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Princípios Básicos da Biologia Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Biologia: ciência que estuda a vida 1) Origem da vida na Terra 2) Introdução ao Estudo da Célula 3) Composição Química das Células Princípios Básicos da Biologia Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Vale deixar claro que na Biologia todos os assuntos são interligados. Cada um deles tem sua importância para o entendimento global dos processos biológicos. É a partir do entendimento de um tema mais simples que você obtém embasamento para compreender temas mais complexos e robustos. Então, nada deve ser deixado de lado ou subestimado, pois, na Biologia, tudo anda junto! 1. Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin ▪ Primeiras formas de vida surgiram no planeta Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos ▪ A análise dessas evidências não é tão antiga assim: a humanidade passou por diversos processos e crenças até que se tivesse uma concepção considerada mais aceita por todos ▪ As primeiras teorias para a origem do universo e da vida eram baseadas no Criacionismo e no fixismo: Universo e a vida foram criados por um ser divino e as espécies são imutáveis Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Estromatólitos Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Cientificamente falando... ▪ Origem do Universo ▪ Teoria do Big Bang ▪ Origem do Universo: há 15 bilhões de anos ▪ Origem da Terra: há 4,6 bilhões de anos ▪ Origem da vida ▪ Teoria da geração espontânea ▪ Teoria da biogênese ▪ Teoria da evolução química ▪ Teoria da panspermia Fonte: Shutterstock Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da abiogênese ou geração espontânea ▪ Seres vivos se originam a partir de matéria inanimada, não viva ▪ Força vital vinda do ar (vitalismo) ▪ Defensores: Aristóteles, von Helmont e John Needham ▪ Teoria da biogênese ▪ Seres vivos surgem apenas pela reprodução de seres vivos preexistentes de sua própria espécie ▪ Defensores: Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani e Louis Pasteur ▪ Experimentos que comprovam que um ser vivo provém apenas de outro ser vivo: Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da biogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Experimento de Redi • Colocou pedaços de carne em recipientes de vidro e cobriu a abertura de alguns deles com gaze, permitindo a entrada de ar; • Observou que nos recipientes abertos haviam larvas de moscas e nos recipientes fechados não haviam; • Confirmou que as larvas eram provenientes da eclosão de ovos deixados pelas moscas, que eram atraídas pela carne em putrefação. ▪ Teoria da biogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Experimento de Needham • Aqueceu uma quantidade de caldo de carne em um recipiente e o vedou com rolha, impedindo a entrada de ar e de microrganismos nele presentes; • Dias após, foram verificados microrganismos no caldo de carne; • Concluiu que seres microscópicos eram originados por geração espontânea. ▪ Teoria da biogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Experimento de Spallanzani • Colocou caldo de carne em um recipiente e vedou a boca com fogo para lacrá-lo hermeticamente, evitando a entrada e a saída de ar; • O caldo de carne foi fervido de modo a esterilizá-lo; • Dias depois, notou que não houve aparecimento de microrganismos no caldo de carne. Isso porque os microrganismos não conseguiam entrar no frasco lacrado e o calco havia sido suficientemente fervido, eliminado qualquer forma de vida. ▪ Teoria da biogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Experimento de Pasteur • Colocou um caldo nutritivo em frascos de vidro e uma cânula no gargalo do frasco em formato de pescoço de cisne, a qual impedia a passagem de microrganismos suspensos no ar (pois se aderiam à borda da cânula), sem impedir a entrada de ar no frasco; • Ferveu o caldo até que se tornasse esterilizado, livre de micorganismos; • Dias após, verificou o caldo, que permanecia estéril em temperatura ambiente; • Quebrou o gargalo dos frascos e alguns dias depois, devido à entrada facilitada de ar, verificou a presença de microrganismos no caldo, concluindo que o crescimento de microrganismos num ambiente estéril só pode acontecer se outro microrganismo entrar em contato com ele. ▪ Teoria da biogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Pasteur: Todos os organismos provém de outros preexistentes Comprovou a teoria da biogênese e derrubou a teoria da abiogênese Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da evolução química ou evolução molecular ▪ Proposta por Oparin