Átomos, Íons e Biomoléculas

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Àtomos e íons
Profa Renata Manfrinato
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Àtomos
Espécie química neutra formada por subpartículas (nêutrons, prótons e elétrons)
Nêutrons (n) não apresentam cargas.
Prótons (p) apresentam cargas positivas
Elétrons (e) apresentam cargas negativas
 e=p
Os átomos interagem por ligações covalentes formando as moléculas.
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Íons
Espécies químicas carregadas positivamente, os cátions, e negativamente, os ânions.
Cátions (p>e), ocorre perda de elétrons.
Ânions (p<e), ocorre ganho de elétrons.
Os íons interagem através de cargas positivas e negativas, formando ligações iônicas. Essa interação forma compostos iônicos, tais como NaCl, CaCl2, e outros.
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Nível de organização dos seres vivos
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Biomoléculas
Àgua e Carboidratos 
Profa Renata Manfrinato
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Àgua
MOLÉCULA DE ÁGUA
Ligação covalente entre os átomos de H e O
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Propriedades ou características químicas da água:
Polaridade da molécula de água (dipolo);
Alto poder de coesão entre as moléculas de água;
Poder de sofrer ionização.
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Características da Molécula de água:
(1)
POLARIDADE DA MOLÉCULA DE ÁGUA
A molécula de água é um dipolo:
Diferença de eletronegatividade 
Entre os átomos de H e O.
compostos solúveis em água: polares ou hidrofílicas
EX: Carboidratos, íons, proteínas
Compostos insolúveis em água: apolares ou hidrofóbicas
EX: Lipídeos, metano, gases O2 e CO2 
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(2) Coesão da molécula de água
As moléculas de água interagem
Por ligações fracas chamadas de pontes 
Ou ligações de hidrogênio.
Essas ligações são modificações por 
Fatores físicos: temperatura e pressão
 temperatura coesão
Pontes de hidrogênio rompidas
 temperatura coesão
Mais pontes de hidrogênio formadas
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Estados físicos da água
Mudanças dos estados físicos: ponto de fusão e ponto de ebulição
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(3) Ionização da água
As moléculas de água encontram-se em constante reação química, que é reversível.
Os íons H + e OH- determinam o pH do meio aquoso.
[H+] = [OH-] pH 7 meio aquoso neutro
[H+] > [OH-] pH < 7 meio aquoso ácido
[H+] < [OH-] pH > 7 meio aquoso alcalino ou básico
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Carboidratos
Moléculas orgânicas, formadas por átomos de C ligados covalentemente aos átomos de H e O. Carbono hidratado (CHO). São vulgarmente conhecidos com açúcares. Moléculas hidrofílicas. Importantes estruturalmente (quitina e celulose), são combustíveis energéticos (glicose) e reservas energéticas (glicogênio e amido).
Classificação: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.
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Monossacarídeos
Carboidratos mais simples existente na natureza. Apresenta como fórmula molecular (CH2O)n. n significa número de átomos de Carbonos que varia de 3 até 7.
Classificação :
1- quanto ao número de átomos de carbono:
3C – triose C3H6O3
4C- tetrose C4H8O4
5C – pentose C5H10O5
6C- hexose C6H12O6
7C- heptose C7H14O7
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2- quanto ao grupo orgânico presente na sua estrutura:
Presença de aldeído (H-C=O), chama-se aldose
Prsença de cetona (C=O), chama-se cetose
Ex: glicose hexose do tipo aldose
Frutose hexose do tipo cetose
C6H12O6
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Carboidratos (Monossacarídeos) 
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Dissacarídeos (oligossacarídeos)
Carboidratos formados pela interação de dois monossacarídeos que interagem por ligações covalentes chamadas de ligações glicosídicas.
Ex: lactose (glicose+galactose)
Enzima lactase 
Deficiência dessa enzima causa intolerância a lactose
Sacarose (glicose+frutose) Enzima sacarase
Maltose (glicose+glicose) Enzima maltase
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Dissacarídeos
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Dissacarídeos
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Dissacarídeos
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Polissacarídeos
Numerosos monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas.
Funções estruturais e de reserva energética
Polissacarídeos vegetais : estrutural (celulose)
 reserva energética (amido) 
Polissacarídeos animais: estrutural (quitina)
 reserva energética (glicogênio) 
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Polissacarídeo (celulose)
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Polissacarídeo (amido)
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Polissacarídeo (quitina)
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Glicogênio
Reserva energética na forma de glicose:
Síntese de glicogênio (glicogênese) ocorre no fígado e no músculo esquelético – estado alimentado
Degradação ou quebra de glicogênio (glicogenólise) ocorre no fígado e músculo esquelético – no jejum
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Polissacarídeos (glicogênio)
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Polissacarídeo (glicogênio)
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Glicose
Principal combustível biológico. Gera ATP (adenosina trifosfato), moeda energética celular.
A glicose é internalizada nas células por proteínas transportadoras chamadas de GLUTs.
Alguns GLUTs dependem do hormônio insulina liberado pelas células beta-pancreáticas quando a glicose encontra-se alta no sangue.
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Transporte da glicose nas células
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A glicose quando é internalizada é catabolizada (degradada ) por uma via chamada de glicólise ou via glicolítica para gerar ATP e outros metabólitos tais como piruvato e ácidos graxos.
