Estudo Dirigido Bioquímica

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1) Descreva a estrutura da água e represente a sua polaridade.
À água é uma estrutura composta de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Cada átomo de hidrogênio liga-se covalentemente ao átomo de oxigênio, compartilhando com ele um par de elétrons. O oxigênio apresenta dois pares de elétrons não compartilhados. Assim, há quatro pares de elétrons em torno do átomo de oxigênio, dois deles envolvidos nas ligações covalentes com o hidrogênio e dois pares não-compartilhados no outro lado do átomo de oxigênio.
 A polaridade da água: O átomo de oxigênio da molécula da água é mais eletronegativo que o seu átomo de hidrogênio. Desta forma, a molécula da água apresenta uma carga parcial negativa () no átomo de oxigênio, por causa dos pares de elétrons não-compartilhados, e duas cargas positivas parciais, nos átomos de hidrogênio, cargas essas que assumem uma configuração tetraédrica (formando quatro ângulos) na molécula de água.
2) Explique como é a solubilidade de substâncias polares e apolares.
A solubilidade de uma substância está relacionada com a estrutura molecular, especialmente com a polaridade das ligações e da espécie química como um todo (momento de dipolo). Geralmente, os compostos apolares ou fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares, o que está de acordo com a regra empírica de grande utilidade: "polar dissolve polar, apolar dissolve apolar" ou "o semelhante dissolve o semelhante". A solubilidade depende, portanto, das forças de atração intermoleculares.
Os compostos com mais de um grupo funcional apresentam grande polaridade, por isso não são solúveis em éter etílico, por exemplo, que apresenta baixíssima polaridade. Portanto, para que uma substância seja solúvel em éter etílico deve apresentar pouca polaridade. Os compostos com menor polaridade são os que apresentam menor reatividade como, por exemplo, as parafinas, compostos núcleos aromáticos e os derivados halogenados.
O termo solubilidade designa tanto fenômeno qualitativo do processo (dissolução), como expressa quantitativamente a concentração das soluções. A solubilidade de uma substância depende da natureza do soluto e do solvente, assim como da temperatura e da pressão às quais o sistema é submetido. É a tendência do sistema em alcançar o valor máximo de entropia.
3) Explique o que é e dê exemplos de situações onde ocorrem as seguintes propriedades da água:
Tensão superficial: É a tensão que surge na superfície líquida que a transforma numa tênue membrana elástica. A causa da tensão superficial é a resultante do sistema de forças de atração entre moléculas que estão localizadas na superfície líquida. As moléculas do interior do líquido se atraem mutuamente com a mesma intensidade em todas as direções e sentidos. A resultante das forças intermoleculares é neste caso nula. Como exemplo temos os pequenos insetos que podem caminhar sobre a água devido ao seu peso não ser suficiente para penetrar na superfície.
b. Coesão: É a interação entre as moléculas da água, essa interação ocorre por meio das pontes de hidrogênio; quando uma ponte de hidrogênio é destruída, outra se forma, de maneira que as moléculas de água ficam fortemente unidas. A coesão é responsável pela alta tensão superficial.
c. Adesão: É a interação entre a molécula de água e uma outra molécula qualquer, sendo que a outra molécula também deve ser polar. Ocorre a união de duas superfícies sendo essas substâncias iguais ou diferente que quando entram em contato se mantem juntas por força intermoleculares. Podemos citar como exemplo uma gota de água sobre uma superfície, formando uma espécie de película resistente. Pois as moléculas estão fortemente aderidas umas às outras.
d. Solubilidade:  É a quantidade máxima que uma substância pode dissolver-se em um líquido. Substâncias polares a se dissolvem em líquidos polares e substâncias apolares, em líquidos apolares. Podemos citar como exemplo a mistura da água com o álcool, a água é uma substância polar, cujas moléculas são unidas por pontes de hidrogênio, o álcool também é uma substância polar suas moléculas são ligadas por pontes de hidrogênio mais fracas que as da água. Desta forma, ao misturarmos água e álcool, as ligações intermoleculares tanto da água quanto do álcool são quebradas, o que permite a formação de novas ligações. 
e. Efeito Hidrofóbico: É a associação dos grupos apolares (hidrocarbonetos) em meio aquoso, direcionada pela minimização das interações desfavoráveis das moléculas da água com os grupos apolares. Quando moléculas anfipáticas (como ácidos graxos) são misturadas com a água eles podem formar estruturas como micelas, lipossomos e bicamadas lipídicas. Na formação das micelas ocorre a associação das caudas apolares dos ácidos graxos para escapar da água formando dessa forma um núcleo compacto apolar. A interação hidrofóbica é a atração que mantém as caudas apolares nesse núcleo apolar.
4) Explique o que é uma solução tampão.
Solução tampão é uma solução formada por um ácido fraco e sua base conjugada ou por uma base fraca e seu ácido conjugado, estas soluções, são soluções capazes de conservarem seu pH mesmo após a adição de ácidos ou bases, até uma quantidade limite. A função de um agente tamponador é conduzir uma solução ácida ou alcalina a um certo pH e prevenir a mudança deste pH. Essa resistência do pH é resultado do equilíbrio entre as espécies participantes do tampão. Usando o princípio de Le Chatelier “quando se provoca uma perturbação sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular esta perturbação, procurando ajustar-se a um novo equilíbrio”, portanto um agente tamponador sustenta esta faixa de concentração por prover o ácido ou base conjugada correspondente para estabilizar o pH ao que está sendo adicionado.
5) Quais os tipos de substâncias constituem as soluções tampão.
As soluções tampões podem ser constituída pelas seguintes composições: Mistura de ácido fraco com sua base conjugada; ácido fraco; mistura de base fraca com seu ácido conjugado; ácido forte e base forte. Exemplo:
*Ácido fraco: Ácido acético (H³CCOOH) /Sal desse ácido (H³CCOONa)
*Base fraca: Hidróxido de amônio (NH4OH) / Sal dessa base (NH4CL)
6) Dentro da escala de pH, quais valores representam os ácidos, as bases e os neutros?
PH < 7,0 = ácido, PH = 7,0 Neutros, PH > 7,0 Básicos
7) Ao escolher uma solução tampão, qual a relação entre o pKa do tampão e o pH da Solução?	
Ao escolher uma solução tampão avalia-se o grau de PKA, sendo que quanto menor o valor de pKa mais forte será o ácido PH, da mesma forma quanto maior for o valor de pKa mais fraco é o ácido PH.
8) Cite situações práticas, na sua futura área de atuação profissional, que utilizam soluções tampão. 
Qual quer alteração súbita da acidez no organismo do paciente poderá ser controlada a partir da dissolução de medicamentos utilizando substâncias tampões que auxiliarão na diminuição dos níveis elevados de ácidos no organismo do paciente. Outro exemplo pode se dar pelo mecanismo de compensação; se o paciente sofre algum distúrbio de acidose respiratória, poderá ser controlado e compensado por uma alta excreção renal de H+ e, com isso, reabsorção de bicarbonato renal para o sangue, onde ele tampona o excesso de H+. 
 
