Aulas Bioquímica

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Aula 1: Biomoléculas: carboidratos e aminoácidos
Nesta aula, estudaremos primeiramente os carboidratos e, em seguida, os aminoácios:
	
Os carboidratos são a principal fonte de energia, possuindo importantes funções no metabolismo e na composição estrutural dos seres vivos, tornando-se, assim, uma estrutura orgânica muito importante.
	
	
CARBOIDRATOS
	Os aminoácidos, unidades fundamentais das proteínas, são formados por um grupo amina, um grupo carboxílico, hidrogênio, carbono e um radical característico de cada aminoácido.
Os carboidratos são constituídos basicamente por carbono, hidrogênio, oxigênio.
Veja um exemplo da construção molecular de um carboidrato, a glicose.
Os carboidratos podem ser classificados em:
Monossacarídeo (CH2On) - São açúcares de composições simples, diferenciados em poliidroxicetona e poliidroxialdeído.
Exemplo de uma das estruturas moleculares mais conhecidas dos Carboidratos.
Molécula de D-glucose
Oligossacarídeos - São polímeros de monossacarídeos de 2 a 10 unidades, interligados por ligações glicosídicas.
Oligossacarídeos, ou oligossacáridos, são carboidratos que, por hidrólise, originam dois ou três monossacarídeos:
Dissacarídeos: Quando, por hidrólise, produzem dois monossacarídeos. Por exemplo:
Sacarose + H2O → glicose + frutose
Trissacarídeos: Quando, por hidrólise, produzem três monossacarídeos. Por exemplo:
Rafinose + 2 H2O → glicose + frutose + galactose
Dissacarídeos – São cadeias orgânicas constituídas por duas unidades de monossacarídeos unidos por uma ligação glicosídica. A variação entre as unidades de monossacarídeos garante a existência de um grande sentimento de dissacarídeos sintetizados pelos seres vivos.
Molécula de Sacarose
Polissacarídeo - São polímeros de monossacarídeos com mais de 10 unidades, interligados, também, por ligações glicosídicas.
Exemplo de uma das estruturas moleculares mais conhecidas dos Carboidratos.
Molécula de celulose
Dissacarídeos são cadeias orgânicas constituídas por 2 monossacarídeos:
As ligações entre os dissacarídeos são chamadas de ligações glicosídicas.
Glicosminoglicanos são longas cadeias polissacarídicas não ramificadas, compostas por unidades de dissacarídeos repetidos.
Como exemplo, temos um tetrassacarídeo:
N-acetilglicosamina + ácido urônico
Você saberia dizer em quais alimentos encontramos os carboidratos?
Resposta: Pães, leite, Cana de açúcar e maçã.
AMINOÁCIDOS
Aminoácidos são ácidos orgânicos que encerram em sua molécula um ou mais grupamentos Amina. Existem vários tipos de aminoácidos, sendo os mais importantes os alfa-aminoácidos.
Qualquer molécula de aminoácido tem um grupo carboxila (COOH) e um grupo amina ligados a um átomo de carbono. Nesse mesmo carbono, ficam ligados, ainda, um átomo de hidrogênio e um radical (R). 
O radical (R) representa um radical orgânico, diferente em cada molécula de aminoácido encontrado na matéria viva. 
Proteínas e peptídeos podem ser definidos como polímeros compostos de aminoácidos, ligados entre si por ligações peptídicas, diferindo somente pelo tamanho do polímero.
Proteínas e peptídeos podem ser definidos como polímeros compostos de aminoácidos, ligados entre si por ligações peptídicas, diferindo somente pelo tamanho do polímero.
EXEMPLO
Um exemplo de proteína é a Albumina, muito encontrada em ovos. Ela possui mais de 100 aminoácidos em sua composição.
A nível de biologia molecular:
A síntese de proteínas ocorre com o auxílio dos ribossomos que promove a síntese a partir da leitura do RNA mensageiro (RNAm).
A ligação peptídica ocorre entre o grupo a-carboxila de um aminoácido e o grupo a-amino de outro aminoácido. Aproximadamente 500 tipos de aminoácidos foram escobertos na natureza. No entanto, somente 20 atuam como constituintes da proteínas do nosso organismo. Combinações complexas desses 20 tipos resultam em mais de 100 mil tipos de proteínas.
A ligação peptídica ocorre entre o grupo a-carboxila de um aminoácido e o grupo a-amino de outro aminoácido.
Até 100 ainoácidos (10 kDa) -> peptídeo
Mais de 100 aminoácidos -> proteína
Aminoácidos não-essenciais são aqueles sintetizados pelos seres vivos.
Aminoácidos essenciais são aqueles que não são sintetizados pelos seres vivos.
Para mais informações, leia agora o texto Aminoácidos.
Tema para debate: 
Criança nascida de mãe desnutrida pode ter hipoglicemia.
Uma lactente nasceu magra e fraca com 39 semanas de gestação de uma jovem mãe desnutrida.  Uma hora após o nascimento, mostrou sinais de sofrimento, incluindo batimentos cardíacos e frequência respiratória rápidos. Ao nascer, sua glicose sanguínea era de 3,5 mmol/L (63 mg/dL) (ao nascimento) e diminuiu rapidamente para 1,5 mmol/L (27mg/dL) após 1 hora, quando ela começou a ficar não responsiva e comatosa. Sua condição foi marcadamente melhorada pela infusão de uma solução de glicose, seguida por uma dieta rica em carboidrato. Ela melhorou gradualmente nas duas semanas que se seguiram, antes da alta hospitalar. 
Foco de discussão: 
Aula 2: Biomoléculas: Lipídeos, nucleotídeos e proteínas
Lipídeos e prostaglandinas
Os lipídios mais comuns são representados pelas gorduras e óleos encontrados em nossa alimentação. Basicamente, possuem função energética e estão presentes na composição das membranas de todas as células.
Dentre eles destacam-se as prostaglandinas, derivados enzimáticos de ácidos graxos, que são estruturas endógenas compostas por 20 átomos de carbono presentes em praticamente todas as células do organismo
Função Energética - Sabe-se que 1 g de lipídio libera 9 kcal contra 4 kcal liberadas por 1 g de glicídio.
Função Estrutural - Eles estão presentes nas membranas de todas as células; nas nervosas, formam várias camadas que funcionam como isolante elétrico do impulso nervoso.
Formação de hormônios e vitaminas - O colesterol (usado na síntese dos hormônios sexuais e de outros esteróides) e a vitamina D formam os corticosteroides
Os lipídeos podem ser classificados em: 
Lipídeos simples 
Grupo constituído por glicerídeos, triglicerídeos e cerídeos.
 	
Grupo constituído por fosfolipídios, glicolipídios e lipoproteínas.
Grupo constituído por hormônios sexuais, vitamina D, sais biliares e colesterol.
Prostaglandinas
São derivados enzimáticos de ácidos graxos cuja estruturas endógenas são compostas por 20 átomos de carbono e estão presentes em praticamente todas as células do organismo.
As prostaglandinas de ocorrência natural são estruturalmente semelhantes ao ácido prostanóico, com 20 carbonos e um anel ciclopentano.
Algumas funções das Prostaglandinas:
- Auxilia no controle da pressão sanguínea
- Auxilia no processo inflamatório
- Auxilia na contratilidade do músculo liso
- Auxilia na contração uterina (no parto).