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Via glicolítica
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Lipídeos
Moléculas orgânicas formadas por átomos de C, H e O. São moléculas conhecidas vulgarmente como gordura, cera. São moléculas hidrofóbicas com funções de controle da fluidez da membrana celular, formar a membrana da célula, ser reserva energética, isolante elétrico e térmico e função hormonal.
Classificação: àcidos graxos, triglicerídeos, fosfolipídeos , colesterol e hormônios esteroides.
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Lipídeos
1- Ácidos graxos:
Lipídeos mais simples que ao se combinar com outras moléculas forma outros lipídeos, tais como triglicerídeos e fosfolipídeos. Pode dar origem ao colesterol.
Os ácidos graxos, estruturalmente, são formados por longas cadeias hidrocarbonetas e carboxila ou carbonila terminal.
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Lipídeos
Classificação dos ácidos graxos:
Ácidos Graxos saturados: De origem animal
Estruturalmente é formado por longas cadeias hidrocarbonetas com ligações simples. Por ser mais hidrogenada é de consistência mais rígida. É fonte de colesterol.
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Ácidos graxos saturados
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Lipídeos
Ácidos graxos insaturados: São de origem vegetal. 
São estruturalmente constituídos de uma ou mais ligações duplas entre os átomos de carbono da longa cadeia hidrocarboneta. Por ser menos hidrogenada, é um lipídeo de consistência mais mole.
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Ácidos Graxos insaturados
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Lipídeos
OBS: Ácidos graxos insaturados que passam na indústria por um processo de hidrogenação. Dessa forma, têm sido considerado grande causador de doenças cardíacas.
2- Triglicerídeos (triacilgliceróis): São lipídeos compostos pela condensação de uma molécula de um álcool chamado de glicerol com três moléculas de ácidos graxos.
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Triglicerídeos
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Triglicerídeo
Função principal: Reserva energética aramzenado no citoplasma das células adiposas ou adipócitos. 
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Fosfolipídeos
São lipídeos formados por uma cabeça polar composta por um grupamento fosfato e de uma cauda formada por ácidos graxos, formando, portanto, uma parte hidrofóbica. Dessa forma, essa molécula é chamada de anfipática.
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Fosfolipídeos
Os fosfolipídeos são os principais componentes da membrana celular. Se organizam formando uma bicamada fosfolipídica.
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Colesterol
Lipídeo formado de um anel esteroide. Esse lipídeo é essencial para os seres vivos. Tem como fonte principal os ácidos graxos saturados. 
Funções: Controlam a fluidez da membrana, são precursores dos hormônios esteroides, tais como testosterona, progesterona, estrógenos, aldosterona e cortisol, dá origem a vitamina D e é um dos componentes da bile.
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Colesterol
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Colesterol
LDL e HDL
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Hormônios esteroides
São moléculas derivadas do colesterol que são secretadas por algumas células das glândulas endócrinas.
Testosterona: formada pelas células
de Leyding (testículos); Aldosterona (córtex da adrenal), cortisol (córtex da adrenal), estrógenos (ovários) e progesterona (ovários).
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Aldosterona
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Cortisol
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Progesterona
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Testosterona
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Proteínas
São macromoléculas (polímeros) formados por aminoácidos que executam praticamente todas as funções biológicas do corpo humano.
Funções:
1- Estrutural ou sustentação: colágeno
2- Elasticidade: elastina
3- Mobilidade: actina, miosina.
4- Transporte: albumina, transferrina, hemoglobina.
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PROTEÍNAS
7- Transporte através da membrana: Proteínas trnasmembranas; GLUts, Bombas ATPásicas, canais e poros.
8- Reserva energética;
9- Enzimas (atividades catalíticas)
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Aminoácidos
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Origem da célula
Teoria evolutiva molecular:
Oparin-Haldane
Cerca de 4 bilhões de anos atrás: caldo primordial contendo moléculas, tais como metano, amônia, vapor d’ água.
O caldo era submetido às grandes tempestades, radiações, havendo quebra de moléculas. 
Ocorreu a formação das primeiras moléculas orgânicas simples: monossacarídeos, aminoácidos, nucleotídeos, ácidos graxos.
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Origem das células
Os monômeros se associaram entre si, gerando moléculas orgânicas mais complexas: polissacarídeos, proteínas, ácidos nucléicos e fosfolipídeos.
A combinação dessas moléculas gerou a unidade funcional e estrutural dos seres vivos: A Célula.
Originou uma célula mais primitiva, mais simples, sendo constituída de membrana celular, material genético disperso no citoplasma e presença de parede celular.
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Célula procariota
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Célula eucariota
Membrana celular, envoltório nuclear ou carioteca envolvendo o material genético, formando então, o núcleo. O citoplasma composto por compartimentos fechados chamados de organelas citoplasmáticas, presença de citoesqueleto (formado por proteínas) e presença de parede celular (células vegetais e fungos).
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Célula eucariota
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Seres procariotas
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Seres eucariotas e procariotas
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Célula eucariota e procariota
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Células vegetais
Presença de parede celular composta de celulose;
Vacúolo de suco celular;
Plasmodesmo;
Plastos: cloroplastos que contêm clorofila para realizar a fotossíntese.
Amido: reserva energética
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Célula vegetal