Agua, pH e tampões

Prévia do material em texto

INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA 
Profª. M.Sc. Sybelle Pedrosa 
A bioquímica descreve em termos MOLECULARES AS ESTRUTURAS, OS 
MECANISMOS E PROCESSOS QUÍMICOS compartilhados por todos os 
organismos RESPONSÁVEIS PELA VIDA. 
 
Os organismos vivos continuamente efetuam suas atividades funcionais que 
permitem sua sobrevivência, crescimento e reprodução, assim para realizar 
suas funções dependem da capacidade de obter, transformar, armazenar e 
utilizar energia.  SEM ENERGIA ELES PERDEM A VITALIDADE E 
MORREM 
 
A maioria das ESTRUTURAS MOLECULARES executam milhões de reações 
químicas para manter e perpetuar a vida 
 
Na bioquímica, a estrutura, a organização e as atividades dessas 
MOLÉCULAS são estudadas na tentativa de elucidar que aspectos promovem 
CONTRIBUIÇÕES INDISPENSÁVEIS À MANUTENÇÃO DA VIDA. 
Organização Estrutural do Corpo Humano 
NÍVEL QUÍMICO 
NÍVEL CELULAR 
NÍVEL TECIDUAL 
NÍVEL ORGÂNICO 
NÍVEL SISTÊMICO 
NÍVEL DO ORGANISMO 
NÍVEL QUÍMICO 
Todas as formas de matéria são compostas por elementos químicos 
 
 ÁTOMOS 
 
Os átomos consistem em um NÚCLEO, que contém prótons e nêutrons e 
elétrons que circulam em torno do núcleo. 
 
O oxigênio, carbono, hidrogênio e 
nitrogênio representam aproximadamente 
 96% da massa corporal 
• Os compostos inorgânicos são pequenos e não 
contêm carbono. 
• Substâncias orgânicas sempre contêm carbono e 
geralmente hidrogênio e sempre formam ligações 
covalentes. 
ÍONS (cátions e ânions) MOLÉCULAS 
ÁTOMO 
PERDE ou GANHA ELÉTRONS COMPARTILHA ELÉTRONS 
NÚCLEO ATÔMICO 
O carbono forma ligações covalentes com outros átomos de carbono para 
formar MOLÉCULAS GRANDES de diferentes formas com grupos 
funcionais conferindo propriedades químicas distintas. 
Através de reação de síntese como a desidratação (água é removida, o 
inverso, hidrólise) pequenas moléculas formam moléculas maiores. 
Carboidratos/Polissacarídeos 
Lipídios 
Proteínas 
Ácido desoxirribonucleico (DNA) 
Ácido ribonucléico (RNA) 
Trifosfato de adenosina (ATP) 
 
AS MOLÉCULAS COMBINAM-SE 
PARA FORMAR O PRÓXIMO 
NÍVEL: CELULAR... 
NÍVEL QUÍMICO 
DNA 
As Células 
São as unidades funcionais e estruturais de todos os organismos 
vivos (5 a 30 µm  cél. animal e 10 a 100 µm  cél. vegetal). 
 
A forma de uma célula está relacionada com sua função. 
 
Partes da célula: membrana plasmática, citoplasma, organelas e 
núcleo. 
CÉLULA ANIMAL 
NÍVEL CELULAR 
As Células 
As células são classificadas de acordo com seu tamanho e complexidade em: 
 
• PROCARIÓTICAS (do grego pro, antes): onde o material genético não 
está delimitado em um envelope nuclear. Incluem as bactérias e 
cianobactérias. São organismos unicelulares que podem existir em 
associações formando as colônias de células independentes. 
 Não apresentam estrutura intracelular (citoesqueleto) e sua estrutura é 
mantida por parede celular. 
NÍVEL CELULAR 
As Células 
EUCARIÓTICAS (do grego eu, ‘’verdadeiro’’ e karyon, ‘’núcleo’’): onde 
material genético esta organizado em cromossomos e está contido 
dentro de um envelope nuclear. São organismos complexos e podem ser 
unicelulares ou multicelulares. 
 Possuem várias organelas limitadas por membranas no seu citoplasma, tais 
como lisossomos, peroxissomos, mitocôndrias, reticulo endoplasmático e 
aparelho de golgi. 
- UNICELULARES: ex.: fungos e protozoários (Paramecium) 
- MULTICELULARES: que formam tecido, ex.: animais e plantas 
CÉLULA ANIMAL 
CÉLULA VEGETAL 
PROTOZOÁRIO 
NÍVEL CELULAR 
Os seres vivos são formados por uma grande variedade 
de BIOMOLÉCULAS OU MACROMOLÉCULAS, tais 
como: carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos 
nucleicos. 
Além destas, outras substâncias como vitaminas, sais 
minerais e hormônios. 
ANIMAIS 
PLANTAS 
FUNGOS 
ALGAS 
BACTÉRIAS 
Hierarquia estrutural na organização molecular da célula 
CÉLULA 
Organelas 
Estruturas 
supramoleculares 
Macromoléculas Unidades 
Monoméricas 
CÉLULA VEGETAL 
Classes de biomoléculas 
Existem 4 classes de macromoléculas na bioquímica cada uma 
formada por seu respectivo conjunto de blocos constitutivos 
PROTEÍNAS 
POLISSACARÍDEOS 
ÁCIDOS NUCLÉICOS 
LIPÍDEOS 
UNIDADE CONSTITUVA 
O
O-
N
O
H
H OH
H
H
O
O
O
O
O
O
 EXEMPLO 
INSULINA 
RNA 
(ácido ribonucléico) 
CELULOSE 
TRIACILGLICEROL 
CLASSE 
AMINOÁCIDO 
NUCLEOTÍDEO 
MONOSSACARÍDEOS 
ÁCIDO GRAXO 
(também glicerol e 
outros componentes) 
Macromoléculas biológicas 
(BIOMOLÉCULAS) 
Macromolécula Polimerização Unidade 
constitutiva 
Característica 
notável 
OBS. 
PROTEÍNAS Polímero linear Aminoácido Catálise Muitas funções 
Extremamente 
versátil quanto à 
forma e à função 
ÁCIDOS 
NUCLÉICOS 
Polímero linear Nucleotídeo 
(DNA/RNA) 
Auto replicação 
CARBOIDRATOS Polímero 
linear/ramificado 
Monos- 
sacarídeos 
Usado como 
 Reserva de energia 
Estruturas muito 
resistentes 
A celulose á a 
biomolécula mais 
abundante na Terra 
LIPÍDEOS Não são polímeros Ácido graxo 
 e outros 
Formam as 
membranas 
plasmáticas 
Muito variados 
quanto as unidades 
constitutivas 
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
Hidrocarbonetos Grupamentos contendo oxigênio 
Grupamentos 
contendo nitrogênio 
Grupamentos 
contendo enxofre 
Grupamentos 
contendo fosfato 
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
Funcionalidade dos sistemas biológicos, celular e molecular 
Nos SISTEMAS BIOLÓGICOS tudo tem função desde órgãos e tecidos 
OLHOSvisão 
INTESTINOdigestão 
 