NUCLEOTÍDEOS
Os nucleotídeos são as unidades monoméricas dos ácidos nucléicos, constituídos de uma base nitrogenada, um radical fosfato e uma pentose (açúcar).
Quanto a pentose, os nucleotídeos podem ser classificados em desoxirribose e ribose
Pentose componente do DNA			Pentose componente do RNA.
Não possui hidroxila no carbono 2’.		Possui hidroxila nos arbonos 3’ e 2’.
As bases nitrogenadas dividem-se em: Purinas: 
Possuem dois anéis em sua estrutura. Adenina e guanina.
Pirimidinas: Possuem um anel em sua estrutura. Timina, citosina e uracila.
Ligações entre os nucleotídeos:
Ligações fosfodiéster entre a hidroxila do carbono 3’ de um nucleotídeo e o fosfato do nucleotídeo seguinte localizado no carbono 5’. Sequências são representadas na orientação 5’ 3’
Uma base purina pareia com uma base pirimidina:
Adenina – Timina (2 pontes de hidrogênio)‏
Citosina – Guanina (3 pontes de hidrogênio)‏
* No RNA, a adenina pareia com a uracila.
Os nucleotídeos são componentes estruturais do DNA e do RNA, possuindo, assim, extrema importância na constituição celular. Possuem função energética através da formação da adenosina trifosfato (ATP) influenciando em processosmetabólicos.
PROTEÍNAS
As proteínas são as moléculas mais abundantes e importantes nas células, sendo fundamentais para estrutura e função destas. Expressam grande parte da informação genética.
Podem ser classificadas quanto às suas funções que se dividem em:
Dinâmicas
• Transporte (hemoglobina)
• Defesa (anticorpos)
• Catálise de reações
Estruturais
Sustentação de células e tecidos (colágeno e elastina)
As proteínas podem, também se dividir de acordo com sua forma, obtendo-se as proteínas:
Fibrosas - Ex: colágeno, queratina e fibrina
Globulares Ex: enzimas e hemoglobina
As estruturas de proteínas são organizadas em estruturas:
Primária - Sequência de aminoácidos e ligações peptídicas.
Secundária - Arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si.
Terciária - Distribuição espacial de mais de uma cadeia polipeptídica.
Quaternária - Arranjo espacial de aminoácidos distantes entre si. Forma tridimensional.
Dentro desse contexto, buscamos dar ênfase às proteínas fibrosas, que são cadeias polipeptídicas organizadas em longas moléculas com uma repetição de um elemento de estrutura secundária e que podem apresentar , ainda, estruturas terciárias e quaternárias. Essas proteínas são insolúveis em água e têm peso molecular elevado. São responsáveis pelo suporte, forma e proteção externa dos vertebrados.
Fibrosas
Tipos principais:
• Colágeno do tecido conjuntivo
• Queratinas dos cabelos                                   
• Esclerotinas dos tegumentos dos artrópodes
• Conchiolina das conchas de moluscos
• Fibrina do soro sanguíneo 
• Miosina dos músculos
* Tubulinas, por exemplo, 3 possuem estrutura diferente, formadas por múltiplas subunidades globulares de forma helicoidal.
ESTUDO DE CASO
Analise o caso abaixo e proponha uma solução para o problema apresentado. Após sua análise, clique em conferir para ler o comentário do professor:
Uma mulher de 36 anos de idade, atendida em uma clínica para mulheres, tinha concentrações séricas de triglicerídeos de 73mmol/L (6.388 mg/dL) e de colesterol de 13 mmol?L (503 mg/dL). Depois de algumas negativas iniciais, ela admitiu beber três garrafas de vodka e seis garrafas de vinho por semana. Quando ela descontinuou o uso do álcool, as concentrações de triglicerídeos diminuíram para 2 mmol/L (175 mg/dL) e a concentração de colesterol diminuiu para 5 mmol/L (193 mg/dL). Três anos depois, a mulher se apresentou, de novo, com um fígado aumentando e com retorno de anormalidade lipídica. A biópsia do fígado indicou doença alcoólica hepática com esteatose ou infiltração das células hepáticas por gordura.
Comentário
Em indivíduos alcoólatras, o metabolismo do álcool produz quantidades aumentadas de nicotina,mida adenina dinucleotídeo reduzida (NADH+) hepática. O alimento da relação NADH + H+/NAD+ inibe a oxidação dos ácidos graxos. Os ácidos graxos que chegam ao fígado, tanto originários da dieta como da mobilização do tecido adiposo, são reesterificados com o glicerol para formar os triglicerídeos. Nos estágios iniciais do alcoolismo, estes são empacotados com apolipoproteínas e exportados como lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL). Concentrações aumentadas de VLDL e, esses triglicerídeos, estão frequentemente presentes nos estágios iniciais da doença hepática alcoólica. À medida que a doença hepática progride, ocorre falha na produção das apolipoproteínas e exportação dos ácidos graxos como VLDL; segue-se, então, o acúmulo de triglicerídeos nas células hepáticas.
Aula 3: Enzimas
Nesta aula estudaremos primeiramente as enzimas, e em seguida a cinética de reações enzimática.
As enzimas são os catalisadores do sistema biológico. Participam diretamente nas reações químicas pelas quais matéria e energia são transformadas nos sistemas biológicos.
Certos tipos de enzimas controlam os níveis de colesterol e triglicerídeos de nosso organismo.
Essas enzimas podem ser alteradas por remédios, pela quantidade de gordura corporal e massa muscular além da prática de exercícios físicos.
A cinética de reações enzimáticas tem como objetivos principais mediar as velocidades das reações, estabelecer critérios para otimização do processo e projetar o reator mais adequado para utilização.
A maioria das enzimas é representada pelas proteínas. Possuem um centro ativo, onde há a entrada do substrato.
O substrato, estando no centro ativo, faz com que as ligações químicas enfraqueçam, facilitando assim a reação química.
Alguns dos pontos positivos da utilização das enzimas como catalisadores, é que, diferente de catalisadores químicos, as enzimas não se perdem ao término da reação pois são muito específicas.
São funções enzimáticas:
     Catálise metabólica.
     Regulação da reação catalítica.
Devido a essas funções as enzimas são classificadas como as unidades fundamentais do metabolismo celular.
O principal mecanismo de ação das enzimas é descrito pelo modelo Chave-Fechadura, onde a enzima possui o sítio específico para a ligação do substrato.
As enzimas podem ser classificadas em:
OXIDORREDUTASES
São enzimas que catalisam reações de transferência de elétrons, ou seja: reações de oxi-redução (se uma molécula se reduz, tem que haver outra que se oxide).
São as Desidrogenases e as Oxidases.
TRANSFERASES
São enzimas que catalisam reações de transferência de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato, acil, carboxil, etc.
Como exemplo temos as Quinases e as Transaminases.
HIDROLASES
São enzimas que catalisam reações de hidrólise de ligação covalente.
Ex: as peptidades.
LIASES
São enzimas que catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, amônia e gás carbônico.
As Dehidratases e as Descarboxilases são bons exemplos.
ISOMERASES
São enzimas que catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou geométricos.
As Epimerases são exemplos.
LIGASES
São enzimas que catalisam reações de formação e novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre às custas de energia (ATP).
São as Sintetases.
Cinética Enzimática
A cinética de reações enzimáticas tem como objetivos principais:
Mediar as velocidades das reações.
Estabelecer critérios para otimização do processo.
Projetar o reator mais adequado para utilização.
Uma equação muito importante para a análise da cinética enzimática é a Equação de Michaelis e Menten.
