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Qual a importância das proteínas? • São fundamentais para qualquer ser vivo. • Toda manifestação genética é dada por meio de proteínas. • Grande parte dos processos orgânicos são mediados por proteínas [enzimas]. • Sem proteínas, não existiríamos e nenhum outro ser vivo existiria. Im a g e m : A u to r d e s c o n h e c id o / V ir u s i n fl u e n z a / U n it e d S ta te s P u b lic D o m a in Im a g e m : P D B D a ta b a s e / M o d e lo m o le c u la r d a e n z im a H e lic o b a c te r P y lo ri U re a s e / D is p o n ib ili z a d o p o r: J a c o b o lu s / P u b lic D o m a in Aminoácidos: os monômeros proteicos • O que são monômeros? São as unidades fundamentais dos polímeros. • Proteínas são polímeros. Seus monômeros são chamados de AMINOÁCIDOS. • Um aminoácido é uma molécula orgânica formada por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. • Alguns aminoácidos também podem conter enxofre. • Os aminoácidos são divididos em quatro partes: o grupo amina (NH2), grupo ácido carboxílico (COOH), hidrogênio, carbono alfa (todos os diferentes grupos se ligam a ele) e um substituinte característico de cada aminoácido (radical). Aminoácidos: os monômeros proteicos Aminoácidos: os monômeros proteicos Esquema da estrutura química básica de um aminoácido Imagem: YassineMrabet / Estrutura geral de um aminoácido, em 12 de agosto de 2007 / Public Domain Nome Símbolo Glicina Gly, Gli Alanina Ala Leucina Leu Valina Val Isoleucina Ile Prolina Pro Fenilalanina Phe ou Fen Serina Ser Treonina Thr, The Cisteina Cys, Cis Tirosina Tyr, Tir Asparagina Asn Glutamina Gln Aspartato ou Ácido aspártico Asp Glutamato ou Ácido glutâmico Glu Arginina Arg Lisina Lys, Lis Histidina His Triptofano Trp, Tri Metionina Met Existem 20 tipos de aminoácidos. Observe na tabela ao lado: • Quanto à produção de aminoácidos no organismo, são classificados em: ➢ Não essenciais ou naturais: são os aminoácidos produzidos pelo organismo. ➢ Essenciais: são os aminoácidos que não são produzidos pelo organismo. Eles são obtidos unicamente pela dieta (alimentação). Obs.: Precisamos de todos os aminoácidos para os processos de produção de proteínas . Aminoácidos: os monômeros proteicos Glicina Gly, Gli Alanina Ala Leucina Leu Valina Val Isoleucina Ile Prolina Pro Fenilalanina Phe ou Fen Serina Ser Treonina Thr, The Cisteina Cys, Cis Tirosina Tyr, Tir Asparagina Asn Glutamina Gln Aspartato ou Ácido aspártico Asp Glutamato ou Ácido glutâmico Glu Arginina Arg Lisina Lys, Lis Histidina His Triptofano Trp, Tri Metionina Met Aminoácidos essenciais Aminoácidos não essenciais ou naturais Ligação peptídica Ligação feita entre aminoácidos (aa) para formar peptídeos (2 a 5 aa), polipeptídeos (+5 aa) e proteínas (+50 aa). Im a g e m : Y a s s in e M ra b e t / F o rm a ç ã o d a l ig a ç ã o p e p tí d ic a , e m 1 2 d e a g o s to d e 2 0 0 7 / P u b lic D o m a in Ligação Péptica Aminoácido 2Aminoácido 1 Duplo Peptídeo Água Estruturas das proteínas Estrutura Primária Dada pela sequência de aminoácidos e ligações peptídicas da molécula. Forma um arranjo linear, semelhante a um “colar de contas”. Imagem: National Human Genome Research Institute / A estrutura primária da proteína é uma cadeia de aminoácidos / Source: http://www.genome.gov/Pages/Hyperion//DIR/VIP/Glossary/Illustration/amino_acid.shtml / Public Domain(2) Estrutura Secundária É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na sequência primária da proteína. Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos alfa dos aminoácidos e os seus grupos amina e carboxila. Estruturas das proteínas Im a g e m : N a ti o n a l In s ti tu te s o f H e a lt h / P ro te ín a A lf a -h é lic e / D is p o n ib ili z a d o p o r: G 3 p ro / P u b lic D o m a in Im a g e m : V o s s m a n / T ri p la H é lic e d o C o lá g e n o / G N U F re e D o c u m e n ta ti o n L ic e n s e (2) Estrutura Terciária Resulta do enrolamento da hélice, sendo estabilizada por pontes de hidrogênio e pontes dissulfeto. É literalmente um dobramento da proteína, adquirindo uma estrutura tridimensional. Estruturas das proteínas Im a g e m : R o c k p o c k e t / E s tr u tu ra t e rc iá ri a d e u m a p ro te ín a , e m 2 6 d e s e te m b ro d e 2 0 0 9 / P u b lic D o m a in Estruturas das proteínas Estrutura Quartenária Algumas proteínas podem ter duas ou mais cadeias polipeptídicas em estrutura tridimensional. (3) Im a g e m : P a ru ta k u p iu / D e s e n h a n d o r e p re s e n ta n d o a e s tr u tu ra q u a te rn á ri a d e u m a p ro te ín a , e m 3 d e f e v e re ir o d e 2 0 0 7 / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n -S h a re A lik e 2 .5 G e n e ri c Desnaturação proteica • A forma espacial das proteínas pode ser afetada pela temperatura, pH, polaridade, salinidade, solventes, radiações, etc. • As proteínas perdem o arranjo [desenrolam-se, perdem as ligações]. ▪ Ovo; ▪ Leite, coalhada, queijos; ▪ Sangue. Imagem: Ovo frito, em 22 de julho de 2009 / Fotografia: cyclonebill / Source Vagtel-spejlæg / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Funções das proteínas • Sem as proteínas, a vida na Terra não