9) Qual a fórmula geral de um carboidrato? 
A fórmula geral é (CH2O)n.
10) Nomeie os diferentes monossacarídeos de acordo com o seu número de carbonos e dê exemplos. 
n = 3 (C3H6O3) trioses - gliceraldeído, diidroxiacetona.
n = 4 (C4H8O4) tetroses  - aldotetrose, cetotetroses
n = 5 (C5H10O5) pentoses - ribose, desoxirribose
n = 6 (C6H12O6) hexoses - glicose, galactose e frutose.
n = 7 (C7H14O7) heptoses - heptulose
 	
11) Comente a afirmação: “Dois monossacarídeos com a mesma fórmula molecular, podem pertencer a diferentes classes orgânicas, como a frutose e a glicose”. 
 A glicose e a frutose aprestam mesma fórmula molecular(C6H12O6 – com m=n=6). No entanto, apresentam grupos funcionais diferentes, enquanto a glicose é uma aldose (com um grupo aldeído), a frutose é uma cetose (com um grupo cetona).
 
12) Por que a representação de monossacarídeos é geralmente de um anel fechado? 
Normalmente os monossacarídeos são lineares.
 
13) Cite quais são os três principais dissacarídeos, do que eles são feitos e as respectivas enzimas que os degradam no intestino. 
Sacarose (Frutose + Glicose) -enzima que a degrada é a Sacarose.
 Maltose (Glicose + Glicose)- enzima que a degrada é a Maltose
 Lactose (Galactose + Glicose)- enzima que a degrada é a Lactase
 
14) Classifique os principais polissacarídeos quanto as suas funções nos seres vivos e quanto ao tipo de cadeia de apresentam. 
Celulose: Participa da composição da parede celular dos vegetais. É o carboidrato mais abundante na natureza. Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo b (1,4). Este tipo de ligação glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.
Quitina :É um polissacarídeo que possui nitrogênio em suas unidades de acetilglicosamina, grupamento NH2. Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e é também encontrada na parede celular dos fungos. A quitina é um polímero de acetilglicosamina com ligações β.
Amido
Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e folhas. Formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações a (1,4) e poucas ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear, e forma hélice em solução aquosa. Encontra-se em duas formas: amilose e amilopectina.
Glicogênio
É o carboidrato de reserva dos animais e dos fungos. É armazenado nos músculos e no fígado dos animais. Muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula. Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice.
 
