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Introdução à Bioquímica Prof. Leonardo Antunes Trindade 2014 O que é Bioquímica? É o estudo da química dos processos da vida É o ramo da ciência que faz a ponte entre a Química, estudo das estruturas e interações entre átomos e moléculas, e a Biologia, estudo das estruturas e interações das células e organismos vivos. Por quê estudar Bioquímica? A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida. A área de bioquímica é responsável pelo ensino básico da estrutura e função das biomoléculas. Ensino da parte básica aplicada à odontologia relativa a cariologia, envolvendo a inter-relação dente-saliva-placa Os organismos vivos continuamente efetuam atividades funcionais que permitem a sua sobrevivência, crescimento e reprodução; Para realizar as funções, os seres vivos dependem da capacidade de obter, transformar, armazenar e utilizar energia. Todos os organismos vivos fazem uso das mesmas moléculas complexas e extraem a energia do meio ambiente para as suas funções. Estrutura e organização celular dos seres vivos Estrutura e organização celular dos seres vivos O que distingue os organismos vivos dos objetos inanimados? Grau de complexidade química e de organização ◦ Possuem muitas espécies celulares e muitas moléculas complexas Os organismos vivos extraem, transformam e usam a energia que encontram no meio ambiente (nutrientes químicos ou energia solar) Capacidade de auto-replicação e auto-montagem O que distingue os organismos vivos dos objetos inanimados? Sendo assim, cada componente de um organismo vivo tem uma função específica (tanto em estruturas macroscópicas quanto em microscópicas) O inter-relacionamento entre os componentes químicos de um organismo vivo é dinâmico (alterações em um componente provocam mudanças coordenadas ou compensatórias em outro) A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos O objetivo básico da ciência bioquímica é mostrar como as coleções de moléculas inanimadas, que constituem os organismos vivos, interagem entre si para manter e perpetuar a vida Até o momento, pesquisas bioquímicas revelam que todos os organismos são notadamente semelhantes em níveis celular e químico • Os processos bioquímicos envolvem um intercâmbio de duas classes diferentes de moléculas • Macromoléculas biológicas • Moléculas grandes (proteínas, carboidratos, lipídeos e ácidos nucleicos) • Metabólitos • Moléculas de baixo peso molecular (glicose e glicerol) O que é metabolismo? É o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. As reações químicas do metabolismo estão organizadas em vias metabólicas, sendo uma sequência de reações em que o produto de uma reação é utilizado como reagente na reação seguinte O metabolismo dividi-se em Anabolismo e Catabolismo O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos: anabolismo e catabolismo. Anabolismo • São reações de síntese (formação) de moléculas complexas a partir de moléculas mais simples; Ex: Aminoácidos Proteínas • Alguns exemplos são a produção de açúcares pelas plantas a partir da fotossíntese e a síntese proteica; Catabolismo • São reações de decomposição/degradação para fins de obtenção de energia. • Parte sempre de moléculas que contêm quantidades importantes de energia (glicose, triglicerídeos) que são transformadas em moléculas pequenas, pobres em energia (H2O, CO2) • Essa energia normalmente é armazenada nas células em forma de compostos trifosfatados, como o ATP. < Anabolismo Catabolismo Catabolismo < Anabolismo Um organismo é dito em homeostase quando seu meio interno contém: Concentração apropriada de substâncias químicas; Mantém a temperatura; Pressão adequadas Homeostase é a propriedade de regulação interna para manter uma condição estável, mediante ajustes de equilíbrio dinâmico controlados por mecanismos de regulação inter-relacionados Anabolismo Catabolismo A ordem biológica da vida é conservada pelos seguintes processos: 1) Síntese de biomoléculas; 2) Transporte de íons e moléculas através das membranas; 3) Produção de energia e movimento; 4) Remoção de produtos metabólicos de excreção e substâncias tóxicas; Biomoléculas Os organismos vivos são compostos por milhares de moléculas. A grande maioria dos constituintes moleculares dos sistemas vivos, contêm carbonos unidos covalentemente a outros carbonos e a átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio; Macromoléculas • São construídas pela união química de precursores relativamente simples (subunidades monoméricas) para formar polímeros de unidades repetidas; • Todos os organismos vivos têm o mesmo tipo de unidades monoméricas; • Ex: Glicose Glicogênio • DNA ACTG (adenina, citosina, timina, guanina) • Existem ligações específicas para cada tipo de macromoléculas; Carboidratos Proteínas Lipídeos Ácidos nucléicos Quais são as principais classes de moléculas biológicas? O que são Carboidratos? São polímeros de açúcares simples, como a glicose. Armazenam energia e são elementos estruturais extracelulares. Fontes de Carboidratos: Cereais (arroz, trigo, milho, aveia) Tubérculos (batatas, mandioca) Açúcares (mel, frutose). O que são Proteínas? • São polímeros de aminoácidos. • Exercem muitas funções: • Enzimas Pepsina, Amilase • Estrutural Colágeno, queratina • Transporte Hemoglobina Fontes de Proteínas O que são Lipídeos? São polímeros de ácidos graxos. Servem como: Componentes estruturais das membranas; Forma de armazenamento de energia (Triglicérides); Outras funções (hormônios esteróides) Componentes estruturais das membranas Forma de armazenamento de energia Triglicérides, ou triglicerídeos, são um tipo de gordura, composto por uma molécula de glicerol e três moléculas de ácidos graxos. Os triglicérides são a principal forma de estocagem de energia dos animais, que os acumulam no tecido adiposo na forma de gordura Hormônio Esterol O esterol mais comum é o colesterol, o qual é encontrado em gorduras animais O colesterol é fabricado pelo nosso corpo, assim como obtido da dieta. É encontrado no cérebro e no tecido nervoso, onde forma parte da mielina, a membrana estável que reveste as células nervosas Os óleos e gorduras. O coco, o dendê, o girassol, a soja e o milho são vegetais muito ricos em lipídios. Fontes de Lipídios O que são Ácidos nucléicos? São polímeros dos nucleotídeos Constituem o RNA e o DNA que armazenam transmitem e transcrevem a informação gênica. São componentes das organelas celulares EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO O que é a bioquímica e porque é importante o seu estudo? O que distingue os organismos vivos dosobjetos inanimados? O que é metabolismo? Defina catabolismo, anabolismo e homeostase Quais são as principais macromoléculas? Introdução à Bioquímica Prof. Leonardo Antunes Trindade 2013
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