brotaria. Elas desempenham diversas funções nos mais variados ambientes vivos. – Catalítica: acelera as reações. Ex.: amilase (hidrolisa o amido). – Transportadora: transporta diversos componentes. Ex.: Lipoproteínas (transportam colesterol) e hemoglobina (transporta O2) pelo sangue. Funções das proteínas – Reserva: guardam e contêm aminoácidos essenciais para o desenvolvimento dos animais. Ex.: caseína (leite de vaca) e albumina (ovos de aves). – Contração: promovem os movimentos de estruturas celulares, músculos. Ex.: actina e miosina. – Reguladora/ hormonal: atuam como mensageiras químicas. Ex.: insulina (“guarda a glicose”), adrenalina. Funções das proteínas – Estrutural: participam na composição de várias estruturas do organismo, sustentando e promovendo rigidez. Ex.: colágeno, elastina. – Defesa e proteção: promovem a defesa do organismo contra microrganismos e substâncias estranhas. Ex.: imunoglobulinas (anticorpos). – Genética: atuam se envolvendo com os ácidos nucleicos para dar conformação. Ex.: nucleoproteínas. • São proteínas catalisadoras, ou seja, proteínas que aumentam a velocidade das reações, sem sofrerem alterações no processo global. • Função: Viabilizar a atividade das células,quebrando moléculas ou juntando-as para formar novos compostos. Obs.: Nem todas as enzimas têm natureza proteica. Existe um grupo de enzimas formado por RNA, chamadas de ribozimas. Enzimas Componentes da reação enzimática E + S [ES] E + P Enzima: proteína catalisadora; Substrato: objeto que irá ser modificado; Produto Im a g e m : S E E -P E , re d e s e n h a d o a p a rt ir d e ilu s tr a ç ã o d e a u to r D e s c o n h e c id o . Enzimas As enzimas possuem um sítio ativo que corresponde, geralmente, a uma cavidade na molécula de enzima, com um ambiente químico muito próprio. O substrato entra no sítio ativo e liga-se à enzima. Im a g e m : [H a yn a th a rt / U m s ít io a ti v o e m u m a e n z im a d e p e n d e n te d e N A P D + / P u b lic D o m a in • Co-fatores e co-enzimas são moléculas não proteicas, respectivamente, inorgânicas [íons metálicos] e orgânicas [vitaminas], que são indispensáveis para o funcionamento de várias enzimas. Ex.: hemoglobina (Fe) Enzimas Im a g e m : B e n ja h -b m m 2 7 / H e m o g lo b in a / P u b lic D o m a in Enzimas Para operar, as enzimas necessitam de um ambiente favorável [pH, temperatura, quantidade de substrato], considerado ótimo. Caso contrário, ela é inibida. Inibidor é qualquer fator que possa reduzir ou cessar (pela desnaturação) a reação enzimática. A inibição pode ser: ▪Reversível (presença de substâncias); ▪Irreversível (aquecimento excessivo). COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular Os ácidos nucleicos são assim chamados por seu caráter ácido, e por terem sido originalmente descobertos no núcleo das células. A partir da década de 1940, os ácidos nucleicos passaram a ser intensivamente estudados, pois se descobriu que eles formam os genes responsáveis pela herança biológica. Os ácidos nucleicos são constituídos por três tipos de componentes: • glicídios do grupo das pentoses; • ácido fosfórico; • bases nitrogenadas. Esses componentes organizam-se em trios moleculares denominados nucleotídios, que se encadeiam às centenas ou aos milhares para formar uma molécula de ácido nucleico. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular Há dois tipos de ácidos nucleicos: • ácido desoxirribonucleico conhecido como DNA; • ácido ribonucleico conhecido como RNA. Essas substâncias apresentam, respectivamente, desoxirribose e ribose em suas moléculas. Dos cinco tipos de base nitrogenadas presentes nos ácidos nucleicos, três ocorrem tanto no DNA quanto no RNA. adenina (A), citosina (C), guanina (G) COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular A base nitrogenada timina (T) ocorre exclusivamente no DNA, enquanto a base uracila(U) ocorre exclusivamente no RNA. Disso decorre que uma molécula de DNA, por maior que seja, terá apenas 4 tipos de nucleotídeos, todos possuindo desoxirribose, no entanto, diferindo quanto ao tipo de base. Já numa molécula de RNA, os 4 tipos de nucleotídeos terão a ribose, e uma das 4 bases nitrogenadas. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular As bases nitrogenadas são classificadas em pirimídicas e púricas . A bases pirimídicas são formadas por uma cadeia fechada com quatro átomos de carbono e dois de nitrogênio. São elas: citosina (C), timina (T), uracila (U). As bases púricas, por sua vez, apresentam estrutura química constituída por duas cadeias fechadas, e também chamadas aneis. São elas: adenina (A) ou guanina (G). COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular Estrutura dos ácidos nucleicos Moléculas de DNA são constituídas por duas cadeias de nucleotídeos enroladas uma sobre a outra, lembrando um escada helicoidal. As duas cadeias mantêm-se unidas entre si por meio de um tipo especial de ligação, a ligação de hidrogênio (ou ponte de hidrogênio) entre pares de bases específicos. COMPONENTE CURRICULAR: BIOLOGIA - Série 1º Ano Tópico: Os ácidos nucleicos (DNA): composição e estrutura molecular
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