Esta equação consiste em duas etapas.
A primeira na ligação da enzima com um substrato, formando o complexo Enzima-Substrato.
A segunda consiste na formação de um produto a partir do complexo Enzima-Substrato com recuperação da forma livre da enzima.
Obs: k1, k2, k3 e k4 são as constantes de velocidade de cada etapa.
A equação de Michaelis e Menten descreve como a velocidade de reação v depende da posição do equilíbrio ligado ao substrato e da constante de velocidade k2.
Michaelis e Menten mostraram que se k2 for bem menor que k-1 (chamada a aproximação de equilíbrio), pode se obter a seguinte equação:
O estudo da cinética enzimática é importante por duas razões principais.
Em primeiro lugar, ajuda a explicar como as enzimas trabalham; em segundo, permite prever o comportamento das enzimas em organismos vivos.
O estudo da cinética enzimática é importante por duas razões principais.
Em primeiro lugar, ajuda a explicar como as enzimas trabalham; em segundo, permite prever o comportamento das enzimas em organismos vivos.
Adaptações metabólicas à atividade física e aspectos enzimológicos em nível patológico
Certos tipos de enzimas controlam os níveis de colesterol e triglicerídeos de nosso organismo. Essas enzimas podem ser alteradas por remédios, pela quantidade de gordura corporal e massa muscular, além da prática de exercícios físicos.
Uma enzima denominada hepatolipase (HL) destrói o colesterol bom (HDL), mas nesse processo transforma uma parte em colesterol ruim (LDL). Quanto mais elevado for o nível da enzimaHL, menor será o nível de HDL, o que aumenta o risco de desenvolvimento de doenças cardíacas, como por exemplo a arteriosclerose.
Uma outra enzima, denominada lipoproteinolipase, conhecida também como LPL, está localizada nas paredes dos vasos sangüíneos e no coração, nos depósitos de gordura e nos músculos. Essa enzima destrói os triglicerídeos. 
Uma terceira enzima importante, com o longo nome de lecitina colesterolacil transferase (LCAT), captura o colesterol, retirando-o das paredes arteriais.
A prática de exercícios pode alterar a produção das enzimas que controlam os níveis de gordura do nosso sangue. 
A LPL, a enzima que destrói os triglicerídeos e aumenta os níveis de HDL, foi encontrada em quantidades elevadas entre os praticantes de exercícios aeróbios.
Além disso, a perda de gordura corporal irá aumentar a ação da LPL.
O exercício pode diminuir o colesterol total (que é a soma do colesterol HDL com o colesterol LDL) em uma média de 10 mg/dl e os triblicérides em média de 16 mg/dl.
	
Porém o mais importante é o fato de que o nível de colesterol LDL diminuiu e o HDL aumentou, ou seja, apesar da diminuição do total ser de 10 mg/dl, o corpo ganhou mais HDL e menos LDL. O que é um bom sinal.
Algumas enzimas podem provocar alterações metabólicas que podem estar associadas a patologias.
Comente o caso: um homem de 50 anos de idade foi internado no hospital sofrendo de fadiga geral, rigidez no ombro e cefaléia. O paciente media 1,80 m de altura e pesava 84Kg. Sua pressão sangüínea era de 196/98 mmHg (normal abaixo de 140/90 mmHg, sendo a ideal, 120/80 mmHg) e a sua pulsação era de 74. Ele foi diagnosticado como hipertenso. O paciente foi medicado com captopril, um inibidor da enzima conversora da angiotensina (ECA). Após 5 dias de tratamento, sua pressão sangüínea retornou a um nível próximo do normal.
Comentário: a renina no rim converte angiotensinogênio em angiotensina I, que é então proteoliticamente clivada em angiotensina II pela ECA. A angiotensina II aumenta a retenção renal dos líquidos e de eletrólitos, contribuindo para a hipertensão. A inibição da atividade da ECA  é, portanto, um alvo importante para o tratamento da hipertensão. O captopril inibe a ECA competitivamente, diminuindo a pressão sangüínea.
Aula 4: Respiração celular
A respiração celular é o processo de conversão de ligações químicas de moléculas ricas em energia, utilizadas em processos vitais.
A organela responsável por esse mecanismo é a mitocôndria. Neste processo ocorre a liberação de dióxido de carbono e energia e o consumo de oxigênio e glicose, ou outra molécula orgânica. 
Consiste em quatro etapas que iremos abordar ao longo desta aula:
• Glicólise
• Ciclo de Krebs
• Cadeia respiratória
• Fosforilação oxidativa
GLICÓLISE
A é o processo de degradação de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato, para gerar ATP, ocorrido no citoplasma.
Ocorrendo também a fosforilação de duas moléculas de ATP e redução de duas moléculas de NAD+.
Funções da Glicólise:
• Preparar a glicose para ser degradada em CO2 e H2O.
• Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
• Utilização de intermediários em processos biossintéticos.
Sendo assim, podemos representar o processo da Glicólise com a seguinte fórmula:
Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+   --->   2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Após a glicólise o piruvato é transformado em acetil na mitocôndria, que será degradado no Ciclo de Krebs, nosso próximo assunto.
CICLO DE KREBS
O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, é um conjunto de oito reações ocorrente na matriz mitocondrial.
Este processo visa a produção de substratos que serão desidrogenados e descarboxilados, através da degradação de grupos acetil.
CADEIA RESPIRATÓRIA
É o conjunto de substâncias presentes nas cristas da membrana interna da mitocôndria, onde ocorrem reações de óxido redução, fornecendo a energia necessária para a síntese do ATP, ocorrendo também a formação de H2O.
Composta por: Quatro complexos protéicos I a IV; e duas moléculas conectoras móveis, a coenzima Q (ubiquinona) e o Citocromo C (Cyt c).
Transporta elétrons desde o NADH e o FADH2 até o O2 e simultaneamente bombeia prótons H+ (nos complexos protéicos I, III e IV) da matriz mitocondrial (lado negativo, N) para o espaço intermembrana (lado positivo, P) conforme a imagem .
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
É o processo metabólico de síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória.
Este processo depende de dois fatores:
• da energia livre obtida do transporte de elétrons; e
• de uma enzima transportadora denominada ATP sintase.
É o processo metabólico de síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória.
A enzima ATPsintase ou ATPase está distribuída em duas frações funcionais:
Fração FO - Atua como um canal de prótons através da membrana mitocondrial interna.
Fração F1 - Ligada à membrana mitocondrial interna pela fração F0, possui atividade de síntese de ATP. Quando dissociada da fração F0, possui apenas capacidade de hidrolisar ATP.
METABOLISMO INTERMEDIÁRIO
Após a ingestão dos alimentos, em um período posterior, (estado alimentado), devido ao afluxo abundante de nutrientes, há o predomínio dos  processos anabólicos sobre os catabólicos. 
No organismo, havendo um ambiente hormonal em que há predomínio das ações da insulina sobre as do glucagon, o afluxo de glicose determina a captação de glicose e sua fosforilação. A glicose-6-fosfato serve como substrato para a síntese de glicogênio ou sofre glicólise, cujo produto final, o piruvato, dá origem ao acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs para a produção de ATP. Em condições de anaerobiose, o piruvato produz lactato. 
A insulina apresenta efeitos, predominantemente anabolizantes, viabilizando a síntese de glicogênio e de ácidos graxos, bem como a captação de aminoácidos e a síntese protéica. Efeitos anti-catabolisantes da insulina incluem a diminuição da glicogenólise, da cetogênese, da lipólise, do catabolismo protéico e da gliconeogênese.
