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A lógica molecular da vida Profa. Paula maia A unidade química dos diferentes organismos vivos O que distingue os organismos vivos de objetos inanimados? Grau de complexidade química e organização Capacidade de usar a energia de forma sistemática para manter sua estrutura ou realizar trabalho Capacidade de autorreplicação e automontagem Cada componente de um organismo vivo tem uma função específica A bioquímica A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos Descreve em termos moleculares as estruturas, os mecanismos e os processos químicos compartilhados por todos os organismos Fornece os princípios organizacionais que fundamentam a vida em todas as suas diferentes formas (lógica molecular da vida). Todas as macromoléculas são construídas a partir de poucos compostos simples A maioria dos compostos vivos é constituída de C, H, O e N Compostos orgânicos de peso molecular menor que aproximadamente 500 (aminoácidos, nucleotídeos, monossacarídeos) funcionam como subunidades monoméricas (de proteínas, ácidos nucléicos e polissacarídeos, respectivamente) Princípios da lógica molecular da vida Todos os organismos vivos constroem moléculas a partir dos mesmos tipos de subunidades monoméricas A estrutura de uma macromolécula determina a função biológica específica Cada gênero e espécie são definidos por seu conjunto distinto de macromoléculas A produção de energia e seu consumo no metabolismo Tendência na natureza de queda para níveis menores do estado energético Necessidade de suprimento constante de energia (células e organismos) Os organismos nunca estão em equilíbrio com seu ambiente A produção de energia e seu consumo no metabolismo A composição molecular reflete um estado estacionário dinâmico Os organismos transformam energia e matéria do meio ambiente A produção de energia e seu consumo no metabolismo O fluxo de elétrons fornece energia para o organismo Princípios característicos do estado vivo da matéria: As necessidades energéticas de, virtualmente, todos os organismos são providas, direta ou indiretamente, da energia solar O fluxo de elétrons nas reações de oxirredução é a base da transdução e da conservação da energia nas células vivas Todos os organismos vivos são interdependentes, trocando entre si energia e matéria por meio do meio ambiente A produção de energia e seu consumo no metabolismo O acoplamento de energia liga as reações químicas em biologia Reações químicas em sistemas fechados acontecem espontaneamente até que o equilíbrio seja alcançado Sistema em equilíbrio: velocidade de formação do produto = velocidade na qual o produto é convertido para reagente Variação de energia livre (DG): variação de energia que ocorre enquanto o sistema se move de seu estado inicial para o equilíbrio. A produção de energia e seu consumo no metabolismo Reações exergônicas Ocorrem espontaneamente Os produtos tem menos energia livre que os reagentes DG negativo Reações endergônicas Requerem energia DG positivo A produção de energia e seu consumo no metabolismo As enzimas promovem reações químicas em cadeia Milhares de reações químicas enzimaticamente catalisadas nas células são funcionalmente agrupadas em muitas sequências diferentes de reações consecutivas chamadas vias, nas quais o produto de uma reação se torna reagente para a próxima reação. CATABOLISMO ANABOLISMO O ATP é o transportador universal de energia metabólica e une o catabolismo ao anabolismo ATP A produção de energia e seu consumo no metabolismo O metabolismo é regulado para ser econômico e equilibrado As células vivas são máquinas químicas autorreguladas e ajustadas para uma economia máxima
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