e Haldane (1920) ▪ A vida seria resultado de um processo gradual de evolução dos sistemas químicos, em que compostos inorgânicos se combinaram e formaram moléculas orgânicas simples, as quais evoluíram para estruturas orgânicas mais complexas ▪ Primórdio da Terra: ambiente turbulento temperaturas altíssimas incidência de alta radiação bombardeado por asteroides ▪ Com o tempo: Terra se resfriou formaram-se os oceanos primitivos F o n te : S h u tte rs to c k Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da evolução química ou molecular ▪ Atmosfera primitiva: H2, CH4, NH3 e vapor de água (H2O) ▪ Oceanos primitivos: sopa primordial em constante agitação ▪ Interações químicas entre moléculas → surgimento de moléculas mais complexas → surgimento dos precursores da vida, os coacervados Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da evolução química ou molecular Experimento de Miller e Urey • Aqueceu uma solução química que liberava vapor de água e gases amônia, metano e hidrogênio; • Os gases produzidos foram bombardeados por descargas elétricas, que simulavam as tempestades, e, em seguida, foram resfriados com o auxílio de um condensador, precipitando em forma de gotas; • Após vários ciclos, ao analisar o líquido formado, verificou a formação de moléculas orgânicas, os aminoácidos alanina e glicina, que até então se acreditava serem formados apenas em células vivas; • Com esse experimento, Miller e Urey reforçram a hipótese de Oparin- Haldane. Origem da vida na Terra Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da panspermia ▪ Panspermia significa “semente por todos os lados” ▪ Teoria da panspermia: a vida teria se originado a partir de seres vivos vindo do espaço através de meteoritos e asteroides ▪ Substâncias orgânicas estão presentes no espaço sideral desde o Universo primitivo, mas tais evidências não comprovam essa teoria Fonte: Shutterstock 2. Introdução ao Estudo da Célula Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin ▪ Como a vida começou? Talvez essa seja a pergunta mais difícil da Biologia ▪ Evidências mostram que os complexos moleculares formados pelos coacervados podem ter evoluído e originado as células primitivas ▪ Primeiro ser vivo: ✓ tamanho microscópico e estrutura muito simples ✓ delimitados por membrana, o interior dos primeiros seres apresentaria reações químicas ordenadas e controladas por informações genéticas contidas em moléculas de RNA ▪ Tudo teria mudado quando alguma célula ou grupo de células evoluiu para o uso de diferentes moléculas para diferentes funções: o DNA (que é mais estável que o RNA) tornou-se o material genético e o RNA foi rebaixado ao papel de mensageiro ▪ Células se tornaram mais complexas, em arranjo e metabolismo Introdução ao estuda da célula Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Evolução do metabolismo ▪Hipótese heterotrófica ▪ Hipótese autotrófica Introdução ao estuda da célula Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Fermentação Fotossíntese Respiração aeróbia Quimiossíntese Fermentação Fotossíntese Respiração aeróbia 3. Introdução ao Estudo da Célula Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria celular: todos os organismos vivos são compostos por células e que todas as células são originadas de outras pré-existentes ▪ Células: pequenas unidades delimitadas por membrana e preenchidas por uma solução aquosa concentrada de produtos químicos e com grande habilidade de criar cópias de si mesmas por meio da reprodução ▪ Estruturas celulares básicas: membrana plasmática citoplasma material genético ▪ Células podem ser de dois tipos básicos: procarióticas ou eucarióticas Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Célula procariótica (ou procarionte) ▪ Sem núcleo: material genético fica disperso no citoplasma ▪ Vivem como organismos livres: seres procariontes Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Célula eucariótica (ou eucarionte) ▪ Material genético compartimentalizado no núcleo ▪ Organelas membranosas ▪ Citoesqueleto ▪ Podem apresentar parede celular Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Célula procarionte •membrana plasmática •ribossomos •material genético disperso no citoplasma •parede celular ao redor da membrana Célula eucarionte •membrana plasmática •núcleo, onde está o material genético •ribossomos •organelas membranosas •citoesqueleto •pode apresentar parede celular Características de cada tipo celular: Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Classificação atual da árvore da vida: baseada na estrutura celular dos organismos ▪ Formada por 3 domínios: Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Células