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Resumo BQ – Prova 2 ➢ Carboidratos (CH₂O)n Ao carboidratos são poli-hidroxialdeídos ou pilo-hidroxicetonas = são aldeídos ou cetonas ligados a grupos hidroxila. São produzidos a partir de H2O e CO2 via fotossíntese em plantas - Fonte de armazenamento de energia metabólica - Componente estrutural de parede celular e exoesqueleto - Moléculas sinalizadoras - Aldose: Contém a função aldeído – quanto o grupo carbonil estiver na extremidade da cadeia carbônica. -Cetose: Contém a função cetona – quanto o grupo carbonil estiver em qualquer posição, exceto nas extremidades. - Isomeria – quando tem 1 carbono quiral a molécula possui 2 isômeros ópticos ou 2 enantiômeros ( estereoisômeros são imagem no espelho que não podem ser sobrepostas – diasteroisômesros são estereoisômeros que não são imagens no espelho ). Para os açucares que contem vários centros quirais, somente o mais distante da carbonila é designado como L ou D. A maioria das hexoxes em organismos vivos são estereoisômeros D Epímeors – dois açucares que diferem apenas na configuração de um carbono, ou seja, diferentes na configuração de um carbono quiral. Anômeros – as formas isoméricas de monossacarídeos que diferem apenas na configuração do átomo de carbono hemiacetal ou hemicetal (α ou β). Carbono anômerico – átomo de carbono da carbonila. 1. Monossacarídeos São sólidos cristalinos, incolores e solúveis em agua = insolúveis em solventes apolares. São compostos por cadeias de carbono não ramificadas, unidas por ligações simples. -TRIOSES = 3C aldotriose = Griceraldeído cetotriose = Di-hidroxicetona -TETROSES = 4C – aldotetroses ou cetotetroses -PENTOSES = 5C aldopentoses = Ribose e Desóxirribose cetopentoses -HEXOSES = 6C aldo-hexoses = Glicose ceto-hexoses = Frutose -HEPTOSES = 7C – aldo-heptoses ou ceto-heptoses - Em solução aquosa as aldotetroses e todos os monossacarídeos com cinco ou mais carbonos ocorre predominantemente como estrutura cíclica. Nas quais o grupo carbonil esta formando uma ligação covalente com o oxigênio de um grupo hidroxila presente na cadeia. - O carbono da carbonila na estrutura linear se transforma em carbono anomérico na estrutura cíclica. - O oxigênio da carbonila torna-se um grupo hidroxila; a posição do novo grupo hidroxila define se o anômero é α ou β. - A formação dessas estruturas em anel é o resultado de uma reação geral entre álcoois e aldeídos ou cetonas para formar derivados chamados HEMIACETAIS ou HEMICETAIS. +álcool +álcool ALDEÍDO → HEMIACETAL → ACETAL + HOH CETONA → HEMICETAL → CETAL + HOH - Quando o segundo álcool é parte de outra molécula de açúcar a ligação produzida é uma ligação glicosídica formando um acetal ou cetal. -Piranoses = aldo-hexoses = anéis de seis membros contendo oxigênio. ex: glicopiranoses -Furanoses = ceto-hexoses = anis de cinco membros contendo oxigênio. ex: frutofuranoses - Mutarrotação = equilíbrio existente entre a forma cíclica e forma de cadeia aberta. - Açúcar redutor = um açúcar que não possui o carbono anomérico envolvido em ligações glicosídica → o carbono do carbonil é oxidado a um grupo carboxil. 2. Dissacarídeos Os dissacarídeos contém uma ligação glicosídica = dois monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação O-Glicosídica, quando um grupo hidroxila de uma molécula de um açúcar reage com o carbono anomêrico de outro, ou duas moléculas podem, também, ser ligadas via ligação glicosídica entre dois carbonos anoméricos (não tendo extremidade redutora). - A oxidação de um açúcar pelo íon cúprico (reação que define um açúcar redutor) ocorre apenas com a forma linear. - A formação de uma ligação glicosídica gera um açúcar NÃO redutor, poque o carbono do carbonil só pode ser oxidado quando o açúcar estiver em sua forma linear. - Maltose: contem dois resíduos de D-glicose e é um açúcar redutor. - Lactose: contem resíduos de D-glicose e D-galactose e é um açúcar redutor. - Sacarose: contem resíduos de D-glicose e D-frutose e é um açúcar NÃO redutor, pois não contem um átomo de carbono anomérico livre, o que gera um estabilidade frente a oxidação, o que a torna uma molécula adequada para armazenamento e transporte de energia em plantas. 