METABOLISMO INTERMEDIÁRIO
Glicólise - Ocorre no hialoplasma(citosol) e consiste na quebra parcial da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico.
Ciclo de Krebs - O ácido pirúvico, formado no hialoplasma, penetra na mitocôndria, perde CO2 e sob a ação das descarboxilases(enzimas), converte-se em aldeído acético, que combina-se com o ácido.
Cadeia Respiratlória -Ocorre na membrana interna da mitocôndria; Os átomos de hidrogênio retirados pelo NAD das cadeias de carbono durante a GLICÓLISE e o ciclo de KREBS são transportados por várias moléculas até o oxigênio, formando água e ATP.
FERMENTAÇÃO
A fermentação e a respiração aeróbia são duas vias possíveis de degradação dos compostos orgânicos – vias catabólicas – que permitem às células retirar energia química desses compostos.
Os seres vivos mais primitivos, como algumas bactérias, utilizam a fermentação como único processo de obtenção de energia, sendo por isso designadas anaeróbios obrigatórios.
Outros seres vivos, como as leveduras ou as células musculares de diversos animais (incluindo o Homem) têm a capacidade de retirar maior quantidade de energia a partir dos compostos orgânicos, utilizando o oxigênio neste processo catabólico. Contudo, na ausência deste gás, estes seres podem usar a fermentação como via energética alternativa, sendo por isso designados anaeróbios facultativos.
Existem etapas comuns à fermentação e à respiração aeróbia e outras que são diferentes.
Vários organismos, particularmente microrganismos que vivem em meios onde o oxigênio está quase ou completamente ausente, obtêm energia por processos anaeróbios, sendo a fermentação uma via catabólica que ocorre nestas condições. 
Existem vários tipos de fermentação. Consideraremos apenas a fermentação alcoólica, que pode ocorrer nas leveduras, e a fermentação lática,efetuada, por exemplo, por bacilos láticos.
A fermentação é um processo simples e mais primitivo de obtenção de energia.
A fermentação ocorre no hialoplasma das células e compreende duas etapas:
1. Glicólise, conjunto de reações que degradam a glicose até o piruvato
2. Redução do piruvato, conjunto de reações que conduzem à formação dos produtos da fermentação.
Glicólise: etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia
A molécula de glicose é quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradação se inicie, é necessário que esta seja ativada através da energia fornecida pelo ATP.
Segue-se um conjunto de reações que levam à degradação da glicose até ácido pirúvico, com formação de ATP e NADH.
A glicólise compreende: Uma fase de ativação durante a qual é fornecida energia à glicose para que esta se torne quimicamente ativa e dê início ao processo de degradação. Assim:
A glicose é fosforilada por 2 ATP, formando-se frutose-difosfato;
A frutose-difosfato se desdobra em duas moléculas de aldeído fosfoglicérico (PGAL).
Segue-se uma fase de rendimento durante a qual, a oxidação dos compostos orgânicos permite libertar energia que é utilizada para formar ATP. Assim:
O PGAL é oxidado, perdendo 2 hidrogênios (2e- + 2H+), os quais são utilizados para reduzir a molécula de NAD+, formando-se NADH + H+;
Formam-se 4 moléculas de ATP;
Após estas reações, forma-se ácido pirúvico (ou piruvato), uma molécula que contém, ainda, uma elevada quantidade de energia química.
No final da glicólise, restam:
2 moléculas de NADH;
2 moléculas de ácido pirúvico;
2 moléculas de ATP (formam-se 4, mas 2 são gastas na ativação da glicose).
O rendimento energético da glicólise é muito pequeno comparado com a energia total da glicose.
Duas moléculas de ATP correspondem apenas a cerca de 14 kcal/mole, enquanto que se a glicose em laboratório for completamente oxidada formando H2O e CO2, liberta, sob a forma de calor, 686 kcal/mole.
Assim, as moléculas de ATP formadas diretamente na glicólise representam apenas cerca de 2% da energia total da glicose. São as duas moléculas de NADH, e especialmente as duas moléculas de ácido pirúvico, que contêm a maior parte da energia química inicialmente proveniente na glicose.
O aproveitamento da energia contida no ácido pirúvico depende da organização estrutural das células e da existência ou não de oxigênio no meio.
A redução do ácido pirúvico (piruvato), em condições de anaerobiose, faz-se pela ação do NADH, formado durante a glicólise, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Assim, existem vários tipos de fermentação, cujas designações indicam o produto final: fermentação alcoólica (álcool etílico), fermentação láctica (ácido láctico), fermentação acética (ácido acético) e fermentação butírica (ácido butírico).
Dada a sua relevância econômica e freqüência de ocorrência, destacaremos a fermentação alcoólica e a fermentação láctica.
Fermentação alcoólica
Os produtos finais da fermentação alcoólica e da fermentação láctica diferem em função das reações que ocorrem a partir do ácido pirúvico.
Na fermentação alcoólica, o ácido pirúvico, resultante da glicólise, composto com 3 C, experimenta uma descarboxilação, libertando-se CO2 e originando um composto com 2 C, aldeído acético, o qual, por redução origina etanol (álcool etílico) composto com 2 C. Essa redução é devida a uma transferência de hidrogênios do NADH formado durante a glicólise, o qual fica então na sua forma oxidada, o NAD+, podendo ser de novo reduzido.
O rendimento energético da fermentação alcoólica é de 2ATP formados durante a glicólise. Grande parte da energia da glicose permanece no etanol, um composto orgânico altamente energético.
A fermentação alcoólica é realizada por diversas células, sendo aplicada na industria de produção do álcool. As leveduras do gênero Saccaromyces são utilizadas na produção de vinho, de cerveja e de pão. No caso do vinho e da cerveja, interessa, sobretudo, o álcool resultante da fermentação. No caso da indústria de panificação, é o dióxido de carbono que interessa. As bolhas deste gás contribuem para levedar a massa, tornando o pão leve e macio.
Fermentação láctica
Na fermentação lática, o ácido pirúvico experimenta uma redução ao combinar-se com o hidrogênio transportado pelo NADH que se forma durante a glicólise. Origina-se, assim, ácido láctico composto com 3 C, tendo sido reciclado o NAD+, livre, então, para outras reações de oxirredução.
O rendimento energético na fermentação láctica é também de 2 ATP sintetizados durante a glicólise. Tal como o etanol, o ácido láctico é uma molécula rica em energia.
A fermentação láctica é efetuada por diversos organismos, alguns dos quais são utilizados na indústria alimentar, nomeadamente, no sector dos lacticínios. 
O ácido láctico altera o PH do meio, sendo por isso responsável pela coagulação das proteínas – processo fundamental para o fabrico de derivados do leite, como o iogurte.
Em caso de exercício físico intenso, as células musculares humanas, por não receberem oxigênio em quantidade suficiente, podem realizar fermentação láctica, além da respiração aeróbia. Desta forma, conseguem sintetizar uma quantidade suplementar de moléculas de ATP.
A acumulação de ácido láctico nos músculos é responsável pelas dores musculares que surgem durante estes períodos de intenso exercício. O ácido láctico, assim formado, é rapidamente metabolizado no fígado, sob pena de se tornar altamente tóxico para o nosso organismo. 