eucarióticas atuais teriam evoluído de uma simbiose com células procarióticas → modo de vida predatório teria permitido com que bactérias fossem englobadas por células eucariontes primitivas, e mitocôndrias e plastos fossem originados Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da endossimbiose Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Teoria da endossimbiose Fatos que suportam a teoria da endossimbiose: 1) Mitocôndrias e cloroplastos possuem dupla membrana; 2) Mitocôndrias e cloroplastos possuem DNA circular, como as bactérias; 3) Mitocôndrias e cloroplastos possuem baixa capacidade de síntese de proteínas; 4) Mitocôndrias e cloroplastos têm capacidade de autorreplicação. Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Organização celular ▪ Formas de vida mais simples: organismos unicelulares ▪ Formas de vida mais complexas: colônias de organismos unicelulares ou organismos multicelulares ▪ Organismos multicelulares: agrupamento de células semelhantes para formação de tecidos Células Tecidos Órgãos Sistemas Organismo ▪ Características universais dos seres vivos ▪ Bacteria, Archaea e Eukarya ▪ Vírus não são seres vivos: capacidade de metabolismo e replicação apenas se infectarem uma célula hospedeira Tipos celulares Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Características universais das células e dos organismos vivos Estrutura celular Material genético Metabolismo Reprodução 4. Composição química das células Componentes inorgânicos – água e sais minerais Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Sistemas biológicos são formados por sistemas químicos complexos e especiais ▪ Pequena quantidade de elementos químicos: CHONPS (carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre) ▪ Moléculas orgânicas : possuem C na composição ▪ Moléculas inorgânicas: não possuem C (exceto CO2) Composição química das células Água Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Molécula fundamental da vida ▪ Propriedades químicas Permitiu o surgimento da vida Permite que os processos bioquímicos ocorram Fonte: Shutterstock Composição química das células Água Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Fonte: Shutterstock ▪ Propriedades químicas ▪ H2O → ligações covalentes ▪ Átomos atraem os elétrons compartilhados desigualmente → molécula polar ▪ Solvente universal: dissolvem substâncias polares (hidrofílicas) ▪ Interação entre as moléculas → ligações de hidrogênio ▪ Alto poder calorífero ▪ Capilaridade ▪ Tensão superficial Composição química das células Água Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Forma os fluidos corporais Fonte: Shutterstock Permite as trocas gasosas Transporte de substâncias Lubrificante Composição química das células Sais minerais Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Substâncias inorgânicas → moléculas ou íons ▪ Funções: Estrutural → cálcio forma os ossos Associação com moléculas → ferro com a hemoglobina Papel tamponante → bicarbonatos do sangue Contração muscular → cálcio Transferência da energia química → fosfato Transmissão dos impulsos nervosos Equilíbrio osmótico Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Sal Mineral Fonte Importância Sódio Sal de cozinha. Auxilia na manutenção do pH e no equilíbrio de água do corpo, além de participar da contração muscular e da transmissão dos impulsos nervosos. Potássio Banana, ervilha, lentilha, tomate e espinafre. Atua na contração muscular e na transmissão dos impulsos nervosos. Iodo Frutos do mar, sal de cozinha, óleo de fígado de bacalhau. Atua na glândula tireoide e na síntese de seus hormônios. Fósforo Carnes, leites e derivados e nozes. Auxilia na manutenção do pH do sangue, na contração muscular, participa da formação dos ossos e da estrutura de algumas enzimas, além de estar envolvido na composição das moléculas de ácidos nucleicos. Ferro Carne bovina, fígado, feijão, gema de ovo, nozes, frutas secas, caranguejo, siri. Participa da composição da molécula de hemoglobina, sendo responsável pelo transporte de oxigênio até as células. Enxofre Carnes, ovo, feijão, queijo. Fundamental para os mecanismos antioxidantes do metabolismo celular, participando também da respiração e da constituição de alguns hormônios e vitaminas. Magnésio Folhas verdes, alimentos integrais e frutos do mar. Atua nos tecidos nervoso e muscular, na formação dos ossos e faz parte da composição de algumas enzimas, além da constituição da clorofila. Cloro Sal de cozinha. Mantém o pH sanguíneo e a quantidade de água no corpo, além de estar presente no suco gástrico. Cálcio Leite, gema de ovo, folhas verdes, camarão e siri. Participa da formação dos ossos e dentes, do metabolismo de açúcares, da coagulação sanguínea e da contração muscular. Flúor Água tratada com flúor e pasta dental. Previne o aparecimento de cáries e atua na estrutura dos dentes. 