aula 1 introducao bioquimica

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Introduo ao Curso de

BIOQUMICA

Os estudos de Bioqumica Basica e energetica 1. Introduo 2. Biomolculas 3. Enzimologia e Bioenergtica 4. Metabolismo 5. Biologia Molecular 6. Transduo de sinais

1. IntroduoLigao qumica Interaes no covalentes A gua Equilibrios cido-Base

2. BiomolculasEstudo descritivo de: - Hidratos de carbono ou glicdios - Lipdios - Protenas - cidos nucleicos

3. Bioenergtica e Enzimologia

- Fluxos de energia na materia viva - Biocatlise e sua cintica - Estudo descritivo de enzimas - Coenzimas vitaminas - Inbio enzimtica

4. Metabolismo Transformaes qumicas da materia viva: - Catabolismo -Anabolismo - Metabolismo intermediario

5. Biologa Molecular

Os mecanismos moleculares da Informao Gentica: - Replicao do DNA - Transcrio - Traduo

6. Transduo de sinais

Os mecanismos moleculares da comunicao intercelular

A CLULA.AS CLULAS CONSTITUEM AS UNIDADES ESTRUTURAIS E FUNCIONAIS DOS ORGANISMOS VIVOS. UM SISTEMA ABERTO ISOTRMICO, QUE SE CONFORMA, SE AJUSTA E SE PERPETUA POR SIM MESMA. TIPOS DE CLULAS. -HA DOIS GRANDES TIPOS DE CLULAS: -PROCARIONTES ( Grego : pro = antes, karion = semente = ncleo) -EUCARINTES: (Com ncleo bem formado ).

Diferenas entre Procariotos e EucariotosClulas Eucariticas

Clula Procaritica

Figura esquemtica da Membrana Celular

Os EucariotosOs Componentes Celulares O Ncleo

Funes: Sntese de DNA Sntese de RNA

Os EucariotosO CitoplasmaAs Mitocndrias

As Organelas Envolvidas por Membrana

Oxidam nutrientes orgnicos atravs do consumo de O2 Sintetizam ATP

Sintetizam certas protenas da membrana mitocondrial interna

Figuras esquemticas dos Ribossomos

COMPONENTES MOLECULARES DE UMA CLULA de E. Col. - GUA................................................................... . 70 % -PROTENAS.......................................................... 15 % -CIDOS NUCLEICOS DNA................................................................. . 1 % RNA................................................................ . 6 % -POLISSACARDIOS........................................ 3% -LIPDIOS.......................................................... .. 2 % -MOLCULAS DE UNIDADES FUNDAMENTAIS E INTERMEDIRIOS..........2 % - ONS INORGNICOS..................................... 1 %

Bioqumicaestudo de pode ser dividida em

Esttica

Biomolculaspodem ser

Organismos VivosNecessitam

Dinmica

Compostos de

Molculas Complexas

Necessrias para formar formam

Molculas Simples *Oses

Nutrientesfornecem

Poliolosdios

Clulas *Energiapodem ser

* Polinucleotdios formam * Nucleotdios*Protenas *LipdiosComponentes de formam contm

*Aminocidos Eucariticas Procariticascontm

Membranas

Organelas

DNA Citoplasma no Ncleo

DNA

Bioqumica Esttica ou Descritiva Estuda as substncias que compem o organismo vivo, suas funes e propriedades.

Bioqumica Dinmica Estuda as reaes e transformaes que tem lugar entre os diversos constituntes do bioplasma.

Estuda o metabolismo.

BioqumicaBiomolculasorganizaes moleculares que integram a matria

Elementos Biogenticos:O (62%); C (21%); H (9,9%); N (3%); Ca (1,9%) P; K; S; Cl; Na; Mg; I; F; Fe; Mn

Os Elementos Essenciais para a Vida e a Sade Animal

alta quantidade na dieta baixa quantidade na dieta

Alguns Grupos Funcionais Comuns das Biomolculas

Exemplos de Grupos Funcionais nas Biomolculas

Adrenalina ou Epinefrina

Biomolculas Inorgnicasgua; Gases: O2 CO2 N2 ; nions: Cl-, PO43-, Ctions: Na+, K+, NH4+, Ca+, Mg2+

Biomolculas OrgnicasGlicdios; Lipdios; Protdios, Nucleotdios

SUB-UNIDADE MONOMERICA

LETRAS NUCLEOTDIOS

AMINOCIDOS

As Macromolculas e as Suas Subunidades Monomricas

PALAVRAS

DNA

PROTENAS

Os Componentes dos cidos Nuclicos, dos Lipdios e de Alguns Polissacardios

Os Lipdios

Triacilglicerol

CHO H-C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2-OH

CH2OH O

Glicose

Os Glicdios

Poliosdios

Glicognio

As Protenas

Nucleotdeo

Os cidos Nuclicos

Os cidos Nuclicos

A estrutura tridimensional importante para para a funo que a biomolcula desempenha