Rendimento energético da fermentação e da respiração
O ATP é produzido no hialoplasma de todas as células durante o processo glicolítico, comum à fermentação e à respiração aeróbias. É também produzido ao nível das mitocôndrias, por via aeróbia, em reações do ciclo de Krebs, na matriz, e ainda devido ao transporte de elétrons ao nível das cadeias respiratórias, situadas na membrana interna.
Os produtos finais da respiração, CO2 e H2O, são moléculas simples com pouca energia potencial, ao contrário do etanol, produto final da fermentação alcoólica, que é um composto de elevada energia potencial.
Durante a fermentação sintetizam-se quatro moléculas de ATP na fase glicolítica, mas, como são utilizadas duas moléculas de ATP na ativação da glicose, o rendimento é de duas moléculas de ATP.
Na respiração aeróbia, para além das duas moléculas de ATP, como rendimento da glicólise, sintetizam-se mais 36 ou 34 moléculas, devido aos processos que ocorrem após a formação do ácido pirúvico. No total produzem-se moléculas de ATP.
Sabendo que na síntese de uma molécula de ATP se transferem cerca de 7 kcal, as células, na fermentação, aproveitam cerca de 14 kcal da energia potencial da glicose, sendo o rendimento energético de cerca de 2%. Da energia restante, uma parte fica retida nos produtos finais e outra é libertada sob a forma de calor.
Na respiração aeróbia a eficácia do processo é muito superior. Assim, 38 ATP ´ 7 kcal = 266 kcal. O rendimento energético é de cerca de 40%.
Os cálculos anteriores suscitam alguma controvérsia. Essa controvérsia relaciona-se com o NADH formado na glicólise. Esse NADH, originado fora da mitocôndria, é incapaz de transpor a membrana mitocondrial, transferindo os seus elétrons através da membrana. O processo de transferência dos elétrons pode variar, o que vai afetar a quantidade de moléculas de ATP que se formam na cadeia transportadora. Assim, poderão constituir-se dois ou três ATP. Se  formarem apenas dois ATP, o saldo final, dado que se trata de duas moléculas de NADH nessas condições, será de 36 ATP e não 38 ATP.
AULA 5
Metabolismo energético de Biomoléculas (parte 1)
Os carboidratos representam a principal fonte de energia para a célula, conhecidos também como os açúcares, hidratos de carbono, glicídios, entre outros. 
Já os lipídios são substâncias orgânicas que liberam grande quantidade de energia quando oxidadas.
 
Essas estruturas orgânicas são de grande importância quandonos referimos à duração de uma reserva de energia. A energia que os seres vivos utilizam em suas atividades são obtidas a partir da oxidação dos alimentos, através da respiração celular.
Carboidratos
Os carboidratos abrangem um dos grandes grupos de biomoléculas na natureza, além de serem a mais abundante fonte de energia. 
Eles servem como combustível energético para o corpo, sendo utilizados para acionar a contração muscular, assim como todas as outras formas de trabalho biológico. 
Os carboidratos são armazenados no organismo humano sob a forma de glicogênio e nos vegetais sob a forma de amido.
Glicogênio - É a reserva energética de carboidratos em fungos e animais. Tem a seguinte estrutura tridimensional.
No homem é armazenado no fígado e músculos.
Amido - É a principal reserva energética em plantas. Muito abundante em alimentos como massas, farinhas, arroz, feijão, cenoura, batata, beterraba, entre outros. 
São exemplos de carboidratos importantes:
Frutose: Encontrada principalmente nas frutas e no mel. É o mais doce dos açúcares simples. Fornece energia de forma gradativa, por ser absorvida lentamente, o que evita que a concentração de açúcar no sangue (glicemia) aumente muito depressa.
Glucose - Resultado da "quebra" de carboidratos mais complexos, polissacarídeos, encontrados nos cereais, frutas e hortaliças. É rapidamente absorvida, sendo utilizada como fonte de energia imediata ou armazenada no fígado e no músculo na forma de glicogênio muscular.
Galactose - Proveniente da lactose, o dissacarídeo do leite e seus derivados. 
No fígado, é transformada em glicose para fornecer energia.
Carboidratos 
A via das pentoses fosfato é uma via multifuncional, que ocorre principalmente nos tecidos animais como no fígado, glândula mamária e córtex adrenal, onde ocorre principalmente a síntese de ácidos graxos a partir de acetil Coenzima A.
A biossíntese de ácidos graxos requer poder redutor na forma de NADPH . Em tecidos menos ativos na produção de ácidos graxos, como os músculos por exemplo, a via das pentoses está quase ausente.
A via das Pentoses ou o caminho do Fosfogluconato, produz NADPH  e Ribose 5- Fosfato.
Lipídios
Os Lipídios são constituídos por carbono, hidrogênio e oxigênio, fornecendo 2,23 vezes mais energia/kg quando da oxidação, em relação aos carboidratos (açúcares, amidos, celuloses, gomas, entre outros).
As gorduras servem principalmente como fornecedores de energia, sendo degradadas nas células durante a respiração celular. Alimentos ricos dessas substâncias costumam ser chamados de alimentos energéticos.
Os lipídios podem ser sólidos ou líquidos, sendo que os lipídios considerados gorduras têm origem animal e são sólidos, enquanto as gorduras líquidas são conhecidas como óleos e têm origem vegetal.
Metabolismo das Lipoproteínas
As lipoproteínas são compostas por um núcleo formado de triglicerídeos e ésteres de colesterol.
O colesterol proveniente da alimentação é absorvido no intestino delgado sendo depois transportado para o fígado, onde é metabolizado, seguindo depois para os tecidos através da circulação sanguínea.
Este transporte é dependente de duas lipoproteínas plasmáticas, a HDL e a LDL.
As HDLs recolhem o colesterol presente na circulação, transportando-o até ao fígado, onde este é metabolizado ou excretado.
As LDLs transportam o colesterol do fígado para todos os outros órgãos e tecidos do corpo, de modo a ser utilizado.
Via de metabolismo das lipoproteínas
 *Qm (Quilomicrons): grandes partículas que transportam as gorduras alimentares e o colesterol para os músculos e outros tecidos.
AULA 6
METABOLISMO ENERGÉTICO DE BIOMOLÉCULAS – PARTE 2
Algumas moléculas orgânicas de grande poder energético  podem ser sintetizadas a partir do momento metabólico do indivíduo. 
Como por exemplo temos as sínteses de :
lipídios após a alimentação, com a liberação do hormônio insulina;
glicose durante o jejum, com a liberação do hormônio glucagon.
Síntese Lipídica
Os Lipídios são sintetizados a partir de vias endergônicas e redutoras, ou seja, consomem ATP e utilizam NADPH como agente redutor.
Podendo ser classificados quanto a presença de ácido graxo em sua síntese, lipídios que possuem Ácidos Graxos em sua composição são saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. São as biomoléculas mais energéticas, fornecendo acetil-coA para o ciclo de Krebs.
Ao todo os lipídios que possuem ácidos graxos são classificados em:
Acilgliceróis (glicerídeos): 1 a 3 moléculas de ácido graxo esterificado + glicerol (formando mono, di ou tri-acil-gliceróis  - mono, di ou triglicerídeos). 
Ceras: ácido graxo de 16 a 30ºC + álcool mono-hidroxilíco de 18 a 30ºC.
FosfoLipídios: ácido graxo + fosfato.
EsfingoLipídios: ácido graxo + esfingosina.
GlicoLipídios: ácido graxo + glicerol + açúcar.
