Biomoléculas + AA sexta

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BASES DA BIOQUIMICA
Professor: Rafael Ribeiro
INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA
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Bibliografia Bioquímica 
DEVLIN
Manual de Bioquímica com correlações Clínicas, 6 ed.
Edgard Blucher, 2007
MARZZOCO
Bioquímica Básica, 3 ed.
Guanabara Koogan, 2007
LEHNINGER
Princípios de Bioquímica, 4 ed.
Sarvier, 2006
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Avaliações
AP I – 19 de setembro, individual, valor: 3,0
AP II – 31 de outubro, individual, valor: 3,0
Trabalho – X de Y, grupos, valor: 4,0
Av. Final – 5 de dezembro
Av. Sub. – 19 de dezembro
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QUÍMICA ORGÂNICA:
 Funções orgânicas (álcool, aldeído, cetona, etc...)
 Desenhar cadeias carbônicas
QUÍMICA INORGÂNICA:
 Escala de pH (definição, valores, acidez, basicidade)
 Pontes de hidrogênio
 Ligação covalente
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TABELA PERIÓDICA
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REVISANDO A QUÍMICA...
 Elementos Químicos
 Átomos
 Moléculas
 Ligações Químicas
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As unidades de medida são:
 o milímetro (mm) = 10-3m
 o micrômetro (µm) = 10-6m
 o nanômetro (nm) = 10-9m
 o angstrom (Å) = 10-10m
As células são os menores e mais simples componentes
 dos organismos vivos. 
CÉLULA
A maioria das células é tão pequena, que é necessário juntar milhares para cobrir a área de um centímetro quadrado.
TAMANHO:
UNIDADES DE MEDIDA:
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Citologia
Todo ser vivo é constituído por unidades fundamentais: as células
Provêm de outras preexistentes
As reações metabólicas do organismo ocorrem nas células
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CÉLULA
Componentes químicos da célula 
ÁGUA
SAIS MINERAIS
RNA
DNA
ÁCIDOS NUCLEICOS
ATP
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Componentes químicos da célula
Inorgânicos
Orgânicos
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Compostos sintetizados por seres vivos e que participam da estrutura e do funcionamento da matéria viva.
Em porcentagem do peso seco da célula temos:
 Carbono 50 a 60%; Oxigênio 25 a 30%; Nitrogênio 8 a 10%; Hidrogênio 3 a 4%. 
BIOMOLÉCULAS
Proteínas, açúcares, lipídios, DNA, etc.
Em sua maioria, compostos de carbono: 
99% de C, H, O, N 
em massa.
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Componentes químicos da célula
INORGÂNICOS
Água
60-70% do volume celular é composto por água, que dissolve e transporta materiais na célula e participa de inúmeras reações bioquímicas. 
São propriedades importantes da água:
- Solvente universal;
- Atua em reações enzimáticas;
- Meio de transporte de substâncias;
- Lubrifica tecidos e órgãos;
- Age na manutenção da temperatura corporal.
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Componentes químicos da célula
INORGÂNICOS – ÁGUA COMO SOLVENTE
Solubilidade: habilidade de um solvente de interagir com partículas de um soluto mais intensamente do que com outras partículas do próprio solvente.
É o “solvente universal” – dissolve mais tipos de substâncias e em quantidades maiores do que qualquer outro solvente.
Excelente solvente de materiais polares e iônicos: são chamados de HIDROFÍLICOS.
Insolúveis em água, substâncias apolares:
 são chamados HIDROFÓBICOS.
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Componentes químicos da célula
Sais minerais: reguladores químicos.
 Ferro – hemoglobina
 Cálcio – ossos, dentes, coagulação sanguínea, transmissão de sinais
 Magnésio – clorofila
 Iodo – hormônios tireoideanos
 Fósforo – fosfolipídios, DNA, RNA, ATP
 Sódio e potássio – forma iônica - impulso nervoso
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Componentes químicos da célula
INORGÂNICOS
Macroelementos são aqueles essenciais para a vida, ou seja, precisam estar em quantidades satisfatórias em nosso corpo para termos uma vida saudável. 
Carbono (C), Nitrogênio (N), Oxigênio (O) e Hidrogênio (H). 
Sódio (Na), Potássio (K), Cálcio (Ca), Fósforo (P), Enxofre (S), Cloro (Cl), 
 Microelementos também são importantes para a manutenção da vida, só que em quantidade menores.
Também conhecidos como elementos-traço, são considerados tão essenciais quanto as vitaminas. Entre eles podemos citar: Selênio (Se), Cobre (Cu), Zinco (Zn), Magnésio (Mg), Manganês (Mn), Ferro (Fe), etc. 
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Macronutrientes são aqueles essenciais para a vida, que precisam estar em quantidades satisfatórias em nosso corpo para termos uma vida saudável. 
Carboidratos, lipídeos e proteínas. 
 Micronutrientes também são importantes para a manutenção da vida, só que em quantidade menores.
Vitaminas.
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Monômeros e macromoléculas
Macromolécula:
 Molécula orgânica de elevada massa molecular relativa podendo ou não apresentar unidades de repetição (aquelas que apresentam unidades de repetição são denominadas polímeros). 
Lipídios
(não apresentam unidades de repetição)
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Monômeros e macromoléculas
Monômero:
(glicose)
Polímero:
(glicogênio)
Lipídeo:
(não é uma macromolécula devido ao baixo peso molecular e não apresenta monômeros)
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Componentes químicos da célula
ORGÂNICOS
Carboidratos, glicídios ou açúcares
Compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio (C, H, O).