15) Por que é interessante armazenar monossacarídeos unidos na forma de um polissacarídeo? 
Porque podemos formar longas cadeias de unidades de monossacarídeos unidas entre si por ligações glicosídeas, desta forma fica fácil armazenar várias moléculas de glicose em poucas moléculas de glicogênio.
 
16) O glicogênio é utilizado como reserva dos animais, apresentando rápida liberação de glicose. Explique como ocorre essa liberação. 
Em uma hipoglicemia ou durante exercício físico, os hormônios glucagon e adrenalina ativam as enzimas da glicogenólise. O glicogênio hepático é aquele que contribui para o aumento da glicemia. Para iniciar a quebra do glicogênio, a glicogênio fosforilase quebra as ligações α 1→4 colocando, ao mesmo tempo, fosfato inorgânico no carbono 1 da molécula de glicose e liberando glicose-1-fosfato. Esta quebra ocorre até que sobrem 4 moléculas de glicose na ramificação. Em seguida, a enzima desramificadora, que é uma transferase, transfere as 3 últimas moléculas que estão em ligação α 1→4 para a ponta da cadeia, sobrando apenas 1 molécula em ligação α 1→6. Depois disso, a α 1→6 glicosidase quebra a ligação α 1→6, liberando glicose.
 
17) Cite algumas aplicações na sua área para a celulose. 
O uso de curativos de membrana de celulose para a cicatrização de úlceras ou escoriações de queimaduras.
18) A Diabetes Mellitus é um distúrbio no metabolismo de açúcares que pode levar a graves sequelas e até a morte. Explique quais são os tipos de diabetes mellitus, as suas causas e consequências, tratamentos e prevenções. 
Tipo I: Esse tipo se manifesta principalmente em crianças e adolescentes. Nela, o pâncreas  do indivíduo produz pouca insulina ou nenhuma, pois as células betas, que são as que produzem a insulina, são destruídas de uma forma irreversível e é necessário receber injeções diárias de insulina. Deve-se controlar a insulina, a alimentação e fazer exercícios.
Tipo II: Neste tipo o pâncreas continua a produzir a insulina, mas neste caso é o organismo que se torna resistente aos seus efeitos. 
Os sintomas da diabete são:
a concentração de açúcar no sangue;
aumento de volume urinário;
perda de peso ( Tipo I antes do tratamento, já no tipo II não )
fome exagerada;
visão esfumaçada;
sonolências,
náuseas;
facilidade para ter infecções;
O tratamento desta doença requer muito cuidado, deve-se controlar o açúcar no sangue principalmente. É necessário muitos exercícios e também dietas de acordo com o tipo e também com o paciente
19) Conceitue lipídeos e descreva as suas principais classes. 
São biomoléculas compostas por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), fisicamente caracterizadas por serem insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos, servem, principalmente, como componentes estruturais das membranas, como forma de armazenamento de energia e outras funções (hormônios esteróides, vitaminas, proteção, material isolante). Sáo classificados em Glicerídeos e Ácidos Graxos.
20) Os ácidos graxos constituem a maioria dos lipídeos, estando diretamente relacionados com as propriedades físico-químicas que cada tipo de lipídeo apresentará. Descreva o que é um ácido graxo e explique as diferenças entre Saturados, Insaturados CIS, Insaturados TRANS e Hidrogenados. 
Ácido graxo é um ácido carboxílico (COOH) de cadeia alifática. São considerados componentes orgânicos, ou em outras palavras, eles contêm carbono e hidrogênio em suas moléculas. Estes ácidos são produzidos quando as gorduras são quebradas. São pouco solúveis em água (quanto maior a cadeia carbônica, menor a solubilidade), e podem ser usados como energia pelas células.
Ácidos graxos saturados: são aqueles que só possuem ligações simples entre os átomos de carbono. 
Insaturados CIS, os átomos de carbonos adjacentes estão do mesmo lado da dupla ligação. A rigidez da dupla ligação torna o ácido graxo menos flexível. Quanto maior for o número de duplas ligações, maior é a curva do ácido g4raxo.
Insaturados Trans: Os dois átomos de carbonos em ambas as extremidades da dupla ligação estão do lado oposto. Como consequência, não há dobramento de cadeia, e sua conformação é muito semelhante a de um ácido graxo saturado
Hidrogenados  : adição de hidrogênio a uma cadeia carbônica insaturada.
21) Os Triacilgliceróis (TAG) são os principais lipídeos de armazenamento de plantas e animais. Descreva a estrutura desses compostos e dê exemplos de alguns TAG comuns na nossa alimentação. 
