Sumário - Novatec

Sumário
Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
O que acontece dentro de seu corpo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1. Estrutura celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Quais são os componentes de uma célula? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. O que acontece dentro de uma célula? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Síntese de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Produção de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Uma célula é o local de muitas reações químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bioquímica da síntese de proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bioquímica do metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bioquímica da produção de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bioquímica da fotossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Conhecimentos fundamentais de bioquímica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ligações químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Biopolímeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oxidação-redução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Respiração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
16
18
19
20
22
24
26
27
29
30
32
36
36
36
36
37
37
37
38
2
Fotossíntese e respiração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1. Ecossistemas e ciclos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ecossistemas e o ciclo biogeoquímico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é o ciclo biogeoquímico? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ciclo do carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Sobre a fotossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A importância das plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura do cloroplasto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotossíntese - A reação de fotofosforilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotossíntese - Fixação do dióxido de carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Respiração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é um carboidrato? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sacarídeos e o sufixo “-ose” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Por que monossacarídeos assumem estrutura cíclica? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40
40
43
45
48
48
49
50
57
60
60
63
63
Por que temos de respirar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Respiração é a reação que quebra a glicose para criar energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estágio 1: decomposição da glicose pela glicólise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estágio 2: ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs ou ciclo TCA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estágio 3: produção em massa de energia pela cadeia de transporte de elétrons . . . . . . . .
Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. ATP - A moeda da energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Tipos de monossacarídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aldoses e cetoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Piranose e furanose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tipos D e L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6. O que é CoA? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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66
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71
74
79
82
83
83
83
84
85
3
Bioquímica de nosso dia a dia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1. Lipídeos e colesterol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
O que são lipídeos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Ácidos graxos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Colesterol é um tipo de esteroide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Função do colesterol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Lipoproteínas: além do bem e do mal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
O que é arteriosclerose? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Mistério 1: o colesterol realmente faz mal? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2. Bioquímica da obesidade - Por que armazenamos gordura? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Energia ingerida e energia gasta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Animais guardam gordura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Sacarídeos em excesso se tornam gordura! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Quando a gordura é utilizada como fonte de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Mistério 2: por que engordamos se comemos demais? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3. O que é tipo sanguíneo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Tipo sanguíneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Como determinamos o tipo sanguíneo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Mistério 3: o que é tipo sanguíneo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4. Por que as frutas ficam mais doces à medida que amadurecem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Que tipos de açúcar existem nas frutas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Como as frutas se tornam doces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Mistério 4: por que as frutas se tornam doces? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5. Por que os bolinhos de arroz mochi são tão elásticos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Diferenças entre o arroz normal e o arroz mochi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
A diferença entre amilose e amilopectina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
O que significam os números em α(1→4) e α(1→6)? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Mistério 5: por que os bolinhos de arroz mochi são tão elásticos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
viii sumário
4
Enzimas são as chaves para as reações químicas . . . . . . . . . . . . 149
1. Enzimas e proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Funções das proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é uma enzima? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Proteínas são formadas por aminoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura primária de uma proteína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura secundária de uma proteína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura terciária de uma proteína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura quaternária de uma proteína e subunidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Função de uma enzima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Substratos e enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enzima rigorosa? Enzima descontraída? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Classificação das enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transferases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A glicosiltransferase determina o tipo sanguíneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hidrolases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Uso de gráficos para compreender as enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Por que as enzimas são importantes para as reações químicas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O que é energia de ativação? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enzimas derrubam esse “muro” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Taxa máxima de reação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Equação de Michaelis-Menten e constante de Michaelis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vamos calcular Vmáx e Km! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Por que utilizamos números recíprocos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Enzimas e inibidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enzimas alostéricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
150
151
153
154
158
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162
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176
177
178
180
182
186
193
196
5
Biologia molecular e a bioquímica dos ácidos nucleicos . . . . 199
1. O que é um ácido nucleico? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O básico sobre ácidos nucleicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A descoberta da nucleína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ácido nucleico e nucleotídeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Complementaridade das bases e estrutura do DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Replicação do DNA e a enzima DNA polimerase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estrutura do RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Ácido nucleico e genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O DNA é a linguagem dos genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O RNA tem várias funções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
mRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rRNA e tRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ribozimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
202
202
204
205
209
212
214
218
218
220
222
223
226
sumário ix
3. Bioquímica e biologia molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O trabalho sujo de um bioquímico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O início da bioquímica e da biologia molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Desenvolvimento de técnicas de DNA recombinante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Retornando à bioquímica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A origem da célula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Realização de experimentos bioquímicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cromatografia em coluna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eletroforese e um western blot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Blotting de lectina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Centrifugação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Medição da reação de enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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228
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229
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232
233
234
235
236
Epílogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Índice remissivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
x sumário