 
Isso também é verdade a NÍVEL CELULAR... 
ERITRÓCITOS (hemácias, células vermelhas do sangue)transporte de O2 
NEURÔNIOSsinalização e processamento nervoso 
 
 
 
E também é verdade no NÍVEL MOLECULAR (QUÍMICO). Tanto para moléculas 
como para vias metabólicas... 
Anticorpos(proteínas) 
Enzimas(proteínas) 
Glicose 
Via glicolítica 
Resposta imune 
Catálise 
Combustível biológico 
Obtenção de energia pela oxidação da glicose 
Poucos dos 112 elementos químicos 
são utilizados nos organismos vivos 
HIDROGÊNIO 
OXIGÊNIO 
CARBONO 
NITROGÊNIO 
juntos 
constituem 
mais que 99% 
da massa das 
células. 
Macroelementos 
Microelementos 
ÁGUA, pH e TAMPÕES 
Profª. M.Sc. Sybelle Pedrosa 
ÁGUA 
 É uma substância essencial para o organismo. 
 Todas as reações bioquímicas ocorrem em meio 
aquoso. 
 É capaz de dissolver grande parte das substâncias 
presentes em uma célula. 
 
 MOLÉCULA MAIS ABUNDANTE NOS SISTEMAS 
VIVOS (70%) 
ÁGUA é o solvente da vida! 
Estrutura da água 
Interações água-água 
Ligação de hidrogênio 
Ligação de hidrogênio 
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO NA ESTRUTURA DO GELO 
Ligações de hidrogênio 
entre diferentes moléculas 
Propriedades físicas da água 
ou Ebulição 
Solubilidade 
MOLÉCULAS 
HIDROFÍLICAS 
Compostos apolares em água 
HIDROFÓBICOS 
Solutos carregados em água 
Hidratado 
Hidratado 
A água dissolve muitos sais cristalinos pela hidratação de seus íons. A rede 
cristalina do NaCl é desfeita quando as moléculas de água se aglomeram ao 
redor dos íons Cl- e Na+. 
As cargas iônicas são parcialmente neutralizadas, e as atrações eletrostáticas 
necessárias para a formação da rede são enfraquecidas. 
Gases apolares são fracamente solúveis em água 
Efeito da osmolaridade da água através de uma 
membrana celular 
Potencial Hidrogeniônico (pH) 
Potencial Hidrogeniônico(pH) 
potencial hidroxiliônico 
Alguns valores comuns de pH 
Importância do pH 
Diagnóstico de doenças (sangue e urina). Ex.: plasma sanguíneo do diabético 
é menor que 7,4 (ACIDOSE) 
SISTEMA-TAMPÃO 
TAMPÕES - DEFINIÇÕES 
TAMPÕES 
Alteração do equilíbrio ácido-base 
ACIDOSE RESPIRATÓRIA 
Apnéia ou capacidade pulmonar prejudicada, com acúmulo de CO2 nos pulmões. 
 
ACIDOSE METABÓLICA 
Ingestão de ácido, produção de cetoácidos no diabetes descompensado ou disfunção 
renal. 
 
ALCALOSE RESPIRATÓRIA 
Hiperventilação, reduzindo CO2 no sangue. 
 
ALCALOSE METABÓLICA 
Ingestão de base, vômitos prolongados (perda de HCl) ou desidratação extrema 
levando a retenção de bicarbonato pelos rins.