Prova Bioquimica Vias Metabólicas

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ALUNO(A): Alan Ramos dos Santos 				Data: 27/07/2018
OBS. Questões iguais receberão notas iguais a ZERO. 
1a QUESTÃO: Em uma produção artesanal de cerveja, foi detectado uma deficiência na produção de gás do produto. Partindo da hipótese que todos insumos utilizados estavam em concentração e condições adequadas e que todo protocolo de produção foi atendido no que diz respeito a assepsia e temperatura de produção e vedação e acondicionamento das garrafas. Qual(is) a(s) possível(is) causa(s) da falha da produção?
R: O provável problema é o período de tempo maior ou inferior ao necessário em que as enzimas proteolíticas degradem as proteínas. Nas etapas finais de fabricação de cerveja, é ajustada a quantidade de espuma (ou colarinho), que é resultante de proteínas dissolvidas. Geralmente, isto é controlado por enzimas proteolíticas que surgem do processo de maltagem. Caso essas enzimas atuem sobre as proteínas por um longo período de tempo, a cerveja terá colarinho muito pequeno e ficara (choca), se elas não agirem por um tempo suficiente, a cerveja ficara turma quando gelada. Algumas vezes são adicionas enzimas proteolíticas de outras fontes para controlar a espuma.
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 2a QUESTÃO. Pesquise 5 artigos dos últimos 5 anos (Qualis B2 acima sendo no mínimo 1 em inglês) envolvendo utilização a energia (ATP) com a produção de interesse (Agronomia –Zootecnia). Faça um resumo de cada artigo separadamente utilizando o Mapa Metabólico sempre e faça suas considerações finais.
R:
ARTIGO 1
Variação nos ganhos de seleção para caracteres de qualidade de tubérculos de batata na região Sul do Brasil
O objetivo deste trabalho foi avaliar o ganho genético para a seleção de caracteres de qualidade de processamento de tubérculos de batata em função dos ambientes de cultivo da região Sul do Brasil. Em cada ambiente, foram avaliados clones de batata para cor de chips e para a composição dos teores de matéria seca, açúcares redutores, amido e amilose. Maior intensidade de seleção pode ser aplicada para os teores de matéria seca e amido, em virtude da menor influência do ambiente na expressão desses caracteres. Para os teores de açúcares redutores e amilose, os ganhos na primavera, verão e outono não são correlacionados e, portanto, menor intensidade de seleção deve ser aplicada. O cultivo de verão maximiza os ganhos genéticos e, portanto, a seleção para qualidade de processamento deve ser iniciada nesse ambiente. 
Considerações Finais - Os resultados positivos no verão em relação às outras estações se refletem ao maior número de horas de luz por dia. As plantas necessitam de energia luminosa para sintetizar carboidratos, transformando energia luminosa em energia química (ATP), por meio da fotossíntese onde é gerada a glicose (C6H12O6) que quando em excesso é armazenada em forma de amido.
Ref.: GNOCATO, Francisco Saccol et al. Variação nos ganhos de seleção para caracteres de qualidade de tubérculos de batata na região Sul do Brasil. Ciência Rural, Santa Maria, v. 44, n. 1, p. 50-56, Nov, 2013.
ARTIGO 2
Eficiência de conversão da radiação fotossinteticamente ativa interceptada em fitomassa de mudas de eucalipto
A produção de celulose é uma função da eficiência de conversão da radiação solar fotossinteticamente ativa interceptada em fotoassimilados, que varia de acordo as condições em que as plantas são cultivadas. No referente artigo foi realizado experimentos com a produção de mudas do Eucalyptus grandis W. Hill (eucalipto), mudas essas que foram produzidas em tubetes com diferentes proporções de adensamento, proporcionando assim, a quantificação da conversão de energia solar em energia química (ATP). Foi constatado que o volume do tubete não interferiu nos valores de eficiência fotossintética, mas sim, o adensamento das plantas.