Cinco Tipos de Transformaes qumicas que Ocorrem nas Clulas

Oxirreduo Clivagem e formao de ligaes C-C Rearranjos internos Transferncia de grupamentos qumicos Reaes de condensao com eliminao de uma molcula de gua

Estados de Oxidao do Carbono nas Biomolculas

A Bioqumica uma Cincia Multidisciplinar

Farmacologia

Nutrio

Gentica

Patologia

FisiologiaTOXICOLOGIA

Endocrinologia

BioqumicaVIROLOGIA

Microbiologia ParasitologiaEMBRIOLOGIA

Imunologia

NUTRIO Importante fator na sade e na causa e tratamento de diversas doenas

Obesidade Osteoporose Diabetes Anemias por deficincia de ferro Cries Dentrias

O conhecimento da natureza molecular dos processos vitais permite o entendimento da manuteno da sade, bem com o entendimento, e o efetivo tratamento de doenas

A sade depende do balano harmonioso das reaes bioqumicas que ocorrem no organismo

A doena reflete a anormalidade das biomolculas, das reaes bioqumicas ou dos processos bioqumicos

Taxa Metablica Basal a energia necessria para a manuteno das atividades fisiolgicas25 kcal/kg/dia definida como o valor necessrio para elevar a temperatura de 1 kg (1L) de gua em graus centgrados de 14,5 15,5 graus. Assim sendo uma caloria designada mais corretamente como quilocaloria (Kcal).

Alimentos Alcatra frita Bacon frito Costeleta de porco Apresuntado Mortadela Salaminho Camaro frito Casquinha de Siri Lula cozida Abacaxi Figo maduro Ma vermelha Alface Brcolis Cebola Po francs

Quantidade 2 fatias (100g) 2 cubos (30g) 2 unidades (100g) 1 fatia (15g) 1 fatia fina (15g) 1 fatia pequena (2,5g) 1 poro (100g) 1 unidade (200g) 1 pires de ch (100g) 1 fatia (80g) 1 unidade (50g) 1 unidade (130g) 2 folhas (20g) 1 pires de ch (80g) 1 unidade (70g) 1 unidade (50g)

kcal 235 198 483 22 41 18 310 413 93 50 68 85 4 23 32 135

Alimentos Po de queijo Po integral de trigo Lasanha Macarro carbonara Pizza quatro queijos Cerveja Champanhe Usque Coca-Cola Guaran Sprite

Quantidade 1 unidade (20g) 1 fatia(100g) 1 poro (100g) 1 prato (100g) 1 fatia (140g) 1 lata de 350 ml 1 taa de 125 ml 1 dose de 100 ml 1 lata de 350 ml 1 copo de 240 ml 1 lata de 350 ml

kcal 68 261 139 362 432 147 85 240 137 75 115

Atividade

Quilocalorias gastas em 1 hora 350 800 70 300 250 200 60 250 550 80 70 150 450 150 100 100

Atividade

Quilocalorias gastas em 1 hora 500 100 120 250 90 200 120 50 80 670 250 400 250 200

Andar 5 km/h Correr Ficar sentado Tomar banho Varrer Lavar roupa Dormir Escovar os dentes Jogar futebol Ler Assistir TV Jogar vdeogame Pedalar Cantar Falar Comer sentado

Nadar Amamentar Usar o computador Pentear o cabelo Rir Usar o telefone Bater palma Meditar Beber gua Subir/descer escada Passar roupa Danar Fazer comida Brincar

Dieta Recomendada: 15% protena; 30% gordura e 55% de glicdios

Produtos da Digesto Glicose Galactose Frutose Ribose Bases Pricas Nucleosdeos Bases Pirimdicas Aminocidos Triacilglicerol Colesterol

A Compartimentalizao CelularServe para: isolar as reaes metablicas fornecer um ambiente favorvel para que ocorra a reao organizar as milhares de enzimas existentes na clula

Estado AbsortivoFGADOGlicognio C. Pentoses Gli6P Piruvato Glicose Aminocidos Protena

ADIPCITO Gli AAGlicoseC. Pentoses Acetil-CoA cido Graxo Graxo

Gli6PPiruvato

CK Acetil-CoATriacliglicerol VLDL VLDL

CKTAG TAG

cido Graxo

Quilomcron

GliGli6P Piruvato Glicose

CREBROGlicose Gli6P Piruvato

MSCULOGlicognio CK

CK AA

Aminocidos Acetil-CoA Protena

Acetil-CoA

Adaptado de Champe-96

Estado de JejumFGADOGlicognio Gli6P Piruvato CK Acetil-CoA Glicose Corpos Cetnicos Corpos Cetnicos cido Graxo