A maior parte dos ácidos graxos sintetizados por um organismo tem dois destinos fundamentais:
Formar triacilglicerol para armazenar energia.
Formar fosfolipídeos de membranas.
* Ambos são sintetizados a partir dos mesmos precursores: acil-graxos e glicerol 3-fosfato.
Origem do Glicerol 3-Forfato:
O Glicerol 3-Fosfato é formado a partir do glicerol pela ação da glicerol cinase, no fígado e nos rins.
Síntese de triacilglicerol:
Parte dos ácidos graxos presentes no sangue é empregada na produção de energia.
A outra parte é captada pelo fígado para síntese de triacilglicerol.
O hormônio insulina estimula a conversão em gordura dos carboidratos e das proteínas da alimentação.
A síntese dos fosfolipídeos a partir de precursores simples requer:
• Síntese de uma molécula de esqueleto(glicerol ou esfingosina);
• Ligação de ácidos graxos a esse esqueleto;
• Adição de um grupo-cabeça hidrofílico a esse esqueleto;
• Modificação ou troca do grupo-cabeça para liberar o produto fosfolipídico final.
Glicogênese
Por definição é a produção de glicose a partir de compostos não glicídicos.
Nos mamíferos ocorre no fígado e em menor proporção nos rins (especificamente no córtex renal), e os principais precursores são:
Piruvato – Lactato – Glicerol – Aminoácidos glicogênicos
Na falta dessa fonte, outro recurso utilizado para a obtenção de glicose é o fornecimento de lactato pelas fibras musculares através do Ciclo de Cori e do ciclo da Glicose/Alanina.
A produção de glicose ocorre em situação de jejum prolongado, onde há a liberação do hormônio Glucagon, que atua na quebra de moléculas de glicerol localizadas nos adipócitos para sua liberação na corrente sanguínea.
Observe o esquema geral da Glicólise e Glicogenese
Cetogênese
Cetogênese é a produção de corpos cetônicos em resposta a níveis elevados de ácidos graxos no fígado.
Funções:
• Importantes fontes de energia para tecidos periféricos;
• São solúveis em solução aquosa (não precisam de transportadores no sangue);
• Usados nos tecidos extra-hepáticos (inclusive cérebro);
• Em jejum muito prolongado 75% das necessidades energéticas do cérebro são atendidas pelo aceto-acetato;
• A acetona não é utilizada pelo corpo como um combustível, ela é volátil e pode ser eliminada pela respiração (Hálito Cetônico).
Etapas da Regulação
Manteiga ou Margarina? Existe um debate contínuo entre os nutricionistas acerca dos benefícios da manteiga para a saúde versus aqueles da margarina. Vamos debater acerca de qual produto seria melhor em ser consumido e o porquê.
Comentários:
A manteiga é rica em ácidos graxos saturados e colesterol, os quais são fatores de risco para a aterosclerose.
A margarina não contém colesterol e é rica em ácidos graxos insaturados. Entretanto, os ácidos graxos insaturados da margarina são principalmente ácidos graxos trans que não são naturais, e são formados durante a hidrogenação parcial dos óleos vegetais.
Os ácidos graxos trans afetam os lipídios plasmáticos da mesma maneira que os ácidos graxos saturados de cadeia longa, oque sugere riscos semelhantes associados ao consumo da manteiga ou margarina.
A resolução desta questão complica-se devido à existência de várias formas de margarina, por exemplo, os tipos de margarina cremosa (soft-spread) e margarina de consistência sólida (hard-block), cujas quantidades de ácidos graxos trans variam significativamente.
AULA 7
METABOLISMO DE CONSTITUINTES CELULARES
Alguns constituintes celulares não podem ser absorvidos pelo organismo, devendo ser transformados em outras moléculas. 
Dois exemplos são:
a amônia, que é transformada em uréia através da urogênese;
as bases nitrogenadas pirimidinas, que são transformadas em uréia.
Vamos estudar um pouco sobre o metabolismo relacionado com essas moléculas...
Urogênese
A urogênese, também conhecida como Ciclo da Ureia, é uma via metabólica cíclica que ocorre em cinco reações.
As reações da urogênese ocorrem parte na mitocôndria e parte o citosol do fígado, por dois mecanismos:
Transaminação
Desanimação oxidativa
Utiliza dois grupos amino derivados da amônia e aspartato.
As etapas de produção de carbamoil-fosfato e citrulina ocorrem na mitocôndria. A citrulina é transportada para o citosol onde ocorre o resto do ciclo.
Portanto...
Carbamil Fosfato +Aspartato +3ATP +2H2O ---> Ureia + Fumarato +2ADP +2Pi +AMP +PPi
Metabolismo de Nucleotídios
Quanto à degradação de bases
Pirimidinas
Purinas
Existem duas vias metabólicas para a produção de nucleotídeos:
Síntese de novo: nucleotídeos formados a partir de precursores não nucleotídicos como aminoácidos, ribose-5-fosfato, CO2  e NH3
Vias de salvamento: bases nitrogenadas livres e nucleosídeos resultantes da degradação de ácidos nucléicos são reciclados para a regeneração do conjunto de nucleotídeos.
*A regulação dessas vias pode ser feita pelos produtos e substratos delas.  
 *Estas vias contribuem para a homeostase dos  nucleotídeos intracelulares e defeitos nelas podem gerar doenças graves.
Casos clínicos e adaptações metabólicas à atividades físicas
Ureia
A ureia atua como um marcador sensível a alterações primárias das condições renais.
Os valores de referência ou normais para ureia são de 10 a 40 mg/dl.
Uremia
Acúmulo de ureia no sangue, provocado pela deficiência na função de filtração dos rins, causando alterações em diversos órgãos.
Pode ocorrer devido à desidratação, dieta altamente proteica, obstrução do fluxo de urina.
Sintomas:
náuseas;
mal-estar;
vômitos;
fraqueza;
cefaléia;
distúrbio de coagulação;
torpor;
em alguns casos indício de coma.
Vamos discutir acerca da gota, a qual é causada pelo acúmulo tecidual de ácido úrico. 
Comentários: A gota é uma doença causada por acúmulo de ácido úrico em excesso nos líquidos corporais (valor normal=0,1-0,5 mmol/L=2,5-8,0 mg/dL).
O ácido úrico e seus sais urato têm uma baixa hidrossolubilidade, e o acúmulo excessivo de uratos produz a precipitação de cristais de urato de sódio em forma de agulha. Esses cristais frequentemente são depositados nos tecidos moles, particularmente nas articulações.
A toxicidade do ácido úrico pode ser exacerbada por diversos efeitos bioquímicos, incluindo diminuição da depuração renal, deficiência de HGPRT e deficiência de glicose-6-fosfatase.
A deficiência da glicose-6-fosfatase causa um estímulo da via de pentose fosfato, o que aumenta a síntese de ribose 5-fosfato e, consequentemente, PRPP, resultando na hiperprodução de purinas e sua subsequente renovação, levando a um aumento na concentração sérica de ácido úrico.
A gota é frequentemente tratada com alopurinol, um inibidor da xantina oxidase, a qual catalisa a oxidação em duas etapas de hipoxantina em ácido úrico.
O alopurinol passa pela primeira oxidação para gerar aloxantina, mas não passa pela segunda oxidação.
A aloxantina permanece ligada à enzima, inativando-a. Isso leva a um menor acúmulo de ácido úrico e aumento nas concentrações de xantina e hipoxantina, que são mais solúveis e são excretadas na urina.
