4% da matéria do cosmos é matéria comum, feita de átomos como nós big-bang; um pequeno ponto de...
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4% da matéria do cosmos é matéria comum, feita
de átomos como nós• Big-Bang;• Um pequeno ponto de matéria muito densa e concentrada sujeita a temperaturas elevadas entrou em expansão explosiva;
• Projectada a grandes velocidades, a matéria começou a interagir, formando os primeiros elementos;• Deu-se a nucleosíntese primordial (formação dos primeiros núcleos);• Electrões, protões e neutrões juntaram-se, constituindo os primeiros átomos de hidrogénio (substância mais abundante no cosmos), hélio e lítio;
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• Formação das estrelas a partir da contracção gravitacional de nuvens
de matéria existente no espaço;
• Novos elementos mais pesados surgem pela primeira vez no interior
das estrelas;
• Nucleossíntese interestelar – formação de novos elementos;
• Formação dos planetesimais;
• Formação dos protoplanetas;
• Formação dos planetas, entre eles o planeta Terra;
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•Diferenciação do planeta Terra em camadas;
•Criação de condições de vida na Terra;
•Surgem os primeiros seres vivos, as cianobactérias.
•Dos seres vivos unicelulares aos multicelulares, os organismos
foram evoluindo, aumentando a sua complexidade...
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O estudo da origem da vida remete para a semelhança na constituição
das células de todos os seres vivos.
Tanto as biomoléculas como as células são formadas a partir de
moléculas simples, tais como H2O, NH3, CO2,N2 e H2.
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A célula é a base da vida…
As nossas células são constituídas por vários
tipos de biomoléculas com funções específicas que
interagem entre si…
Os organismos vivos utilizam o mesmo tipo de moléculas para assegurar o seu metabolismo, mas cada espécie possui um conjunto específico de
ácidos nucleicos e proteínas responsáveis pela sua identidade…
A célula viva é um sistema aberto, auto-regulável, que utiliza a energia livre e as matérias primas do meio
envolvente
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Biomoléculas são compostos de estrutura simples, que estão presentes
nos seres vivos e são essenciais aos seus processos vitais
Têm na sua constituição essencialmente Carbono (C), Hidrogénio (H), Oxigénio (O)
e Azoto (N)
As propriedades especiais de ligação covalente do carbono permitem a formação de uma
grande variedade de moléculas…
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Orgânicas
Glícidos Lípidos Ácidos NucleicosProteínas
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Organização hierárquica das estruturas biológicas
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•Estrutura
•Tipo de Iigação entre os aminoácidos
•Proteínas Conjugadas
•Propriedades das proteínas
•Função
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MonómeroAminoácidos
Fórmula de estrutura
Existem 20 aminoácidos diferentes
que originam diferentes proteínas.
Todos contém um
grupo amina (NH3) e um grupo ácido carboxílico
(COOH) ligados ao Cα
αamina
ácido carboxílico
Define propriedades como a polaridade e o grau de ionização
Estrutura quaternária: H, C, O, N
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Peptídica
entre o grupo amina (R-NH-) de um aminoácido e o grupo carboxilo (R-CO-) de outro aminoácido, com perda de uma
molécula de água
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Proteínas Conjugadas
Algumas proteínas apresentam a cadeia de aminoácidos ligada a um grupo prostético
Glicoproteínas. Exemplos: mucina (saliva) e imunoglobolina
Fosfoproteínas: Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseína (leite) Lipoproteínas: Exemplos: HDL, LDL, IDL, VLDL, Quilomicrons
Transporte de lípidos através do
plasma
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Propriedades das Proteínas
Ácido-base Os aminoácidos são substâncias anfotéricasCarga depende do pH
Solubilidade Solúveis em água (precipitam por HClO4)Insolúveis em solventes orgânicos (etanol)Espectroscópicas
Absorção a 280 nm devido à presença de AA aromáticos como:
• Fenilalanina• Triptofano• Tirosina
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Funções das Proteínas
Enzimática
Ex: lipases
Nutricional
Hormonal Transporte
Armazenamento
Sistemas contrácteis
Estrutural
Imunidade
Ex: ferritina
Ex: hemoglobinaEx: insulina
Ex: colagénio
Ex: imunoglobolina
Ex: caseína
Ex: troponina
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Os ribossomas são as principais moléculas
envolvidas na tradução de proteínas.