5. Composição química das células Componentes orgânicos – vitaminas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Vitaminas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Compostos orgânicos ▪ Participam de atividades metabólicas ▪ Hidrossolúveis (B e C) ou lipossolúveis (KEDA) ▪ Necessárias em pequenas quantidades ▪ Geralmente não são produzidas por organismos humanos → incorporadas através da dieta ▪ Vitamina D: 90% é obtida através da síntese cutânea após a exposição solar ▪ Vitamina K: produzida no intestino em associação com bactérias Fonte: Shutterstock Princípios Básicos da Biologia – Prof. CarolNegrin Vitamina Fonte Importância Retinol (A) Cenoura, beterraba fígado e leite. Relacionado com a saúde em geral. Reduz as chances de cegueira noturna e participa do crescimento dos ossos e dentes. Precursor de hormônios. Tiamina (B1) Ovos, carne de porco, fígado e alimentos integrais. Atua no metabolismo de carboidratos. Riboflavina (B2) Fígado, carnes, ervilha, beterraba, amendoim e ovos. Participa do metabolismo de carboidratos proteínas. Nicotinamida (B3) Peixe, feijão, ervilha, fígado e nozes. Presente no metabolismo de lipídios, inibe a produção de colesterol e degrada triglicerídeos. Ácido pantotênico (B5) Cereais, fígado e vegetais verdes. Participa da síntese de colesterol e de alguns hormônios e atua na conversão de lipídios e aminoácidos em glicose. Piridoxina (B6) Tomate, espinafre, milho verde, salmão e iogurte. Participa do metabolismo de triglicerídeos e aminoácidos. Biotina (B7) Gema de ovo e fígado. Atua na síntese de ácidos graxos. Ácido fólico (B9) Folhas verdes e fígado. Participa da síntese de DNA e RNA e da produção dos glóbulos vermelhos e brancos do sangue. Cobalamina (B12) Fígado, leite, ovos e carnes. Atua na formação de glóbulos vermelhos e de alguns aminoácidos. Ácido ascórbico (C) Frutas cítricas, vegetais verdes e tomate. Participa como antioxidante de várias reações metabólicas, além da formação do tecido conjuntivo. Auxilia na cicatrização e na defesa do corpo. Calciferol (D) Óleo de fígado de peixe e gema de ovo. Relacionado com a absorção de cálcio e fósforo pelo sistema digestório. Precursor de hormônios. Tocoferol (E) Óleos vegetais, folhas verdes e nozes. Antioxidante. Atua na absorção de gorduras e contribui para o bom funcionamento dos sistemas nervoso e genital. Filoquinona (K) Couve-flor, espinafre, repolho e fígado. Atua na síntese de fatores de coagulação do sangue. Composição química das células Vitaminas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Quando em excesso ou deficientes, podem causar problemas 6. Composição química das células Componentes orgânicos – carboidratos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Carboidratos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Moléculas orgânicas mais abundantes no planeta ▪ Produzidas na fotossíntese → CO2 e H2O ▪ Principal combustível das células ▪ Funções: ▪ Tipos: Energética Estrutural Reconhecimento celular Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos Fonte: Shutterstock Composição química das células Carboidratos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Monossacarídeos ▪ Moléculas simples de carboidratos → (CH2O)n ▪ Possuem grupos hidroxila (-OH) e grupo carbonila (-C=O) ▪ Moléculas de 5 carbonos → Pentose → C5H10O5 ▪ Moléculas de 6 carbonos → Hexose → C6H12O6 Composição química das células Carboidratos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Oligossacarídeos ▪ Moléculas com 2 a 20 monossacarídeos ▪ Carboidratos são polímeros → formados por unidades chamadas de monômeros ▪ Ligação entre monossacarídeos → ligação glicosídica Composição química das células Carboidratos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Polissacarídeos ▪ Moléculas com 21 a milhares de monossacarídeos ▪ Moléculas com funções estruturais: Quitina: exoesqueleto de animais e parede celular de alguns fungos Celulose: parede celular de plantas e algas (glicose) Amido: reserva energética de plantas (glicose) Glicogênio: reserva energética de células animais (glicose) 7. Composição química das células Componentes orgânicos – lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Compostos orgânicos conhecidos como gorduras ou óleos ▪ Moléculas apolares → grande quantidade de átomos de carbono e hidrogênio ▪ Funções: ▪ Grupos: Estrutural Reserva energética Produção de hormônios Isolante térmico Ação impermeabilizante