Têm a função de fornecer energia através das oxidações e participação em algumas estruturas celulares. 
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Lipídeos ou gorduras
Compostos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio (C, H, O). Insolúveis em água e solúveis em éter, acetona e clorofórmio.
Tem participação celular e fornecimento de energia através da oxidação.
Componentes químicos da célula
ORGÂNICOS
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Proteínas ou protídeos
Compostos formados por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio (C, H, O, N), que constituem polipeptídios (cadeias de aminoácidos).
Sua função é na participação da estrutura celular, na defesa (anticorpos), no transporte de íons e moléculas e na catalisação de reações químicas. 
Componentes químicos da célula
ORGÂNICOS
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Resumindo...
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 Macromoléculas mais abundantes 
 Grande variedade de tamanhos e tipos;
 Grande diversidade de funções biológicas;
 Constituídas por um conjunto de 20 aminoácidos ligados covalentemente em sequências lineares características;
 Diversas combinações e sequências - síntese de produtos largamente diferentes entre si:
 Enzimas, hormônios, anticorpos, transportadores, músculos, proteínas 	do cristalino, penas de pássaros, teias de aranha, chifres de 	rinoceronte, proteínas do leite, antibióticos, venenos, etc.
 Cada uma apresenta sua atividade biológica característica.
PROTEÍNAS
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 Proteínas são polímeros resultantes da desidratação de aminoácidos.
 Resíduos de aminoácidos ligados covalentemente;
 20 tipos: a-aminoácidos primários
AMINOÁCIDOS
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20 a-aminoácidos das proteínas: aminoácidos primários
- Resíduos modificados no interior das proteínas após sua síntese
- Outros tipos presentes nos organismos vivos, 			 porém não nas proteínas
AMINOÁCIDOS
Aminoácidos menos comuns
(ornitina e citrulina)
Lisina
6 5 4 3 2 1
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20 a-aminoácidos das proteínas: aminoácidos primários
- Resíduos modificados no interior das proteínas após sua síntese
- Outros tipos presentes nos organismos vivos, 			 porém não nas proteínas
AMINOÁCIDOS
Aminoácidos menos comuns
Lisina
a
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R = -H  glicina (Gly)
R = -CH3  alanina (Ala)
R = -CH2OH  serina (Ser)
R = -CH2SH  cisteína (Cys)
R = -CH2CH2COO-  glutamato (Glu)
R = -(CH2)4NH3+  lisina (Lys)
AMINOÁCIDOS
Exemplos de cadeias laterais:
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AMINOÁCIDOS
Isomeria Óptica
Se R diferente de COO-, NH3+ e H
C a é um centro quiral, carbono assimétrico
 Os 4 diferentes grupos substituintes podem ocupar 2 posições espaciais distintas: imagens especulares não-sobreponíveis;
 Moléculas opticamente ativas: giram o plano da luz polarizada.
 Convenção de Fisher: estereoisômeros L e D
 Os aminoácidos nas moléculas protéicas são sempre L-estereoisômeros
 D-aminoácidos: formam pequenos peptídeos da parede de células bacterianas e antibióticos
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AMINOÁCIDOS
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AMINOÁCIDOS
Podem agir como ácidos ou bases
Forma
não-iônica (quantidades não significativas em soluções aquosas)
Forma zwitteriônica (predomina em pH neutro)
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AMINOÁCIDOS
Podem agir como ácidos ou bases
Zwitterion agindo como ácido (doador de prótons)
Zwitterion agindo como base (receptor de prótons)
Substâncias que exibem essa dupla natureza: ANFÓTERAS
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AMINOÁCIDOS
Classificação pelo grupo R
De acordo com as propriedades do grupo R relativas à polaridade (tendência para interagir com a água em pH biológico, próximo de 7)
Grupo R não-polar 
 Hidrofóbicos;
 Cadeia lateral formada normalmente por C e H
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AMINOÁCIDOS
Grupo R polar neutro (não carregado)
 Solúveis ou parcialmente solúveis;
 Cadeia lateral formada normalmente por C e H + O, N, S.
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Grupo R polar carregado positivamente (pH = 7)
AMINOÁCIDOS
 Solúveis;
 Possuem uma segunda amina em sua estrutura, ionizada em pH 7.
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Grupo R polar carregado negativamente (pH = 7)
AMINOÁCIDOS
 Solúveis;
 Possuem uma segunda carboxila em sua estrutura, ionizada em pH 7.
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AMINOÁCIDOS
Classificação Nutricional
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AMINOÁCIDOS
Classificação Nutricional
Aminoácidos condicionalmente essenciais:
arginina, cisteína, glutamina, prolina e tirosina
Condições especiais como crescimento infantil, doenças, falência de órgãos, ou presença de drogas pode tornar a fonte dietética dos aminoácidos mais importante
Neste casos, a produção endógena não atende às necessidades do organismo
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Funções Adicionais de Alguns Aminoácidos
AMINOÁCIDOS
 Tirosina (Tyr): precursor da dopamina, epinefrina e norepinetrina
 Histidina (His): precursor da histamina
 Triptofano (Trp): precursor da serotonina 
 Arginina (Arg): induz a enzima óxido nítrico sintase para produção de NO