Destes fazem parte uma subunidade pequena e uma
subunidade grande com funções
específicas, por sua vez constituídas por rRNA e um elevado
número de proteínas que asseguram a
continuação do nosso metabolismo
Subunidade maior
Subunidade menorInteracção entre rRNA e proteínas
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Glícidos
• Generalidades
• Estrutura
• Função dos glícidos
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Generalidades
• Sintetizados através do processo fotossintético
• Fonte primária de energia dos seres vivos
• Contêm vários grupos químicos funcionais hidroxilo e um aldeído
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Monómero
Monossacarídeos
Ligação entre os monossacarídeos Glicosídica
s
Composição
H, C, O
Elementosadicionais
S, N(CH2O)n
3 ≤ n ≤ 7
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Funções dos Glícidos
Antigénica
Ex: quitina
Estrutural
Cicatrização
Armazenamento
Lubrificante
Ex: quitina
Ex: lactose
Ex: glicogênio
Ex: heparina
Ex: líquido sinovial
Anticoagulante
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As enzimas são proteínas que catalisam reacções metabólicas fundamentais ao
funcionamento do nosso corpo
O seu papel na síntese de biomoléculas como proteínas,
lípidos e glícidos é fundamental para assegurar a homeostase
Interacção entre enzimas e as restantes biomoléculas
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Lípidos
• Aspectos gerais
• Estrutura
• Função
• Interacção com outras biomoléculas
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Lípidos
• Moléculas estruturalmente muito heterogéneas
• Propriedades mais distintivasFraca solubilidade na águaSolubilidade em solventes orgânicos como o éter, o clorofórmio e o benzeno
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Estrutura
• É formada por moléculas de glicerol e moléculas de ácido gordo
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Glicerol
• Álcool que contém três grupos hidroxilo
• Estes grupos estabelecem ligações covalentes com os grupos carboxilo dos ácidos gordos
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Ácidos Gordos
• São formados por uma cadeia linear de átomos de carbono, com um grupo terminal carboxilo (COOH)
• Podem ser saturados ou insaturados
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Funções• Reserva energética
• Função estrutural
• Função protectora
• Função vitamínica
• Função hormonal
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Função estrutural
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Interacção entre Lípidos e Proteínas
As membranas desempenham um papel fulcral no controlo da troca
de substâncias entre o meio intra e extracelular e na formação dos
organelos dentro da célula
A sua constituição inclui
uma bicamada fosfolipídica e um conjunto de
proteínas especializadas envolvidas na
sinalização celular e no
transporte de substâncias
A interacção das biomoléculas deve-se às suas propriedades
simultaneamente hidrofílicas e
hidrofóbicas e é muito importante na
manutenção da fluidez das membranas
Modelo Mosaico Fluido
Lípidos Membranares
• Esfingolipídos • Colesterol • Fosfoglicerídeos
• Fosfatidilcolina, • Fosfatidiletanolamina, • Fosfatidilserina,• Fosfatidiltreonina;
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Ácidos Nucleicos
•Generalidades
•Tipos
•RNA e DNA
•Função
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Á c i d o s N u c l e i c o s : o q u e s ã o ?
• Biomoléculas de grande importância no controlo celular;
• Os ácidos nucleicos são polímeros em que os monómeros, os nucleótidos, são constituídos por:– Uma pentose (ribose ou desoxirribose);– Um grupo fosfato (ou ácido fosfórico);– Uma base azotada (adenina, guanina, citosina,
timina ou uracilo).
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Á c i d o s N u c l e i c o s: t i p o s
Existem dois tipos de ácidos nucleicos com constituição e estrutura distintas:
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Á c i d o s N u c l e i c o s : R N A e D N A
O RNA (ácido ribonucleico) pode possuir diferentes tipos de estrutura consoante a função que desempenham:• RNAt
•RNAm
•RNAr
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é formado por cadeia dupla antiparalela enrolada em dupla hélice.
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Á c i d o s N u c l e i c o s : f u n ç ã o
Os ácidos nucleicos têm como função o armazenamento e expressão da informação genética (nomeadamente o DNA), assim como intervêm na síntese proteica e outros mecanismos a nível celular.
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O DNA é uma molécula orgânica que contém a informação genética dos seres vivos e define a
forma como estes interagem com o meio biológico
A cadeia de DNA apresenta-se enrolada numa estrutura em dupla-
hélice que no núcleo se enovela para formar a cromatina.
As histonas são as principais proteínas que compõe a cromatina e são muito importantes na regulação dos genes e no empacotamento do DNA, permitindo
que os genomas eucariotas de grandes dimensões caibam no núcleo da célula.
Interacção entre DNA e histonas
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É o meio por onde ocorrem todas as reacções celulares
Embora seja electricamente neutra, a molécula da água apresenta polaridade
É o composto mais importante das célulasÉ o solvente universal
Água
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Nos sistemas biológicos é particularmente importante a ligação de hidrogénio mediada pela água, na qual as moléculas de água funcionam
como uma ponte para conectar duas partes separadas.
Na água, as moléculas de péptidos ligam-se entre si, formando nanofibras bem ordenadas que depois
se unem para formar matrizes.
Por sua vez, essas matrizes de nanofibras são usadas para fins terapêuticos.
A água é uma molécula altamente reactiva - favorece as interacções hidrofóbicas. - interfere na estrutura e propriedades das proteínas e ácidos nucleicos
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Bibliografia
• LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica. Worth Publishers, 3a. ed. 2002
• STRYER, L. Bioquímica, 5a. ed.
• http://www.cientic.com