Glicerídeos Fosfolipídios Esteroides Ceras Esfingolipídios Carotenoides Fonte: Shutterstock Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Glicerídeos ▪ Lipídios mais abundantes na natureza ▪ Formados por uma molécula de glicerol ligado a três moléculas de ácidos graxos Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Glicerídeos ▪ Cadeias de ácidos graxos podem conter uma ou mais insaturações: saturados ou insaturados ▪ Insaturações → tornam as moléculas mais rígidas reduzem as interações entre as moléculas menor ponto de fusão – óleos vegetais são líquidos Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Fosfolipídios ▪ Principal constituinte da membrana plasmática ▪ Compostos por: um grupo fosfato, um glicerol e duas caudas de ácidos graxos ▪ Moléculas anfifílicas: interagem com moléculas polares e apolares Bicamada lipídica Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Fosfolipídios ▪ Principal constituinte da membrana plasmática ▪ Compostos por: um grupo fosfato, um glicerol e duas caudas de ácidos graxos ▪ Moléculas anfifílicas: interagem com moléculas polares e apolares Bicamada lipídica Composição química das células Lipídios Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Esteroides ▪ Moléculas compostas por quatro anéis de carbono interligados, os quais se ligam a outros átomos, como hidrogênio e oxigênio ▪ Colesterol: Presentes nas membranas plasmáticas das células animais Precursor de sais biliares e hormônios sexuais Molécula de colesterol 8. Composição química das células Componentes orgânicos – proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Executam a maioria das funções celulares ▪ Proteínas são polímeros compostos por monômeros chamados de aminoácidos ▪ Funções: Estrutural Transporte Atividade contrátil Metabolismo → hormônios Imunidade Catalisadores Fonte: Shutterstock Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Aminoácidos: ▪ Unem-se através de ligações peptídicas grupo carboxila do aminoácido 1 + grupo amina do aminoácido 2 Essenciais Não essenciais Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Estrutura das proteínas ▪ Composição de aminoácidos da cadeia polipeptídica → determina a função da proteína e sua estrutura tridimensional Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Estrutura das proteínas Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Estrutura das proteínas Estrutura quaternária da hemoglobina Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Estrutura das proteínas ▪ Estrutura tridimensional e função da proteína → determinada pela composição de aminoácidos da cadeia polipeptídica ▪ Manutenção da estrutura terciária → temperatura e pH do meio ▪ Desnaturação proteica: perda de função Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Enzimas ▪ Enzimas são catalisadores biológicos → aumentam a velocidade das reações ▪ Possuem um sítio ativo onde se ligam substratos específicos → modelo chave fechadura Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Enzimas ▪ Enzimas são catalisadores biológicos → aumentam a velocidade das reações ▪ Possuem um sítio ativo onde se ligamsubstratos específicos → modelo chave fechadura Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Enzimas ▪ Enzimas são catalisadores biológicos → aumentam a velocidade das reações ▪ Possuem um sítio ativo onde se ligam substratos específicos → modelo chave fechadura ▪ Aumento da velocidade é devido à necessidade de menor energia de ativação da reação (Ea) Composição química das células Proteínas Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Enzimas ▪ Enzimas são catalisadores biológicos → aumentam a velocidade das reações ▪ Possuem um sítio ativo onde se ligam substratos específicos → modelo chave fechadura ▪ Aumento da velocidade é devido à necessidade de menor energia de ativação da reação (Ea) ▪ Interferem na velocidade das reações catalisas por enzimas: Temperatura pH Concentração de substrato Presença de inibidores 9. Composição química das células Componentes orgânicos – ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Composição química das células Ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Moléculas orgânicas responsáveis pelo armazenamento e transmissão das informações genéticas → DNA ou RNA ▪ São polímeros → formados por monômeros chamados de nucleotídeos ▪ Nucleotídeos: Grupo fosfato Pentose (Ribose ou Desoxirribose) Base nitrogenada (pirimídica ou púrica) Composição química das células Ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Bases nitrogenadas: diferem entre os nucleotídeos ▪ Púricas: adenina e guanina ▪ Pirimídicas: citosina, timina e uracila Composição química