biomoléculas e a base molecular da vida prof. dr. francisco prosdocimi [email protected]
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A BIOLOGIA NO SEC. XIX
Vitalismo, élan vital: característica particular e única existente apenas em organismos vivos – pensamento místico em círculos acadêmicos
Desenvolvimento da bioquímica e da genética Tentativa de explicar a vida em bases físicas Trazer o rigor das ciências exatas para as ciências biológicas Objetivo alcançado com a biologia molecular Estudos do fim do sec. XIX e início do sec. XX mostram que
apenas as forças químicas das moléculas inanimadas é capaz de explicar a constituição dos organismos vivos
SACO DE MOLÉCULAS?
Organismos vivos são compostos de moléculas sem-vida
O que distingue, então, um organismo vivo de um saco de moléculas? Complexidade e Organização Capacidade de extrair, transformar e utilizar a energia
do ambiente Capacidade de replicação
DIVERSIDADE DOS ORGANISMOS
OLHANDO MAIS DE PERTO
Por trás da diversidade anatômica existe uma incrível similaridade em nível celular e químico
A LÓGICA MOLECULAR DA VIDA
Poucas generalizações podem ser feitas para todos os organismos
ORGANISMO
Proteínas
Polissacarídeos Acidos Nucléicos
Sistemas
Órgãos
Tecidos
Células
Organelas
Moléculas
Aminoácidos
Açúcares simples A, T, C e G
ALFABETO QUÍMICO
Todos os organismos vivos são constituídos a partir das mesmas unidades monoméricas
A estrutura das macromoléculas é o que determina a sua função biológica
Cada espécie apresenta um conjunto distinto de macromoléculas
VIDA E ABUNDÂNCIA DE ÁTOMOS
A maioria dos constituintes moleculares dos seres vivos são compostos de átomos de C ligados a outros átomos de C, H, O, N, P e S
Se encontrássemos vida fora da Terra... Massa celular -- 99% CHON
UM POUCO
DE QUÍMICA
Hidrogênio
Água
Amônia
Metano
Sulfeto de Hidrogênio
Ácido Fosfórico
Átomo
Número de elétrons não
emparelhadosCamada Completa
1
8
7
6
16
15
TRÊS VIVAS
PARA O CARBONO
Corresponde a mais de 50% do peso seco das células
Versatilidade na formação de ligações químicas
Formação de cadeias lineares, cadeias ramificadas e estruturas cíclicas
Compostos orgânicos – moléculas que apresentam esqueletos de carbono covalentemente ligados
GRUPOS FUNCIONAIS EM
MOLÉCULAS VIVAS
EXEMPLOS DE BIOMOLÉCULAS
BIOMOLÉCULAS
Ácidos Nucleicos Armazenamento da
informação genética Proteínas
Enzimática Estrutural Transporte Hormônios
Polissacarídeos Armazenamento Estrutura
Lipídeos Armazenamento Estrutura Hormônios
Características em comum:
ALTO PESO MOLECULAR
ÁCIDOS
NUCLEICOS
DNA, RNA
Armazenamento da informação genética
Polímeros de nucleotídeos
DNA E RNA
Polímeros de nucleotídeos
Esqueleto de ribose-fosfato ligado às bases nitrogenadas
REPLICAÇÃO
DO DNA
O DNA é composto por uma dupla-hélice
Replicação semi-conservativa: as bases presentes em uma das fitas contém toda a informação necessária para a síntese da nova fita
A complementaridade das bases A = T, G = C
As duas fitas do DNA são antiparalelas
EVOLUÇÃO POR MUTAÇÕES
A modificação das moléculas de DNA ao longo do tempo (mutação) é um dos principais fatores evolutivos
DOGMA CENTRAL E TRADUÇÃO
PROTEÍNAS
Moléculas mais importantes?
Polímeros de aminoácidos
Apenas 20 diferentes aminoácidos estão presentes nas moléculas biológicas
Carboxil
Amino
AMINOÁCIDOS
LIGANDO AMINOÁCIDOS
Onde acontece? Quem atua como
catalisador?
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
Enovelamento de proteínas
HIERARQUIA ESTRUTURAL