introduÇÃo Á bioquÍmica -...
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INTRODUÇÃO Á BIOQUÍMICABIOQUÍMICA – ENFERMAGEM
Prof. Esp. Roberto Venerando Fundação Educacional Miguel Mofarrej. – FIO
FIO – Faculdades Integradas de Ourinhos.
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1 - Introdução à BioquímicaO que é Bioquímica?
É a química dos Seres Vivos.
É o estudo da atividade biológica ao nível químico.
É o estudo das reações químicas que ocorrem em organismos biológicos.
A bioquímica procura entender como a vida existe a partir de moléculas intrinsecamente inanimadas (sem vida).
A bioquímica procura explicar a atividade biológica em termos químicos
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Importância da Bioquímica e suas relações com outras disciplinas:
GenéticaBiologia celular
Bioquímica
GenéticaBiologia celular
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Reprodução
Crescimento
Características que definem o Seres Vivos:
Metabolismo
Resposta a estímulos do ambiente/capacidade de mudança
Conjunto de reações químicas que processam matéria e energia
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PRINCÍPIOS GERAIS E MOLECULARES DOS SERES VIVOS
- Os organismos vivos são capazes de auto-duplicar e a uto-montagem
Todo organismo vivo é estruturalmente complexo e altamente organizado.
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Por trás da diversidade biológica existe certa unid ade de organização
�10 milhões de espécies diferentes – grande diversidade
Todos os seres vivos:
• nos níveis celular e molecular, há um plano de organização unificado
•bioquimicamente têm as mesmas estruturas e funções básicas e um mesmocódigo genético.código genético.
Simplifica o entendimento da Bioquímica!
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Subunidades monoméricasLetras do alfabeto
(26 tipos diferentes)
Nucleotídeos(4 tipos
diferentes)
Aminoácidos(20 tipos
diferentes)Em todos os seres, as macromoléculassão construídas a partir dos mesmostipos de unidades monoméricas:
- existência de modelos subjacentescomuns.- simplicidade básica na estrutura dasmacromoléculas, apesar dos bilhões detipos de proteínas existentes em milhõesde espécies de seres vivos.
Sequências ordenadas lineares
DNAPalavras Proteina
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A célula é uma máquina onde ocorrem reações químicas com a lto grau de controle e seletividade
Os organismos vivos são capazes de extrair e utilizar energia do seuambiente
Os processo metabólicos são regulados e ajustados para operar comeficiência e economiaeficiência e economia
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- Como a célula exerce ou alcança alto grau de controle, seleti vidadee eficiência?
Mecanismos como:- enzimas- compartimentalização- processamento de informação
As enzimas desempenham papel fundamental nesteprocesso.
As enzimas são proteínas especializadas, capazes decatalisar as reações bioquímicas.
As reações ocorrem a temperatura constante
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A matriz da vida é caracterizada por interações fraca s em um ambiente aquoso.
As interações não covalentes na célula
Quais são os principais tipos?
- interações iônicas;- interações iônicas;- pontes de hidrogênio;- interações hidrofóbicas;- interações de van der Waals.
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Importância das interações não covalentes:
- estabilizam estruturas tridimensionais de macromoléculas e de estruturas supramoleculares (inclusive a célula!!);
- são importantes na dinâmica de interações entre moléculas (interações transitórias);
- são fundamentais para a especificidade das interaçõ es
COMO e PORQUE se estas interações são fracas?
- as interações não covalentes estão constantemente se fazendo e desfazendo
(são facilmente quebradas pela agitação térmica das moléculas)
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Porque as interações não covalentes:
- ocorrem apenas a distâncias relativamente curtas;
- são necessárias diversas interações fracas para gerar uma interação estável entre duas moléculas ou partes de uma mesma molécula;
- apenas moléculas com certo grau de complementariedade quanto ao formato
são capazes de estabelecer uma interação estável;são capazes de estabelecer uma interação estável;
- o fato de haver sempre uma certa porcentagem de ligações que estão
rompidas confere flexibilidade às moléculas biológicas.
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Interações fracas – ocorrem a distâncias curtasnúmero de interações determina estabilidade
Complementariedade molecular
Complexo mais estável Complexo menos estável
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Ligações não covalentes:
Ao contrário de covalentes, estão sendo continuamente formados e quebrados
São suficientemente fortes (em conjunto) para formar e estabilizar estruturas, mas suficientemente fracos para as estruturas serem desfeitas
Não há necessidade de catálise enzimática - energia Não há necessidade de catálise enzimática - energia cinética das moléculas (movimento térmico)
Interações não covalentes sempre involvem cargas elétricas
Permitem:- grande flexibilidade estrutural- especificidade de interações- interações transientes
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Especificidade:
-Anticorpos- Enzimas - Hormonios- Expressão de genes
Interações moleculares transientes são importantes em:-Enzimas (catálise)- Regulação de enzimas- Regulação de enzimas- Transporte através de membranas- Sinalização celular
Mas também pode haver a necessidade de interações irreversíveisImportantes para determinar a estrutura ou associaçõs em:- Estrutura de proteinas- DNA - Membranas
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Ponte de hidrogênio
Altamente direcional – mais forte quando
todos os átomos estão em linha
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Forças de Van der Waals – termo usado coletivamente para interações entre átomos muito próximos entre si – flutuações na densidade dos eletrons geram dipolos induzidos.
Não são específicos (podem ocorrer entre qualquer par de átomos) e são as únicas interações que ocorrem entre moléculas não polares.
O posicionamento preciso é um prerequisito para interações de O posicionamento preciso é um prerequisito para interações de Van der Waals.Principais características:
1 – atrações de curto alcance2 – variam quanto a energia de formação da ligação
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Conclusões:
- Importância de moléculas grandes
- Importância de moléculas polares
E qual o papel da água?
Meio para o metabolismoSolvente de muitos compostosCalor específico elevadoReagente ou produto de muitas reações bioquímicas
O meio aquoso favorece as interações não covalentes entre as moléculas –importantes para a complementariedade molecular
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H2O SOLVENTE UNIVERSAL
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LíquidoLíquido
Gelo
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Interações Hidrofóbicas
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Ligação fosfodiéster
Espinha dorsal
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ADENINA
TIMINA
DNA - Dupla hélice
GUANINA
CITOSINA
Porque disposição antiparalela?
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Pareamento de bases, disposição antiparalela e, consequentemente, estrutura geral é resultante da:estrutura geral é resultante da:
Otimização de pontes de hidrogênio (com geometria ideal)
Distância constante entre fitas
Quais as vantagens da dupla hélice?