das células Ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ Ligação entre nucleotídeos: entre o carbono 3’ da pentose de um nucleotídeo e o grupo fosfato do outro nucleotídeo Composição química das células Ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ DNA ▪ DNA: contém as informações genéticas do indivíduo ▪ Molécula de DNA: dupla fita ligadas por ligações de hidrogênio ▪ Ligações entre as bases: A – T G – C ▪ Fitas de DNA são antiparalelas Composição química das células Ácidos nucleicos Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin ▪ RNA ▪ Molécula de RNA: fita simples ▪ Bases nitrogenadas: G, C, A e U ▪ Tarefas celulares são executadas pelas moléculas de RNA ▪ Três tipos de RNA: RNA mensageiro RNA ribossômico RNA transportador 10. Questões Vestibulares 2022 Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2019/Universidade Estadual do Ceará - UECE) Relacione, corretamente, os minerais apresentados a seguir com algumas de suas funções, numerando a Coluna II de acordo com a Coluna I. Coluna I 1. Cálcio 2. Ferro 3. Sódio 4. Flúor Coluna II ( ) É um componente importante dos ossos e dos dentes, é essencial à coagulação sanguínea e tem ação em nervos e músculos. ( ) É um componente dos ossos e dos dentes, e auxilia na prevenção da cárie dentária. ( ) É um componente da hemoglobina, da mioglobina e de enzimas respiratórias, e é fundamental para a respiração celular. ( ) É importante no balanço de líquidos do corpo; é essencial para a condução do impulso nervoso e tem ação nos músculos. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 4, 1, 3, 2. b) 1, 4, 2, 3. c) 3, 2, 1, 4. d) 2, 3, 4, 1. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2019/Faculdade de Ciências Médicas - FCM) Uma molécula de DNA apresenta 17% das bases de citosina. Assinale a alternativa CORRETA, considerando que o DNA não sofreu mutação. a) 34% das bases serão da soma de adenina e timina. b) 34% das bases serão guaninas. c) 17% das bases serão adeninas. d) 33% das bases serão timinas. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2019/Faculdade Pequeno Príncipe) A teoria do encaixe induzido (Induced Fit) foi desenvolvida por Koshland e colaboradores e mostra que ligantes e receptores não são tão rígidos como se imaginava. De acordo com essa teoria, o substrato induz uma mudança conformacional na enzima com a qual ele interage. Essas mudanças garantem um melhor ajuste entre o sítio ativo e o substrato. Alguns autores comparam esse encaixe com um aperto de mão, o qual vai se moldando e se tornando cada vez mais forte. Quando o substrato interage com o sítio ativo da enzima, surgem ligações que induzem mudanças, as quais permitem que mais ligações sejam estabelecidas. Com isso, o sítio ativo envolve cada vez mais o substrato, mantendo-o em seu local. Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/teoria-encaixe-induzido.htm. Acesso 03 de fev.2019. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin O que permite a atividade catalítica de uma enzima são as suas características dentre quais foi citado CORRETAMENTE a) a ligação ao substrato apresenta sítio específico permitindo que uma enzima só se ligue a um substrato, mas o substrato pode se ligar a vários tipos diferentes de enzimas. b) a enzima não sofre mudanças químicas como consequência da reação que catalisa. c) a enzima aumenta a velocidade de reação química e faz ocorrer uma reação que não ocorreria em sua ausência. d) enzimas não apresentam a capacidade de aumentar a velocidade reversa de uma reação química. e) enzimas aumentam a velocidade de reação e a energia de ativação. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2018/FAMERP – Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto) Os domínios Archaea e Bacteria englobam micro-organismos com características morfológicas bem definidas. Estes seres vivos compartilham semelhanças entre si, tais como: a) membrana plasmática e organelas membranosas. b) inclusões citoplasmáticas e envoltório nuclear. c) moléculas de DNA lineares e plasmídeos. d) material genético disperso e ribossomos. e) citoesqueleto e parede com peptidioglicano. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2018/UNESP – Universidade Estadual Paulista) No interior de uma célula mantida a 40°C ocorreu uma reação bioquímica enzimática exotérmica. O gráfico 1 mostra a energia de ativação (Ea) envolvida no processo e o gráfico 2 mostra a atividade da enzima que participa dessa reação, em relação à variação da temperatura. Se essa reação bioquímica ocorrer com a célula mantida a 36°C, a energia de ativação (Ea) indicada no gráfico 1 e a velocidade da reação serão, respectivamente, a) a mesma e a mesma. b) maior e menor. c) menor e menor. d) menor e maior. e) maior e maior. