Aula Fundamentos de Bioquimica

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BIOQUÍMICA
Profa. Regina Aguiar Lima
Aula: Fundamentos da Bioquímica
Bioquímica
Ciência que se trata das bases químicas da vida
constituintes químicos das células
reações e processos a que são submetidos
como o organismo obtém, armazena, mobiliza e utiliza a energia para suas atividades;
como ocorre a renovação das estruturas;
Relações com a saúde
Saúde 
situação em que todas as muitas milhares de reações intra e extracelulares que ocorrem no corpo estão se processando em taxas compatíveis com a máxima sobrevivência do organismo 
Doenças - manifestações de anormalidades de moléculas, reações químicas ou processos bioquímicos
Importância da Bioquímica
Conhecimento dos processos e manutenção da saúde
Conhecimento e tratamento de doenças
Proteínas
Anemiafalciforme
Errosinatosdometabolismo
Lipídios
Dislipidemias
Leucodistrofias
Carboidratos
Diabetes
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Fundamentos da Bioquímica
Genéticos
Celulares
Químicos
Físicos
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Fundamentos genéticos
Informação genética codificada no DNA
Replicação
Transcrição
Tradução
Proteína
Célula e suas moléculas macromoléculas unidades
 organelas complexas monoméricas
Fundamentos celulares
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Elementos químicos das biomoléculas
abundantes: C, N, O e H
Fundamentos químicos
Macroelementos
Microelementos
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Ligações químicas entre átomos
Biomoléculas: compostos de Carbono
e outros grupos funcionais
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Grupos funcionais: arranjos de átomos
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Éster fosfórico
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Ligações Químicas
Ligação covalente (Energia >200 kJ) – pares de elétrons compartilhados
Ligação não covalente - Interações eletrostáticas (Energia < 100 kJ)
Pontes de hidrogênio – entre grupamentos polares
Interações iônicas: dipolo-dipolo / íon-dipolo– entre grupamentos fortemente/moderadamente polares
Interações de van der Waals – entre partículas sem carga; dipolos temporários, induzidos
Ligações químicas e intermoleculares
Fundamentos Físicos
Energia para os seres vivos:
Organismo em equilíbrio dinâmico com o meio
Transformação da energia e da matéria
Criar e manter a ordem com uso de trabalho e energia
Energia e Metabolismo
As células necessitam de energia pra todas as funções: manutenção da vida, crescimento e reprodução
Bioenergética – Energia nos seres vivos
diferentes formas de energia (calor; trabalho mecânico, químico, elétrico)
modos de obter, armazenar e utilizar E
fundamentada na Termodinâmica - estudo as formas de energia e suas transformações
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Leis da termodinâmica
1a – Lei da Conservação da Energia: energia (ou matéria) não se cria nem se perde, apenas se transforma; 
Entalpia (H) – energia térmica liberada/absorvida em um processo bioquímico
2a – Lei da Transferência de Energia: a energia disponível de um sistema decresce ou é conservada;
Entropia (S): energia liberada/consumida com a variação da ordem do sistema
Biomoléculas
Carboidratos: são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que liberam por hidrólise estes compostos.
Lipídios: moléculas com estrutura química variável,e com predomínio de grupamentos apolares (hidrofóbica) e pequena porção hidrofílica.
Aminoácidos: moléculas contendo um carbono  (alfa) ligado a um H, a uma carboxila, a uma amina e a um grupamento variável.
BIOQUÍMICA
Profa. Regina Aguiar Lima
Aula: Química da Água
Propriedades estruturais e químicas
Oxigênio central forma ligações covalentes com 
2 átomos de hidrogênio, ficando 2 pares
de elétrons não compartilhados
Molécula com geometria tetraédrica
2 hidrogênios e 2 pares de
elétrons nos vértices
Molécula é polar (há distribuição
 desigual de cargas)
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Polaridade da água
Propriedades físicas especiais
Pontes de hidrogênio - moléculas de água tendem a se ligar; H (parcialmente positivos) e O (parcialmente negativo)
1 molécula de água pode formar até 4 pontes de hidrogênio: 2 átomos de Hidrogênio “doam” pontes e 2 pares de elétrons não pareados do Oxigênio “aceitam” pontes
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Pontes de hidrogênio
Transitórias  10-12 segundos  fluidez
Coesão da água  alta tensão superficial
Pequenos agregados
Grupamentos funcionais que formam 
pontes de H
álcool cetona proteínas bases nitrogenadas
Água - solvente
Devido às pontes de H e outras interações eletrostáticas
Polaridade permite:
Associação a íons: íons do soluto ficam solvatados (hidratados)
Moléculas biológicas polares (hidrófilas) são solubilizadas/hidratadas 
Eletrólito fraco – presença de cargas
Substâncias dissolvidas na água no organismo humano
Sais
Glicose
Proteínas
Lipídios
Gases: CO2 e O2
Pontes de Hidrogênio
Pontes de Hidrogênio
água e amônia
Biomoléculas polares
Biomoléculas apolares e anfipáticas
Solubilidade de gases em água
Solubilização do NaCl
Solubilização do NaCl
Solubilização da glicose
Solubilização da glicose
Solubilização de moléculas variadas
Interação com moléculas anfipáticas
Interações entre biomoléculas em meio aquoso
Interações entre biomoléculas em meio aquoso
Efeito hidrófobo
Moléculas apolares e anfífilas/anfipáticas
exclusão de substâncias apolares de uma solução aquosa
moléculas apolares se aglomeram diminuindo o número de moléculas de água necessárias para hidratá-las separadamente
influência sobre a estrutura e função de moléculas biológicas (proteínas) e estrutura da membrana lipídica das células
Efeito hidrófobo
Efeito hidrófobo
água pura: moléculas com entropia alta
água + ácido graxo: moléculas de água com entropia baixa
Efeito hidrófobo
Dispersão de lipídios em água:
moléculas de lipídios dispersas – entropia alta
moléculas de água se ordenam e rodeiam moléculas de lipídios– tem sua entropia diminuída
Efeito hidrófobo
Moléculas de lipídios se agrupam  diminuição da área de contato com a água  menor entropia dos lipídios
Menor quantidade de moléculas de água que interagindo com lipídios  aumento na entropia da água
Efeito hidrófobo
Agrupamento de lipídios
 minimiza o contato da região apolar da molécula com a água 
maximiza o contato da região polar da molécula com a água 
aumento da entropia da água
Região apolar interna
Região polar externa
Representação de lipídios
Ácido graxo
Fosfolipídio
Efeito hidrofóbico e interações de moléculas anfipáticas
Micela Bicamada Vesícula
 Ácido graxo Fosfolípídio
Cavidade interna aquosa