Os Triacilgliceróis são lipídios formados pela ligação de 3 moléculas de ácidos graxos com o glicerol, um triálcool de 3 carbonos, através de ligações do tipo éster. São absolutamente hidrofóbicos.  ésteres de ácido palmítico, ácido oleico e ácido alfa-linoleico. A maior fonte na alimentação provém de óleos vegetais, como o azeite ou o óleo de sésamo (tipicamente contendo Triacilgliceróis insaturados) e gorduras animais (tipicamente saturadas).
22) Por que as Gorduras do tipo TRANS não são aconselhadas para a alimentação diária? 
As gorduras TRANS provoca o acúmulo de gorduras nas paredes dos vasos sanguíneos: é a chamada de aterosclerose, uma espécie de fator-chave para a ocorrência de um ataque cardíaco ou de um acidente vascular cerebral (AVC).
23) Qual é a principal característica para um lipídeo de membrana? Qual é a relação desses lipídeos e o efeito hidrofóbico? 
Os lipídios presentes nas membranas celulares pertencem predominantemente ao grupo dos fosfolipídios. Estas moléculas são formadas pela união de três grupos de moléculas menores: um álcool, geralmente o glicerol, duas moléculas de ácidos graxos e um grupo fosfato, que pode conter ou não uma segunda molécula de álcool. Os lipídios servem para criar uma região de caráter apolar internamente e polar externamente para poder conferir seletividade à entrada de substâncias na célula. A estrutura basicamenteé feita de ácidos graxos, saturados ou não, ligados a fosfato. 
24) Os Esteróis são considerados vilões, mas são essenciais à vida. Explique algumas funções dessas substâncias no corpo humano. 
Os esteróis desempenham diversas funções celulares entres essas funções determina propriedades como a fluidez e permeabilidade das membranas. Para além disso, os esteróis, em particular o colesterol, são precursores de uma variedade de compostos com atividade biológica, tais como as hormonas esteroides (nomeadamente estrogénios e progesterona), vitamina D ou sais biliares.
25) Para transportar lipídeos no sangue, o nosso corpo utiliza uma Lipoproteína. Explique como é o ciclo de transporte de uma lipoproteína que saiu do fígado até o seu retorno a esse órgão (explicite as diferentes densidades que ela assume em cada etapa). 
Os lipídios que são ingeridos na dieta, irão se associar aos quilomícrons, que são lipoproteínas produzidas pelo Intestino Delgado.Os quilomícrons, agora enriquecidos em lipídios, entrarão na corrente sanguínea e, quando entrarem em contato com os tecidos extra-hepáticos, terão seus triglicerídeos hidrolisados pela lipase lipoprotéica. Com essa hidrólise, os tecidos extra-hepáticos adquirem ácidos graxos e glicerol. Permanecem nos quilomícrons, agora chamados de remanescentes de quilomícrons, as moléculas de colesterol. Os remanescentes de quilomícrons irão entrar no fígado, onde se associarão ao colesterol e aos triglicerídos produzidos pelo próprio fígado(a chamada síntese endógena). Essa associação dá origem à VLDL, lipoproteína de baixíssima densidade, por estar muito carregada de lipídios. A VLDL entra na circulação sanguínea e tem seus triglicerídeos hidrolisados pela lipase lipoprotéica ao entrar em contato com os tecidos extra-hepáticos (semelhante ao que ocorreu com os quilomícrons). Desta maneira, os ácidos graxos e glicerol ficam nos tecidos e o colesterol permanece na lipoproteína, que agora passa a ser chamada de IDL, com densidade menor à VLDL, por ter perdido parte de seu conteúdo lipídico. Uma fração das IDL é captada pelo fígado e o restante, após outro ciclo de remoção dos triglicerídeos pelos tecidos periféricos, origina as LDL. Essas lipoproteínas são o principal meio de transporte de colesterol pelo organismo humano. 
26) Por que as formas LDL e HDL das lipoproteínas são utilizadas como marcadores plasmáticos para o colesterol? 
Porque eles trabalham como marcadores de risco para aterosclerose.
)
27) Qual é a situação ideal para as taxas de LDL e de HDL? 
LDL (colesterol ruim)
Menor que 100 mg/dL - Ótimo
Entre 101 e 130 mg/dL - Normal
Entre 131 e 160 mg/dL - Normal/alto
HDL (colesterol bom)
Entre 41 e 60 mg/dL - Normal
Maior que 60 mg/dL - Alto (ótimo
28) O que representa uma alta taxa de VLDL? 
Taxa aceleradas de arteriosclerose e elevação na quantidade de doenças e estados metabólicos.