3. Polissacarídeos Carboidratos naturais encontrados como polímeros Podem ser → HOMOpolissacarídeos = contem somente uma espécie monomérica →HETEROpolissacarídeos = contem duas ou mais espécies monoméricas - O programa de síntese dos polissacarídeos é intrínseco as enzimas que catalisam a polimerização das unidades monoméricas e não há um ponto de parada específico no seu processo de síntese, portanto variam em comprimento. - Não tem peso molecular definido. - Amido: homopolissacarídeo, contem dois tipos de polímeros → Amilose: cadeias longas e não ramificadas de resíduos de glicose, unidas por ligações (α1→4) → Amilopectina: cadeia longa e ramificada de resíduos de glicose, os pontos de ramificação em (α1→6) ocorrem a cada 24-30 resíduos. - Glicogênio: homopolissacarídeo, é um polímero de subunidades de glicose ligadas por ligações (α1→4), com ramificações em (α1→6) a cada 8-12 resíduos. - Celulose: homopolissacarídeo linear, e não ramificada, constituída por unidades de glicose, o qual tem configuração β, com as ligações glicosídicas em (β1→4) - Quitina: é um homopolissacarídeo linear, composto por resíduos de N-acetilglicosamina unidas por ligações (β1→4). Forma fibras extendidas, sua estrutura é resistente, mas flexível. - Dextranas: é um homopolissacarídeo, composto por resíduos de glicose com ligações em (α1→6) e tem suas ramificações em (α1→3). O Biofilme dental é rico em dextranas. - Agar e Agarose: heteropolissacarídeo → Agar: mistura de heteropolissacarídeos sulfatados, composto por unidades de galactose modificadas. → Agarose: é um componente do agar, usado em solução para formar um gel para cultivo de bactérias em laboratório e em eletroforense. - Heparina e Heparana-Sulfato São heteropolissacarídeos, e biomoléculas de alta densidade de carga negativa. Previnem a coagulação sanguínea e reguram a formação e o desenvolvimento de vasos sanguíneos. → Heparana-Sulfato: possui segmentos sulfatados na cadeia que permitem a interação com grande número de proteínas. →Heparina: é uma forma fracionada de heparana-sulfato, um polímero linear. - Glicosaminoglicanos: polímeros lineares de unidade de dissacarídeos (N-acetil-glucosamina ou N-acetil-galactosamina). Polímero negativamente carregado devido a presença de ácidos urônicos éster de sulfato, molécula estendida e hidratada ( o que minimiza expulsão de carga) Forma um malha com proteínas fibrosas para formar a matriz extracelular (tecido conjuntivo e lubrificação das juntas) 4. Glicoconjugados - Proteoglicanos: macromoléculas da superfície extracelular nas quais uma ou mais cadeias de glicosaminoglicanos sulfatados estão covalentemente unidas a uma proteína de membrana ou proteína secretada, ligando-se por meio de interações eletrostáticas. -Glicoproteínas: tem um ou alguns oligossacarídeos de complexidade variada, unidos covalentemente a uma proteína. São conjugados carboidratos-proteína, nos quais os glicanos são menores, ramificados, e mais estruturalmente diverso. O carboidrato é ligado através de seu carbono anomérico por uma ligação glicosídica com OH (O-ligado) ou NH3 (N-ligado). - Peptidioglicano: são polímeros formados por aminoácidos associados a açúcares - Glicolipídeos: um lipídeo com pequeno oligossacarídeo ligado Celulose, quitina e dextranas = função estrutural Amido e Glicogênio = função de armazenamento → Amido e Glicogênio = formam estruturas helicoidais com ligações de hidrogênio dentro da própria cadeia. →Celulose e Quitina = formam fitas longas e retas que interagem com as fitas vizinhas.