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2017/Universidade de Gurupi - UNIRG) O material genético de uma espécie (DNA) contém informações que devem ser decifradas e traduzidas em proteínas para que ocorra a sua expressão, onde a molécula de RNA exerce fundamental importância. O esquema a seguir representa a estrutura de um dinucleotídeo de RNA. Entre as alternativas apresentadas, marque aquela que corresponde ao que os círculos representam na figura acima. a) Desoxirribose. b) Grupos fosfato. c) Pontes de nitrogênio. d) Bases nitrogenadas. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2017/Faculdade Pernambucana de Saúde) Para Aristóteles, o conceito de vida estava relacionado às potencialidades da alma, de forma hierárquica, relacionadas às capacidades de nutrição (crescimento e desenvolvimento), percepção sensorial (dor, movimento) e pensamento. Tal conceito possivelmente não se aplica a todos os seres vivos. Considerando experimentos que foram realizados para demonstrar os princípios de origem da vida, analise a figura abaixo: Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin É correto afirmar que a ausência de organismos no frasco após 6 meses: a) confirma que os seres procariontes surgiram por geração espontânea. b) demonstraque o ar atmosférico é vital para o surgimento de organismos eucariontes. c) refuta a hipótese da biogênese, uma vez que a presença de organismos no frasco independe da prévia existência de células vivas. d) refuta a hipótese da abiogênese, uma vez que a presença de nutrientes ou ar atmosférico não é suficiente para a produção de células vivas. e) confirma a hipótese da biogênese, uma vez que o surgimento de seres eucariontes depende da prévia existência de procariontes no frasco. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2017/UEM – Universidade Estadual de Maringá) Na bioquímica, estudam-se as diferentes formas nas quais os compostos de carbono se apresentam nos seres vivos. Duas características dessas moléculas, diretamente ligadas à estrutura da cadeia carbônica e à presença de outros átomos, são a polaridade e a acidez (ou basicidade). Assinale a(s) alternativa(s) que trazem uma correta descrição dessas moléculas e de suas propriedades. 01. Os aminoácidos arginina e lisina apresentam radicais com grupos funcionais amina, o que os torna aminoácidos básicos. 02. Os triglicerídeos são um tipo de lipídio de característica apolar. Quando completamente hidrolisada, uma molécula de triglicerídeo dá origem a três ácidos graxos e um glicerol. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin 04. Os fosfolipídios são a base das membranas celulares, sendo semelhantes aos triglicerídeos, pois apresentam compostos de fósforo no lugar dos três ácidos graxos, apresentando então característica polar. 08. Os carboidratos são uma classe de moléculas que têm como característica marcante serem formadas primordialmente por unidades H-C-O-H, o que faz com que essas moléculas sejam polares e geralmente solúveis em água. 16. Os nucleotídeos são formados por uma pentose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são estruturas apolares que interagem entre si somente por interações de Van der Waals. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2016/IFCE – Instituto Federal do Ceará) Sobre as proteínas e sua formação, é correto afirmar-se que a) leite, ovos e pão são reconhecidos como alimentos ricos em proteínas. b) as ligações peptídicas, que formam as proteínas, ocorrem entre os grupos carboxila de aminoácidos diferentes. c) são formadas pela união de vários aminoácidos por meio de ligações glicosídicas. d) não apresentam função energética. e) apresentam função plástica, também conhecida como função construtora. Princípios Básicos da Biologia – Prof. Carol Negrin (2016/UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas) Na antiguidade, alguns cientistas e pensadores famosos tinham um conceito curioso sobre a origem da vida e em alguns casos existiam até receitas para reproduzir esse processo. Os experimentos de Pasteur foram importantes para a mudança dos conceitos e hipóteses alternativas para o surgimento da vida. Evidências sobre a origem da vida sugerem que a) a composição química da atmosfera influenciou o surgimento da vida. b) os coacervados deram origem às moléculas orgânicas. c) a teoria da abiogênese foi provada pelos experimentos de Pasteur. d) o vitalismo é uma das bases da biogênese. Obrigado Prof. Nome do Professor OBRIGADA Prof. Carol Negrin @carolnegrin t.me/carolnegrin