ADIPCITO GliAcetil-CoA CK

TAG Glicerol

cido Graxo Precursor Gliconeognico

CREBROAA

MSCULOGli6P Piruvato Protena CK Glicognio Corpos Cetnicos

Glicose Corpos Cetnicos

Gli6P Piruvato

Aminocidos

Acetil-CoA CK

Acetil-CoAAdaptado de Champe-96

Bibliografias recomendadas:Lehninger, A.; Nelson, D.L. e Cox, M.M. Princpios de Bioqumica. So Paulo: Sarvier, 1995. Voet, D.; Voet, J.G.; Pratt, C.W. Fundamentos de Bioqumica Porto Alegre: Artes Mdicas Sul Ltda., 2000. Devlin, T.M. Manual de Bioqumica com correlaes clnicas. So Paulo, Editora Edgard Blcher Ltda,1998 Montgomery, R.; Conway, T.W.; Spector, A. A. Bioqumica: uma abordagem dirigida por casos. Porto Alegre: Artes Mdicas, 1994. Champe, P.C. e Harvey, R.A. Bioqumica ilustrada. Porto Alegre: Artes Mdicas Sul Ltda., 1996.

Fluxo de eletrons fornece energia

Organismos fotossintetizantes liberam oxigenio e combustiveis

Energia

Metabolismo de compostos ricos em energia Oxidao de Compostos reduzidos Respirao Glicose + O2 >>>energia + CO2 e H2O

Morro abaixo

Reaes de xido reduo

Fluxo de eletrons

Morro abaixo Base da gerao de energia dos seres vivos

Fluxo de eletrons

Objeto no alto tem energia potencial Quanto maior a altura maior a diferena entre as energias potenciais Energia livre : G Ela sempre um pouco menor do que a variao total da energia Perda Dissipao de calo

Quanto maior a inclinao, maior a energia quando ele se desliza para baixo

Reaoes quimicas acopladas Metabolismo Reaes quimicas acopladas ocorre assim que uma reao que libera energia fornece energia para outra que requer energia Reaes quimicas em sistema fechado ocorre ate quando as reaes entram em equilibrio No equilibrio a velocidade da formao do produto a mesma do produto ser convertido em reagente Nao existe variao de concentrao

A variao de energia nesta fase ate entrar em equilibrio chamada de Variao de Energia livre

Variao do G A grandeza de G depende da reao quimica e de o sistema est inicialmente distante do equilibrio Cada composto quimico envolvido em uma reao quimica contem uma certa quantidade de energia potencial relacionada ao tipo e ao numero das ligaes

Reaes espontaneas Os produtos tem menos energia livre que os reagentes A reao libera energia livre que esta disponivel para realizar trabalho. Sao reaes exergonicas A diminuicao de energia livre a partir dos reagentes para os produtos expressa em valores de G negativos

Reaes endergonicasRequerem uma quantidade de energia e o seu G positivo

Reaes exergonicas Assim como na mecanica somente parte da energia liberada pelas reaes exergonicas podem ser utilizadas para executar um trabalho Nos sistemas vivos ha dissipao em calor

Organismos vivos

Assim como neste exemplo duas reaes podem estar acopladas Uma exergonica pode estar acoplada a uma endergonica

Exemplo de reaes acopladas Sintese de glicose 6 fosfato A maneira mais simples a produo pela reao 1 que usa fosfato inorganico Nesta reao o produto tem mais energia que os reagentes Reao endergonica

Na reao 2 os produtos tem menos energia que os reagentes Reao libera energia

Exemplo de reaes acopladas As duas reaes tem algo em comum Fosfato inorganico Consumido na reao 1 e produzido na reao 2

As duas podem ser acopladas formam de reao 3 A energia liberada pela reao bem maior que aquela consumida Reao exergonica

Acoplamento de reaes endergonicas com exergnicas central para trocas de energia nas celulas vivas

Estabilidade das biomoleculas Reacoes exergonicas nao necessariamente ocorre de forma rapida Ha uma barreira chamada de ativao Elas sao cruciais para a estabilidade das biomolculas As enzimas catalizam as reaes diminuindo a barreira de ativao

Catalise enzimatica Enzima aumenta a velocidade de reao quimica Este aumento pode ser um milhao de vezes maior 1010 a 1014

Vias metabolicas Nas celulas as reaes catalizadas por enzimas sao funcionalmente organizadas em sequencias Produto de um reao vira substrato na reao seguinte Vias catabolicas e Anablicas

Metabolismo regulado Para ser economico e equilibrado Inibio retroalimentao negativa Feedback

Informao genetica Compartamentalizado Molecula grande

DNA Estrutura permite seu reparo e sua replicao com fidelidade Subunidades de desoxirribonucleicos

Papel das mutaes na evoluo

DNA armazena informao genetica