➢ Nucleotídeos Moeda energetica nas transações metabólicas (ATP) São ligações químicas essenciais nas respostas da celula São constituintes dos ácidos nucleicos: ácido dessoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA). Gene → segmento de uma molécula de DNA que contém informações necessárias para a síntese de um produto biologicamente funcional. Compostos heterocíclicos ↑ ↑ BASE NITROGENADA → PENTOSE → FOSFATO N-1 pirimidina/N-9 purina → corbono 1’/carbono 5’ → fosfato ↓ ↓ ligação glicosídica ligação fosfoéster ↓ Formada pela remoção de H₂O (OH da pentose e H da base) Quando uma molécula não tem um fosfato é chamada de NUCLEOSÍDICA . Pirimidina = Citosina, Timina e Uracila Purina = Adenina e Guanina Os ácidos nucleicos possuem dois tipos diferentes de pentoses, porém ambas na forma de β-furanose: 1. 2’-desoxi-d-ribose → DNA 2. d-ribose → RNA - Ligações fosfodiéster ligam nucleotídedos consecutivos nos ácido nucleicos, ou seja, ligados covalentemente por pontes de grupo fosfato. Nucleotídeo 1 → Nucleotídeo 2 grupo 5’- fosfato ligado ao → grupo 3’-hidroxila - Esqueleto = Fosfato (carregando negativamente e estes cargas negativas são neutralizadas pelas interações iônicas com cargas positivas) + Pentoses (os grupos hidroxila (OH) formam ligações de hidrogênio com a água que fica ao seu redor) → parte HIDROFÍLICA (polar) - Grupo lateral = Bases nitrogênadas → parte HIDROFÓFICA (apolar) - As propriedades das bases nitrogenadas afetam a estrutura tridimencional dos ácidos nucleicos. Interções de empilhamento hidrofóbicos → em que duas ou mais bases são posicionadas com os planos de seus anéis em paralelo, envolvendo também, interações dipolo-dipolo e de Van der Waals. O empilhamento ajuda a minimizar o contato com a água e são importantes na estabilização da estrutura tridimencional dos ácidos nucleicos. - Os grupos funcionais das pirimidinas e purinas são: anéis nitrogenados, grupor carbonila e grupos amino-exocíclicas. - As ligações de hidrogênio envolvendo os grupos amina e carbonila são a forma mais importante de interação entre duas cadeias complementares de ácidos nucleicos. - Regra de Chargaff → A+G = C+T G ≡ C → ↑ PF, devido ao fato de o pareamento G com C ter três ligações de hidrogênio, o que faz com que necessite de mais calor para dissociar. A = T - As fitas de DNA são antiaralelas e complementares. - A dupla-hélice é mantida por duas forças: ligações de hidrogênio entre os pares de bases (complementariedade) e as interações de empilhamento de bases (estabilidade) - O DNA pode ocorrer em três formas tridimencionais diferentes → forma A, forma B e forma Z → diferença nas conformações da dessoxiribose →rotação em torno das ligações que constituem o esqueleto de fosfodessoxirribose →rotação livre entorno da ligação G1’-N-glicosídica ↑ temperatura e Ph extremos podem causar desnaturação → rompimento das ligações de hidrogênio entre os pares de base e das beses empilhadas causam desenrolamento da dupla-hélice para formar duas cadeias simples. Nenhuma ligação covalente no DNA é rompida. - RNA possui estrutura semelhante ao DNA, com uma única fita. RNAs formam estruturas complexas. Seqüências complementares na mesma molécula formam dupla hélice. Tipos de RNA →RNA mensageiro (mRNA): codifica para uma cadeia polipeptídica. →RNA ribossômico (rRNA): associa-se com proteínas para formar o ribossomo. →RNA transportador (tRNA): liga-se covalentemente a um aminoácido e por interações fracas com o mRNA. →RNA nuclear pequeno (snRNA): envolvido no processamento dos produtos de transcrição do mRNA eucariótico até a forma madura. →RNA de interferência (RNAi): promove a supressão da expressão de determinados