II e III. e) Apenas II e IV. e) Apenas II e V. 9-) Sabemos que existem diferentes tipos de RNA, sendo cada um responsável por uma importante função na célula. Entre as alternativas a seguir, marque aquela em que se encontra o nome correto do RNA que possui as informações necessárias para a síntese de proteínas. a) RNA ribossômico. b) RNA proteico. c) RNA transportador. d) RNA mensageiro. e) Micro RNA 10-) (Uerj) O papel comum é formado, basicamente, pelo polissacarídeo mais abundante no planeta. Este carboidrato, nas células vegetais, tem a seguinte função: a) revestir as organelas. b) formar a membrana plasmática. c) compor a estrutura da parede celular. d) acumular reserva energética no hialoplasma. Considerações Adicionais Para a próxima aula Leitura do Capítulo 2 do livro Introdução à Biologia Celular.