Considerações Finais - Podemos constatar na analise realizada neste artigo a importância da área foliar das plantas, em especial o Eucalyptus grandis W. Hill para o acumulo de fotoassimilados que controlam o crescimento e produtividade de fitomassa. Neste caso foi possível notar que é diretamente proporcional o tamanho da área foliar com a taxa fotossintética, e quando as mudas foram adensadas a área foliar foi reduzida ocasionando assim uma menor produção de ATP em comparação com mudas organizadas em espaçamento maiores.
Ref.: CARON, Braulio Otomar et al. Eficiência de conversão da radiação fotossinteticamente ativa interceptada em fitomassa de mudas de eucalipto. Revista Árvore, Viçosa, v. 36, n. 5, p. 833-842, set/out, 2012*
ARTIGO 3
Detection of differentially methylated regions of irradiated fig tree selections
Os programas de melhoramento genético de Figueira (Ficus carica L.) usando métodos convencionais, como cruzamentos direcionados, para obtenção de novas cultivares, são impraticáveis ​​em muitos países, inclusive no Brasil. Consequentemente, o melhoramento genético através da mutagênese emergiu como uma importante linha de pesquisa que pode melhorar esta cultura, e ser uma fonte significativa de informações sobre esta espécie e auxiliar na implementação de projetos de propagação e manejo adequado. O objetivo deste estudo foi verificar a existência de variabilidade epigenética atribuível à metilação do DNA em seleções de figos irradiados, quando comparados entre si e com a cultivar comercial principal, “Roxo-de-Valinhos”, que já havia usado amplificação sensível à metilação polimorfismo (MSAP) e sequenciamento de DNA para detectar a posição de regiões polimórficas, analisáveis ​​por ferramentas de bioinformática. O sequenciamento do DNA, isolado a partir dos sítios metilados diferencialmente, permite observar diferentes padrões de metilação por meio do sequenciamento do DNA tratado com bissulfito de sódio nas regiões codificadoras dos genes reguladores ativos no desenvolvimento e nos estágios de amadurecimento dos frutos. Além disso, eles foram encontrados no DNA mitocondrial de tratamentos que regulam o suprimento de energia na forma de trifosfato de adenosina (ATP) em plantas. Intimamente relacionados ao seu desenvolvimento, eles justificam os diferentes fenótipos encontrados no crescimento de frutas e plantas que sofreram estresse devido à exposição à radiação gama. Assim, futuros estudos sobre a expressão gênica em tratamentos surgiram como uma estratégia extremamente importante para a compreensão desses complexos sistemas regulatórios, que podem levar à identificação de genes de interesse agrícola para a cultura da figueira e permitir a manipulação e posterior propagação de cultivos melhorados. para fins comerciais.
Considerações Finais - Foi documentada neste artigo a atividade decorrente da quantidade de energia (ATP) influencia as características morfoagronômicas dos genótipos estudados. A atividade fotossintética da maioria das plantas é realizada no comprimento de onda de 1x10^14 Hz, e, partindo deste pressuposto quando foi exposto à grande radiação gama que possui comprimento de onda de 1x10^19 Hz, os frutos e plantas não produziram satisfatoriamente a demanda de energia (ATP) necessitável.
Ref.: RODRIGUES, Maria Gabriela Fontanetti et al. Detection of differentially methylated regions of irradiated fig tree selections. Scientia Agricola, Piracicaba, v. 74, n. 4, p. 285-293, jul/ago, 2017.
ARTIGO 4 
Energia da biomassa de cana-de-açúcar sob influência de hidrogel, cobertura vegetal e profundidade de plantio
O objetivo deste trabalho foi compreender a relação entre profundidade de plantio, manejo do palhiço em cobertura e utilização de polímeros condicionadores de solo com a bioenergia do colmo (BC), bioenergia do palhiço (BP), bioenergia total do sistema (BS) produtividade, fibra e ATR. O palhiço promove maior retenção hídrica, diminui a evaporação superficial mas compromete a brotação. Polímeros alteram a fisiologia disponibilizando água e nutrientes. O objetivo deste trabalho foi compreender a relação da forma de plantio, do uso de palhiço em cobertura e do usode polímeros condicionadores, com a produção de bioenergia (do colmo, do palhiço e do sistema), com a produtividade (de colmo, do palhiço e de biomassa), com a fibra e com o açúcar total (ATR). Existe relação linear entre produtividade e bioenergia do colmo, produtividade de palhiço e bioenergia do palhiço. A bioenergia do sistema apresenta relação linear com a biomassa, fibra e ATR. A bioenergia se divide em 82,6% no colmo e 17,4% no palhiço.
