Unidade I (a bioquímica e seus fundamentos)

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Disciplina: Introdução à Bioquímica
Professor: Juan Carlos Alvarez-Pizarro 
Unidade I 
A bioquímica e seus fundamentos
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A bioquímica e seus fundamentos
Definição de bioquímica
Características peculiares dos seres vivos
O carbono: propriedades e papel nos seres vivos
Organização e hierarquia dos seres vivos
Macromoléculas
Grupos funcionais 
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O que é bioquímica?
É o estudo da vida no seu nível molecular.
Descreve em termos moleculares as estruturas, os mecanismos e os processos químicos compartilhados por todos os organismos e estabelece princípios de organização que são a base da vida em todas as suas diversas formas.
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Algumas características da matéria viva
Complexidade microscópica e organização
Captura de nutrientes
Reprodução biológica 
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Matéria
A matéria é feita de combinações de elementos (unidade básica), ocupa um espaço e possui uma massa.
Os elementos são compostos por átomos e são representados por símbolos (nitrogênio – N, prata – Ag). 
93 elementos ocorrem de forma natural
19 elementos têm sido produzidos artificialmente
Os organismos vivos contêm principalmente C, N, O e H (96,5%).
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O carbono
Elemento mais abundante na composição dos seres vivos
Rumjanek, FD: AB INITIO. Origem da vida e evolução , 2009
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Principais propriedades do carbono
Pode estabelecer até 4 ligações covalentes (simples, duplas e triplas), propriedade que lhe confere a capacidade de formar compostos ramificados.
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Principais propriedades do carbono
As energias de ligação das valências do carbono não são muito altas.
Rumjanek, FD: AB INITIO. Origem da vida e evolução , 2009
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As ligações entre o carbono e outros átomos e radicais possuem uma flexibilidade tal que as estruturas tridimensionais podem apresentar muitas formas diferentes.
	 “as ligações do carbono sofrem torções que tornam possíveis a aproximação de muitos grupos reativos”
Os compostos de carbono são praticamente infinitos em sua variedade estrutural.
	“cerca de 90% dos mais de 17 milhões de compostos químicos conhecidos atualmente são substâncias orgânicas contendo carbono na sua composição”
 
Principais propriedades do carbono
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Modelo do átomo de oxigênio
Número atômico – número de prótons no núcleo atômico, determina o comportamento químico do elemento.
Massa atômica – número de prótons + número de elétrons.
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Todos os átomos encontrados nos seres vivos possuem suas camadas eletrônicas mais externas incompletas e assim são capazes de doar, aceitar ou compartilhar elétrons uns com os outros para formarem moléculas. 
Para entender como os átomos se ligam entre si para formar as moléculas devemos estar atentos para seus elétrons. Nos tecidos vivos, apenas os elétrons de um átomo sofrem rearranjos.
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Ligações químicas
São forças que formam as moléculas por atração de átomos.
Tipos: iônica, covalente e pontes de hidrogênio.
Covalente – dois átomos compartilham um par de elétrons. Tipos: polares e não polares; simples, duplas e triplas . 
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Ligações covalentes
Compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos.
Molécula de H2
O oxigênio é mais estável quando adquire dois elétron extras. Pode formar até duas ligações covalentes
O nitrogênio pode formar três ligações e o carbono quatro ligações.
Fósforo (P), enxofre (S) e carbono (C).
	
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Iônica – Alguns elétrons (um ou dois) dos orbitais mais externos são completamente “removidos” de um átomo e transferidos para outro.
Íons são átomos que se tornam carregados positivamente (cátions ) ou negativamente (ânions) após ganhar ou perder um elétron. 
Ligações iônicas (não covalentes)
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Conceito de molécula e sal
Molécula – agregado de átomos (dois ou mais elementos) unidos por meio de ligações covalentes.
É a menor partícula (com independência química) de um composto ou elemento 
H2 e O2
Glicose
Sais – agregado de átomos unidos por ligações iônicas.
NaCl
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Organização e hierarquia dos seres vivos
Os seres vivos têm uma regularidade básica que deriva do fato de serem construídos de uma maneira hierárquica.
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Componentes moleculares das células
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Todas as macromoléculas são construídas de forma modular; elas consistem de unidades monoméricas unidas que ocupam o nível mais baixo da hierarquia estrutural dos seres vivos 
Macromoléculas – moléculas poliméricas com massa molecular acima de 1000 Da.
Proteínas → sintetizado a partir de aminoácidos. 
Ácidos nucléicos → sintetizados a partir de nucleotídeos.
Carboidratos → formados por unidades de monossacarídeos.
Lipídeos → não são considerados macromoléculas, porém apresentam uma construção modular.
Principais macromoléculas encontradas nas células
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Grupos funcionais – conjunto de átomos que determinam as propriedades químicas das moléculas, formando várias famílias de compostos orgânicos. 
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Moléculas poli-funcionais