Uma dieta rica em fibras parece que também suprime os níveis séricos e urinários de ácido úrico pela inibição da digestão e promoção da excreção de ácidos nucléicos na dieta nas fezes. 
AULA 8
ALIMENTOS, METABOLISMO E BIOIMPEDÂNCIA
Considera-se por alimento toda a matéria benéfica ao ser vivo que favorece a sua conservação metabólica, ou seja a vida.
Existe todo um processo metabólico quando ingerimos alimentos, que podem ser ricos em carboidratos, lipídios e etc. 
Vamos estudar um pouco sobre os alimentos e o metabolismo que os envolve...
Alimentos
A alimentação é a base da vida, necessidade primordial do homem e dela depende o estado de saúde do ser humano, em diversos níveis.
Os vegetais são capazes de sintetizar proteínas de fontes inorgânicas de nitrogênio, mas os animais não possuem essa capacidade, razão pela qual necessitam de alimentos ricos em proteínas e aminoácidos.
O organismo animal sintetiza as proteínas utilizadas pelo seu próprio organismo a partir das proteínas ingeridas pela alimentação.
A alimentação deve fornecer a quantidade de aminoácidos necessários para essa transformação, pois a falta de qualquer um dos aminoácidos compromete a utilização dos outros e o funcionamento do próprio organismo devido à conseqüente falta de proteínas.
Metabolismo
Metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem num organismo vivo com o fim de promover a satisfação de necessidades estruturais e energéticas.
O processo metabólico ocorre tanto no domínio celular, como no do organismo em geral.
A expressão metabolismo basal designa o mínimo de energia necessária para regular a fisiologia normal de um organismo.
Esquema das reações metabólicas endergônicas e exergônicas.
As substâncias que penetram nas células (seja por trasporte passivo, transporte ativo ou endocitose)passam por fragmentações, adições e reestruturações moleculares, que produzem compostos biologicamente úteis, empregados como fonte de energia e também como elementos de construção e reparação dos tecidos.
Essas transformações sucessivas denominam-se vias metabólicas.
Do ponto de vista físico-químico, os organismos vivos são sistemas abertos que, para sobreviver, realizam com o exterior uma constante troca de energia e matéria.
Necessidade energética
A dose energética deve ser equilibrada em termos de qualidade, de acordo com as necessidades do organismo. O ideal para o metabolismo humano são as seguintes porcentagens por dia:
 
Proteínas -> 12 a 15% da dose diária
Lipídios -> 30 a 35% da dose diária
Glucídios -> 50 a 55% da dose diária
Uma alimentação diária e equilibrada permite fornecer todos os minerais e vitaminas necessários para o bom funcionamento do organismo. O equilíbrio alimentar assenta na dose diária, mas também no conteúdo das refeições. 
O corpo é composto por massa livre de gordura (magra), gordura e água. A soma destes valores dão o total de seu peso corporal; (a massa livre de gordura inclui músculos, ossos, órgãos vitais, e etc.); tanto o tecido gordo como o magro contém água. Para ter um corpo são, é extremamente importante uma proporção adequada de tecido magro e gordo.
Por exemplo, o seu corpo deve ter aproximadamente 79% (setenta e nove porcento) de tecido magro e 21% (vinte e um porcento) de tecido gordo. Quanto mais magro você é, mais ativo é seu metabolismo, mais saudáveis são seus órgãos e mais energia você terá.
Peso Corporal = Gordura Corporal + Massa Corporal Magra
Bioimpedância
Bioimpedância (ou biorresistência) é a palavra científica usada para descrever a capacidade de seu organismo de resistir (atrasar) a passagem de uma corrente elétrica.
O tecido gordo, tecido magro e a água resistem ou atrasam essa passagem de formas diferentes.
Você sabe como é realizada a Bioimpedância?
O analisador de composição corporal mede a passagem de sinais elétricos quando estes sinais passam pela gordura, tecido magro e água. Quando a quantidade de gordura, tecidomagro e água variam, também variam os sinais, dando a você uma medida confiável e precisa da quantidade de cada um destes componentes que formam seu peso total.
AULA 9
TRANSDUÇÃO DA SINALIZAÇÃO
A transdução de sinal consiste na transferência  intercelular ou intracelular de informações, através de uma via sinalizada, desempenhando importante papel na ativação de funções celulares e na diferenciação e proliferação de células. A transferência de sinal pode ser mediada por receptores que ativam os segundos mensageiros.
Receptores celulares
Um receptor é uma molécula que reconhece um ligante (agonista) específico, ou uma família de ligantes, produzindo regulação de um processo celular como resposta à essa ligação.
Se classificam de acordo com a molécula que reconhecem:
Receptores intracelulares => localizados no citoplasma ou no núcleo celular.
Quando uma molécula é capaz de realizar sua função básica sem a interação com um ligante, é chamada de Aceptor. O ligante então é chamado agonista.
Mecanismo de transdução da sinalização
A Transdução de sinal ocorre por receptores ligados à membrana:
Com canais iônicos - A ligação de um agonista a canais iônicos resulta em mudança na conformação e na abertura de um canal situado no interior do receptor, permitindo o fluxo de íons a favor de um gradiente de concentração. Isso transduz o sinal químico para um evento elétrico na membrana plasmática.
Com atividade catalítica - A ligação de um agonista ao domínio extracelular de receptores catalíticos causa uma modificação conformacional que desperta a atividade enzimática do domínio citoplasmático.
Associados com a proteína-G - Esses receptores  não possuem enzimas ou canais iônicos. Constituídos por sete domínios transmembrana, se associam a moléculas efetoras por meio da proteína regulatória de ligação ao GTP (proteína-G). Podem haver diversos receptores para um agonista específico, cada um com sua farmacologia.
Receptores intracelulares - Ligantes hidrofóbicos, como alguns hormônios, penetram na membrana plasmática e se ligam a receptores monoméricos no citoplasma ou no núcleo. As respostas celulares à ativação desses receptores são relativamente lentas, devido à necessidade de transcrição e tradução.
Genoma – DNA
O DNA é um polímero constituído por quatro tipos de ácidos nucléicos, unidos através de ligações fosfodiéster, formando uma fita.
Duas fitas de DNA se pareiam por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, formando uma dupla hélice, onde as fitas de DNA são dispostas em sentidos opostos (senso e anti-senso).
As informações contidas no DNA são organizadas em unidades funcionais, chamadas genes.
Genoma – RNA
O RNA é uma molécula intermediária entre o DNA e as proteínas. Disposto em simples fita, esse polímero é composto por ribonucleotídeos, ligados por ligações fosfodiéster assim como o DNA.
Existem três tipos de RNA:
RNA Mensageiro => codificam proteínas.
RNA ribossomal =>parte da estrutura dos ribossomos, catalisam a síntese de proteínas.
RNA transportador => realizam a conexão códon-aminoácido.
Genoma – Replicação
É o Processo de duplicação da molécula de DNA, dando origem a duas novas moléculas com as características da molécula de origem.
Este processo ocorre da seguinte forma:
A molécula é desenovelada pela DNA helicase. A DNA topoisomerase atua rompendo e religando as fitas desenoveladas, impedindo a formação de um emaranhado.
Uma proteína de ligação ao DNA fita única se liga, protegendo as fitas da degeneração até o início da duplicação do DNA.
Usando um fragmento de RNA como iniciador, a DNA polimerase catalisa a incorporação de nucleotídeos.