Considerações Finais – A água é uma das matérias-primas da fotossíntese, a água e os nutrientes entram pelas raízes, transportados pelos feixes vasculares e atinge todas as partes da planta, chegando às folhas, que são o principal local onde se realiza a fotossíntese. A fotossíntese transforma energia solar em energia química que pode ser aproveitada pela planta.
Ref.: TADEU, A. Marques; LUIS E. V. Pinto. Energia da biomassa de cana-de-açúcar sob influência de hidrogel, cobertura vegetal e profundidade de plantio. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 17, n.6, p.680-685, jun, 2013.
ARTIGO 5
Produção de bioetanol a partir da fermentação de caldo de sorgo sacarino e cana-de-açúcar
Tendo em vista que os biocombustíveis tem grande importância para suprir a demanda global de combustiveis. São produzidos a partir de biomassa vegetal, emitem menor quantidade de dióxido de carbono e de partículas poluentes ao ambiente quando utilizados e possuem grande vantagem por 
serem combustíveis renováveis. Entre as matérias-primas com potencial para produção de etanol, cita-se o sorgo sacarino. Objetivou-se comparar o processamento industrial do genótipo de sorgo sacarino e da cultivar de cana-de-açúcar para produção de bioetanol em início de safra. As análises realizadas foram: brix; pH, ART, AR, acidez total, ARRT, glicerol, teor alcoolico, viabilidade celular, viabilidade de brotos e brotamentos. Quanto às características químico-tecnológicas, as matérias-primas apresentaram-se aptas ao processamento industrial, com índices superiores para a cana-de-açúcar. O desenvolvimento das fermentações ocorreu de forma adequada para ambas, sendo que o mosto fermentado, produzido a partir do mosto de cana-de-açúcar, apresentou maior teor alcoólico e rendimento fermentativo.
Considerações Finais - A fermentação alcoólica consiste na glicólise anaeróbica na qual a molécula de glicose é convertida em lactato, são geradas duas moléculas de ATP e o processo tem como principal característica a ausência ou limitação de oxigênio.
Ref.: MASSOM, Igor dos Santos et al. Produção de bioetanol a partir da fermentação de caldo de sorgo sacarino e cana-de-açúcar. Ciência Rural, Santa Maria, v. 45, n. 9, p. 1695-1700, jun, 2015.
3a QUESTÃO. Agronomia Descreva a síntese fotossintética dos carboidratos.
R: A síntese fotossintética de carboidratos acontece por meio do Ciclo de Calvin que ocorre no estroma, é a 3ª fase da fotossíntese responsável pela redução do carbono para formação da glicose, amido e sacarose. Está etapa é dependente tanto do CO2 quanto do ATP e NADPH como energia para redução do carbono.
 O ciclo começa com a união da Ribulose -1,5 bifosfato com o CO2 atmosférico por meio da enzima rubisco (carboxilação) se tornando uma molécula de 6 carbonos;
 A molécula de 6 carbonos se divide e se torna 3-fosfoglicerato (PGA);
Com o uso do ATP e NADPH produzidos na fase clara da fotossíntese, essa molécula de PGA se transforma em 6 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (PGAL) principal molécula para síntese de amido, açucares, sacarose e ácidos graxos;
Destas 6 moléculas apenas 1 se torna carboidrato (sacarose ou amido);
As outras 5 moléculas se recombinam com o ATP para retornarem ao início do Ciclo de Calvin em forma de Ribulose-1,5-bifosfato.
Ref.:http://educacao.globo.com/biologia/assunto/fisiologia-celular/fotossintese.html
4a QUESTÃO Descreva a dinâmica da membrana Interna da mitocôndria na síntese energética (CTE).