genes. ➢ Lipídeos → Armazenamento: Óleos, Gorduras e Ceras → Membrama: Fosfolipídeos e Colesterol → Sinalização: Derivados do colesterol e de Ácidos Graxos 1. Lipídeos de ARMAZENAMENTO = triacilgliceróis e ceras. Óleos e Gorduras são derivados de ácidos graxos e os ácidos graxos são derivados de hidrocarbonetos. Ácidos graxos mono-insaturados a ligação dupla ocorre no C-9 Ácidos graxos poli-insaturados as ligações ocorrem geralemnte noo C-12 e C-15 A cadeia hidrocarbonada apolar é responsável pela baixa solubilidade dos ác. Graxos em água. ↑ cadeia hidrocarbonada ↓ de ligações duplas = ↓ da solubilidade em água Á temperatura ambiente os ácidos graxos SATURADOS têm consistência de cera (sólidos), enquanto que os ác. Graxos INSATURADOS de mesmo comprimento são líquidos oleosos. Essas diferenças nos pontos de fusão devem-se a diferentes graus de empacotamento das moléculas dos ác. Graxos. Nos compostos saturados a rotação livre em torno de cada ligação carbono-carbono dá grante flexibilidade à cadeia hidrocarbonada e tem como coformação mais estável a forma entendida. Essas moléculas podem agrupar-se de forma compacta em arranjos quase cristalinos, com átomos ao longo de seu comprimento em interções de Van der Waals com átomos de moléculas vizinhas. Em ác. Graxos insaturados uma ligação dupla cis restringe a rotação e introduz uma dobra rígida na cauda, levando a interações mais fracas, o que leva à um ponto de fusão mais baixo. Os triacilgriceróis são ésteres de ác. Graxos do glicerol Os triacilgliceróis são compostos por três ác. Graxos, cada um em ligações éster com uma molécula de glicerol. Aqueles que contem o mesmo tipo de ác. Graxo em todas as três ligações são chamados de triacilgliceróis simples. Como as hidroxilas polares do glicerol e os carboxilatos polares dos ác. Graxos estão em uma ligação éster, os triglice´rois são moléculas apolares e hidrofóbicas. Vantagens para usar triacilgliceróis para armazenamento de combustível → os átomos de carbono estão mais reduzidos do que dos açúcares e a oxidação de um grama de triacilgliceról libera mais do que o dobro de energia do que a oxidação de um grama de carboidrato. → como os triacilgliceróis são hidrofóficos, não carregam água de hidratação Azeite → ↑ taxa de C insaturados = líquido → ↓ PF Manteiga → ↑ taxa de C saturado = sólido → ↑PF 2. Lipídeos de MEMBRANA = anfipáticos Suas interações hidrofóbicas entre si e suas interções hidrofíçicas com a água direcionam seu empacotamento em camadas. Fosfolipídeos → Glicerofosfolipídeo ( glicerol + 2 ác. Graxo + fosfato + álcool ) → Esfingolipídeo ( esfingosina + 1 ác. Graxo + fosfato + colina ) Glicolipídeos → Esfingolipídeo ( esfingosina + 1 ác. Graxo + açúcar ) Glicerofosfolipídeo São lipídeos de membrana nos quais dois ác. Graxos estão unidos por ligações éster no primeiro e no segundo carbono do glicerol e um grupo fortemente polar ou carregado está unido por ligações fosfodiéster ao terceiro carbono do glicerol. São denominados como derivados do ácido fosfatídico Esfingolipídeo Tem um grupo cabeça polar e duas caudas apolares, NÃO contem glicerol. É composto por uma molécula de aminoálcool, esfingosina, por uma molécula de ácido graxo de cadeia longa e um grupo polar unido por ligações glicosídica ou ligações fosfodiéster. A ceramida é o precursor estrutural de todos os esfingolipídeos. Ácido araquidônico é precursor de Eicosanóides: Prostaglandinas, Tromboxanos e Leucotrienos → envolvidos na resposta inflamatoria → produzidos pelas plaquetas: estimulam a produção de coágulos e diminuiçao do fluxo sanguineo → estimula a contração muscular das vias respiratorias Algumas Vitaminas são lipídeos derivados do isopreno, exercem importante função biológica. Alguns pigmentos são lipídeosl
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