Uma das fitas terá polaridade 3'-5' (contínua) enquanto a outra terá polaridade 5'-3' (descontínua).
A replicação a partir da fita descontínua gera fragmentos curtos, chamados fragmentos de Okazaki. São utilizados vários iniciadores, posteriormente removidos por uma RNAse.
A DNA polimerase completa a fita de DNA nas lacunas deixadas pelos iniciadores e a DNA ligase une os fragmentos adjacentes.
Veja o esquema que ilustra o processo de replicação do DNA:
Genoma – Mutação
Mutação é definida como qualquer alteração permanente no DNA. Podem ocorrer em qualquer célula, desde as germinativas até as somáticas. Existem as mutações cromossômicas e mutações gênicas.
 Veja as formas de mutação do DNA:
Mutação por substituição de nucleotídeos => A substituição de um nucleotídeo pode alterar o código de um códon, ocasionando em uma alteração de função protéica.
Mutação por deleções e inserções => São causadas pela deleção de um ou mais pares de bases. Quando o número de bases envolvidas é múltiplo de 3, a mutação resulta em uma proteína com adição ou falta de aminoácido.
Mutação em seqüências promotoras => Envolvem mutações nas seqüências promotoras CAT e TATA box.
Genoma – Mecanismos de reparo do DNA
O DNA está exposto a uma série de agentes físicos e químicos que provocam lesão nessa molécula. Caso não sejam resolvidas essas lesões podem gerar uma mutação ou até mesmo morte celular.
Os organismos desenvolveram mecanismos capazes de remover lesões para manter a estabilidade do material genético. Existem mecanismos que revertem a lesão, enquanto outros a removem.
 
As principais vias de reparo do DNA são:
Reparo por excisão de bases
Reparo por excisão de nucleotídeos
Reparo direto
Reparo por recombinação
Vamos discutir acerca do câncer de cólon hereditário não-poliposo (HNPCC).
Comentários: O HNPCC é um distúrbio genético relativamente comum que resulta de defeitos das enzimas de reparo dos erros de pareamento. É uma susceptibilidade de herança dominante com uma prevalência de 1 em 400. Os pacientes possuem um alelo normal para a proteína de reparo (hMSH2) e um alelo defeituoso.
AULA 10
GENOMA E SUA EXPRESSÃO
Mutação
Entende se por mutação qualquer modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo. Outras alterações podem vir através de recombinação, onde ocorre a troca de fragmentos de DNA, como no crossing-over. O DNA é transformado em RNA através da transcrição, por meio da enzima RNA polimerase, no núcleo. Para amplificação de DNA sem utilizar recorre-se ao método de PCR.
  
As proteínas são uma cadeia de aminoácidos, são moléculas essenciais para manter a estrutura e funcionamento de todos os organismos vivos e podem ter diferentes propriedades e funções.
Existem dois tipos de mutação do DNA:
Mutação gênica => alterações num número reduzido de nucleotídeos da molécula de DNA, resultando no aparecimento de um novo alelo.
Mutação cromossômica => mutações que alteram de maneira visível (ao microscópio), o numero ou a estrutura dos cromossomos.
Transcrição
Consiste na síntese do RNA, sendo realizada por um complexo enzimático.
Na primeira divisão meiótica ocorre o crossing-over, ou sobrecruzamento de cromátides homólogas, não-irmãs que se encontram lado a lado, sendo este processo responsável pela variabilidade genética.
Homóloga => Requer regiões homólogas nos dois DNAs que irão se recombinar. Ocorre a formação da junção de Holliday.
Sítio-específica => Os dois DNAs que irão se recombinar possuem sequências específicas para essa recombinação. Possuem alto grau de especificidade, e ocorre conservação da sequência. Envolve recombinases.
Transposição => Utiliza transposons, regiões de DNA que podem se transferir de uma região para outra do genoma, deixando ou não uma cópia no local antigo onde estavam. Envolve uma enzima, denominada transposase.
A principal enzima é a RNA polimerase, que realiza polimerização de RNA a partir de um molde de DNA.
O processo ocorre em três etapas principais: iniciação, alongamento e término. 
Nos eucariotos a transcrição ocorre no núcleo.
PCR
A Reação de Polimerização em Cadeia é um método de amplificação de DNA sem uso de um organismo vivo.
O processo ocorre em três etapas:
O DNA é extraído, adicionado a ele um mix contendodNTPs, primers e uma enzima DNA polimerase.
O resultado é analisado em eletroforese.
Essa técnica é utilizada em análises médicas e biológicas, como medicina forense e diagnóstico de doenças hereditárias.
Síntese de proteínas
Ocorre por um processo conhecido como tradução, que ocorre nos ribossomos situados no Retículo Endoplasmático Rugoso (RER).
Código Genético
O código genético é a relação entre a sequência de bases do DNA e a sequência correspondente de aminoácidos na proteína.
Forma os modelos hereditários dos seres vivos, contendo a informação que rege a sequência de aminoácidos através do encadeamento de nucleotídeos.
Para mais informações sobre a importância dos genes, leia agora o texto Biologia molecular das doenças.
Apoptose
Apoptose é a morte celular programada, diferente da necrose celular, onde a morte celular ocorre de maneira inesperada, “acidental”.
Ocorre em respostas a gatilhos fisiológicos no desenvolvimento (remodelamento tecidual), defesa, homeostase, e envelhecimento.
As células apoptóticas inicialmente sofrem um encolhimento; o citoesqueleto e o envelope nuclear se rompem e as células perdem as microvilosidades e junções celulares.
As organelas mantêm sua estrutura mas a membrana plasmática se torna altamente convoluta e a célula se rompe formando pequenos corpos apoptótipos, que são rapidamente fagocitados por macrófagos.
Veja o esquema que diferencia a Necrose da Apoptose:
Carcinogênese
O termo carcirogênese se refere ao processo de formação do câncer.
O corpo humano é todo formado por células que se organizam em tecidos e órgãos. As células normais se dividem, amadurecem e morrem, renovando-se a cada ciclo. O câncer se desenvolve quando células anormais deixam de seguir esse processo natural, sofrendo mutação que pode provocar danos em um ou mais genes de uma única célula.
As células cancerosas se dividem mais rapidamente do que as normais e geralmente são bem desorganizadas. Com o tempo, podem se empilhar umas sobre as outras, formando uma massa de tecido chamada tumor. Todo esse processo, em que uma célula normal se torna um tumor maligno ou câncer, pode levar muitos anos.
Para saber mais , acesse: 
Mutações 
http://www.youtube.com/watch?v=8FfQpwTqpTU 
Tradução
http://www.youtube.com/watch?v=DcCnmPeutP4
Fique atento aos livros que servirão de base para o conteúdo das aulas, bem como para sua consulta:
BAYNES, John W. DOMINICZAK, Marek H. Bioquímica Médica. 1ª edição brasileira. Elsevier, 2005.
PRATT, Charlotte; CORNELY, Kathleen. Bioquímica Essencial. 1ª edição brasileira. Guanabara Koogan, 2004.
CHAMPE, Pamela C; HARVEY, Richard A; FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada. 4 ªedição brasileira. Artmed, 2008.
MOUGHAN, Ron Moughan; GLEESON, Michael. As Bases Bioquímicas do desempenho nos esportes. 1ª edição brasileira. Gunabara Koogan, 2007.
PELLEY, John W. Bioquímica. 1ª edição brasileira. Elsevier, 2007.