R: A membrana interna da mitocôndria não tem poros e é altamente seletiva; Contém muitos complexos enzimáticos e sistemas de transporte transmembranar, que estão envolvidos na translocação de moléculas. Esta membrana forma invaginações ou pregas designadas cristas mitocondriais, que aumentam consideravelmente a superfície para o afixar dessas enzimas proporcionando assim um maior número de proteínas transportadoras de elétrons e enzimas como a ATP Sintase, logo, ocasionando uma dinâmica eficiente para a CTE em vista do grande número de complexos e alta seletividade que se situam na membrana interna da mitocôndria. 
Ref.: https://pt.wikipedia.org/wiki/Mitoc%C3%B4ndria
5a QUESTÃO Descreva a regulação das principais vias metabólicas
R: 
Ciclo de Krebs: É controlado pela quantidade de substratos e inibição pelos produtos dentre alguns intermediários:
 piruvato desidrogenase: é inibida pelos próprios produtos da reação: Acetil-CoA e NADH
 citrato sintase: é inibida pelo NADH e Succinil-CoA que sinalizam abundancia de intermediários no Ciclo de Krebs; a enzima também é inibida pelo próprio produto, o citrato.
 isocitrato desidrogenase e α-cetoglutaro desidrogenase: inibidas por NADH e Succinil-CoA. São estimuladas pelo íon Ca e concentrações de ADP.
Glicólise: é regulada em 3 pontos
 Hexocinase: é inibida pelo próprio produto, quando a quantidade de glicose-6-fosfato aumenta, a enzima hexocinase não catalisa a conversão da glicose para glicose-6-fosfato.
 Fosfofrutocinase: A atividade desta enzima é estimulada pela ADP que sinaliza falta de energia e induz a enzima a trabalhar mais; é inibida pelo excesso de ATP, citrato, isocitrato e prótons H+ que indicam acidez e níveis altos de energia.
 Firuvato cinase: inibida por ATP em excesso, ácidos graxos, Alanina e por Acetil-Co. E é estimulado quando as concentrações de ATP estão baixas proporcionando assim a enzima transferir o grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP.
Fosforilação Oxidativa: As concentrações de ADP e ATP regulam a velocidade de transporte e reações pelas enzimas e proteínas. Quando o consumo de ATP aumenta, a velocidade do transporte de elétrons também aumenta em decorrência da velocidade do fluxo de oxidação do piruvato no Ciclo de Krebs, elevando o fluxo de elétrons na cadeia respiratória.
Via das Pentoses-fosfato: O fluxo metabólico desta via é regulado pela velocidade da reação da glicose-6-fosfato-desidrogenase, que é controlada pela disponibilidade de NADH+
Ciclo da Ureia: Regulada pela atividade da Carbonil-fosfato sintetase que é estimulada por N-acetilglutamato, que é catalizada pela atividade da arginina (intermediário do ciclo da uréia). Logo, quando a quando a produção de uréia não conseguir eliminar toda a amônia produzida pela oxidação dos aminoácidos, vai haver o acúmulo de arginina. O seu acúmulo vai acarretar o aumento da concentração de N-acetilglutamato, que, por sua vez vai estimular a enzima carbamoilfosfato sintetase que vai fornecer um dos substratos no ciclo da uréia. Assim, pode-se concluir que a concentração de arginina regula o ciclo da uréia.
b - Oxidação de ácidos graxos: A regulação desta via é realizada pela enzima reguladora Carnitina-Acil-Transferase I, que a regula a velocidade da entrada de ácido graxo na mitocôndria, controlando então a velocidade de sua degradação. Está enzima é inibida por MALONIL-CoA, um intermediário cuja concentração aumenta na célula quanto esta tem carboidrato disponível, e que funciona como percussor na biossíntese de ácido graxo.
Gliconeogênese: A regulação desta via é realizada pelo glucagon, que estimula esse processo, e pela insulina que atua de maneira oposta.
Via das Pentoses: O fluxo metabólico é determinado pela velocidade da reação da glicose-6-fosfato-desidrogenase, que é controlada pela diponibilidade de NADPH+ 
Ref.: http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/integracao.htm;
	https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_da_ureia
	http://docentes.esalq.usp.br/luagallo/betaoxidacao2.html
UNIVERSIDADEESTADUAL DE MONTES CLAROS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
BIOQUÍMICA