29) O que é uma proteína? E qual a sua função no corpo? 
As proteínas são macromoléculas formadas pela polimerização por condensação de α-aminoácidos, que, por sua vez, são substâncias formadas por uma ligação peptídica entre um grupo amino e um grupo carboxílico, formando um grupo amida.
As proteínas não são como os carboidratos que podem ser armazenados nas células, mas elas fazem parte da estrutura biológica. De modo que a construção e manutenção do organismo humano dependem do fornecimento dessas proteínas. A função das proteínas em nosso corpo inclui catalisar reações, estruturar partes do corpo, regular o metabolismo e atuar no sistema imunológico.
30) Descreva a estrutura de um aminoácido. 
Os α-aminoácidos possuem um átomo de carbono central (α) onde estão ligados covalentemente um grupo amino primário (−NH2), um grupo carboxílico (−COOH), um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral (R) diferente para cada aminoácido.
31) Explique como se dá a ligação peptídica. 
Uma ligação peptídica se dá pela ligação química entre duas moléculas quando o grupo carboxilo de uma molécula reage com o grupo amina de outra molécula, 8por desidratação que ocorre entre moléculas de aminoácidos.
32) Qual a diferença entre os aminoácidos essenciais e não-essenciais?
Aminoácidos não-essenciais são aqueles os quais o corpo humano pode sintetizar. São eles:alanina, asparagina, cisteína, glicina, glutamina, histidina, prolina, tiroxina, ácido aspártico, ácido glutâmico. 
Os aminoácidos essenciais: são aqueles que não podem ser produzidos pelo corpo humano. Dessa forma, são somente adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais. São eles: arginina, fenilalanina, isolécita, leucina, lisina, metionina, serina, treonina, triptofano e valina.
33) Cite algumas aplicações na sua área para oligopeptídeos. 
A administração da ocitocina no parto para promover as contrações uterinas, de forma ritmada, até que o bebê nasça.
 A administração da vasopressina como agente pressórico não adrenérgico com significante efeito vasoconstritor, o qual pode ser utilizado, clinic amente, em situações de choque vasoplégico e ressuscitação cardiorrespiratória irreversível pelas manobras clássicas. 
34) Conceitue e dê exemplos das estruturas de proteínas: 
a. Primária; A estrutura primária de uma proteína é a sequência linear de aminoácidos que forma a molécula. A estrutura primária é a base da identidade de uma proteína. A modificação de apenas um aminoácido, altera a estrutura primária e cria uma proteína diferente. Esta proteína diferente pode ser inativa ou ter outra função biológica.
b. Secundária; A estrutura secundária de uma proteína é gerada pela maneira que os aminoácidos interagem, formando ligações intermoleculares. Estas interações criam uma conformação espacial filamentosa de polipeptídio. As conformações secundárias mais estudadas das proteínas são a alfa-hélice e a estrutura beta-plana.
c. Terciária; A estrutura terciária de uma proteína é uma conformação adicional a estrutura secundária (alfa-hélice e beta-pregueada), em que a macromolécula dobra-se sobre si mesma. As forças que mantém a estrutura terciária geralmente são interação entre as cadeias laterais dos aminoácidos e outras partes da proteína com moléculas de água em solução.
As principais estruturas terciárias de uma proteína são as globulares e as fibrosas.
d. Quaternária. 
A estrutura quaternária de uma proteína é a conformação espacial da molécula dada pela interação entre diferentes cadeias polipeptídicas de uma proteína.
Somente proteínas feitas de duas ou mais cadeias polipeptídicas apresentam a estrutura quaternária. Insulina (duas cadeias), hemoglobina (quadro cadeias) e as imunoglobinas (anticorpos, quatro cadeias) são exemplos de proteínas que tem a estrutura quaternária.
35) Comente a afirmação: “O funcionamento da proteína depende da sua estrutura terciária, embora a sua estrutura primária seja a responsável pela formação de todas”.
  A estrutura terciária é a conformação geral da proteína, ou o seu enrolamento, e a mais importante para determinar a sua função.
36) Cite situações em que proteínas estão associadas a outras classes de substâncias .
As proteínas se sigam a outras substâncias assumindo funções específicas: Conjugadas ou complexas: apresentam, além dos aminoácidos, um radical prostético (não protéico). Ex: lipoproteínas.