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12/08/2023 1 INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA CONCEITO • A bioquímica é a ciência que estuda a química da vida. • Ela forma uma ponte entre a biologia e a química ao estudar como as reações químicas e as estruturas químicas dão origem à vida e aos processos da vida. • Apesar da enorme diversidade e das variações de complexidade entre eles, a maioria dos organismos vivos compartilha as mesmas moléculas. • Quando essas moléculas são isoladas e examinadas individualmente, elas seguem todas as leis físicas e químicas que descrevem o comportamento da matéria inanimada. • O estudo da bioquímica mostra como o conjunto de moléculas inanimadas que constituem os organismos vivos interage para manter e perpetuar a vida. 1 2 12/08/2023 2 As células são as unidades estruturais e funcionais de todos os organismos vivos As células são compostas por estruturas complexas, com alto grau de organização No entanto, quimicamente, os componentes básicos são moléculas pequenas e simples Composição das estruturas celulares 3 4 12/08/2023 3 A célula como unidade estrutural comum Apesar da grande diversidade, muitas características são comuns a todos os organismos: todos extraem energia do meio ambiente, a transformam, armazenam e a utilizam para a sua manutenção. A maior parte dessas reações acontece em uma unidade estrutural básica comum a todos: a célula. A célula como unidade estrutural comum As células eucarióticas de diferentes organismos compartilham algumas características estruturais, e são responsáveis pelos quatro mecanismos básicos para manutenção da vida, que são: 1. síntese de biomoléculas, tais como carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos 2. transporte de substâncias por meio de membranas 3. produção de energia 4. eliminação de metabólitos e substâncias tóxicas. 5 6 12/08/2023 4 As biomoléculas e a hierarquia na organização molecular das células • Mesmo havendo enorme variabilidade entre os organismos vivos, todos compartilham a mesma composição química básica. • Todas as moléculas orgânicas de uma célula têm em sua composição átomos de carbono. • Os quatro elementos químicos mais abundantes nos organismos vivos são hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N) e carbono (C), que constituem mais de 99% da massa das células (peso seco). • O Carbono contribui com mais da metade do peso seco das células. O carbono é capaz de estabelecer ligações com átomos de Hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) 7 8 12/08/2023 5 Biomoléculas são compostos de carbono • Toda a química das biomoléculas baseia-se no átomo de C. • O carbono compartilha pares de elétrons com até quatro outros elementos para formar ligações que são muito estáveis Átomos de carbono ligados covalentemente podem formar cadeias lineares, ramificadas ou cíclicas 9 10 12/08/2023 6 ⁃ As quatro ligações simples que podem ser formadas pelo átomo de carbono se projetam a partir do núcleo formando os quatro vértices de um tetraedro. ⁃ A rotação é livre em torno de cada ligação simples. ⁃ Já a ligação dupla é mais rígida, permitindo somente uma rotação limitada em torno do seu eixo Grupos funcionais • Ligação de outros átomos ao esqueleto de C • Tendem a se deslocar entre moléculas como se fossem uma unidade • Conferem uma maior possibilidade de interações à molécula e, portanto, variedade molecular. • Normalmente ligam-se às biomoléculas por ligações covalentes simples 11 12 12/08/2023 7 Biomoléculas ou Macromoléculas As moléculas que contêm esqueletos carbônicos são chamadas compostos orgânicos, e estão presentes na maioria das biomoléculas que formam os seres vivos. Existem quatro tipos principais de biomoléculas que formam as células: 1. Carboidratos 2. Lipídios 3. Proteínas 4. Ácidos nucleicos. Biomoléculas são polímeros formados pela ligação de unidades monoméricas simples 13 14 12/08/2023 8 Carboidratos • São moléculas orgânicas que apresentam na sua estrutura átomos de Carbono e água. Sua fórmula básica: (CH2O)n. Ex: Glicose = C6H12O6. • Também denominados de hidrato de carbono, glicídios e açúcares. • Podem ser formados por uma única molécula = Monossacarídeo = GLICOSE • Ou pela união de dois ou mais monômeros = dissacarídeos (SACAROSE E LACTOSE) ou polissacarídeos (CELULOSE E GLICOGÊNIO) 15 16 12/08/2023 9 POLISSACARÍDEOS Carboidratos • A principal função dos carboidratos é relacionada à energia na célula. Eles são os principais produtores de energia sob a forma de ATP • O amido e a celulose são as duas moléculas de carboidratos que armazenam mais de metade do carbono existente no planeta. • O amido é o polissacarídeo de reserva energética das células vegetais, da mesma forma que o glicogênio é para os animais. • A celulose é o principal componente da parede celular das células vegetais e é degradada por uma enzima que os seres humanos não possuem. 17 18 12/08/2023 10 Lipídios • Lipídeos são moléculas relativamente pequenas e hidrofóbicas. • Os lipídeos não são caracterizados por um grupo funcional comum, a sim pela sua baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos. • Exs: Ácidos graxos, triglicerídios, fosfolipídios, colesterol • Suas principais funções orgânicas são: Componentes de membranas; Isolantes térmicos; Reserva de energia TRIGLICERÍDIO 19 20 12/08/2023 11 Proteínas • As proteínas são polímeros de aminoácidos • As proteínas constituem, junto com a água, a maior parte do conteúdo das células • Possuem variadas funções como enzimas, hormônios, transportadoras, estruturais,... • Todas são formadas por apenas 20 aminoácidos Ácidos Nucleicos • Os ácidos nucleicos são compostos orgânicos formados por cadeias de nucleotídeos = DNA e RNA • Nucleotídeo = pentose + fosfato + base nitrogenada (A,C,T,G) • A sequência linear de nucleotídeos presentes no DNA e no RNA codifica a informação genética da célula. • A habilidade de pareamento das bases nitrogenadas (G-C e A-T) é a chave da hereditariedade e da evolução 21 22 12/08/2023 12 OBRIGADA 23 24 Slide 1: INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA Slide 2: CONCEITO Slide 3: As células são as unidades estruturais e funcionais de todos os organismos vivos Slide 4: Composição das estruturas celulares Slide 5: A célula como unidade estrutural comum Slide 6: A célula como unidade estrutural comum Slide 7: As biomoléculas e a hierarquia na organização molecular das células Slide 8: O carbono é capaz de estabelecer ligações com átomos de Hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) Slide 9: Biomoléculas são compostos de carbono Slide 10 Slide 11: ⁃ As quatro ligações simples que podem ser formadas pelo átomo de carbono se projetam a partir do núcleo formando os quatro vértices de um tetraedro. ⁃ A rotação é livre em torno de cada ligação simples. ⁃ Já a ligação dupla é mais rígida, per Slide 12: Grupos funcionais Slide 13: Biomoléculas ou Macromoléculas Slide 14: Biomoléculas são polímeros formados pela ligação de unidades monoméricas simples Slide 15 Slide 16: Carboidratos Slide 17 Slide 18: Carboidratos Slide 19: Lipídios Slide 20 Slide 21: Proteínas Slide 22: Ácidos Nucleicos Slide 23 Slide 24: OBRIGADA
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