Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Ciências da Saúde Instituto de Bioquímica Médica Disciplina de Bioquímica A Bloco I Curso: Enfermagem George Kluck Bioquímica ? Estuda a composição, a estrutura e o metabolismo de moléculas biologicamente importantes As conversões metabólicas e as transferências de energia entre estas moléculas Relação entre estrutura química e a função biológica A distribuição espacial e temporal das biomoléculas nas células e organismos Origem da vida Evolução a partir de um ancestral comum com base em informações genéticas e bioquímicas Procariontes X Eucariontes Célula de procarionte Célula eucariótica Membrana Plasmática Funções da Membrana Transporte através da membrana Endocitose: Fagocitose e pinocitose Exocitose: Clasmocitose Funções da Membrana Célula eucariótica Núcleo O núcleo contém o material genético dos organismos É envolto pela carioteca (duas camadas de membrana contígua ao retículo endoplasmático) Local onde ocorrem os processos de replicação do DNA e transcrição. Célula eucariótica Retículo Endoplasmático Função: Síntese de proteínas e lipídios Célula eucariótica Complexo de Golgi Síntese e processamento de uma proteína secretada Célula eucariótica Lisossomos Função: Degradação Possui inúmeras hidrolases ácidas: Proteases Nucleases Glicosidases Lipases e Fosfolipases Fosfatases e Sulfatases Célula eucariótica Peroxissomos Enzimas que destroem o peróxido de hidrogênio: - Catalase Beta-oxidação dos ácidos graxos (junto com as mitocôndrias em animais) Detoxificação Célula eucariótica Mitocôndria A mitocôndria é a principal produtora de ATP, fornecendo energia para célula Célula eucariótica Citoesqueleto Função: Estabilizar a forma celular Microfilamentos - formado por actina Filamentos intermediários - vimetina, desmina, queratina Microtúbulos - formados por tubulina Citoesqueleto Vantagens da compartimentalização celular de eucariotos Degradação de bactérias, vírus e corpos estranhos sem degradar o material da própria célula Vantagens da compartimentalização celular de eucariotos Vantagens da compartimentalização celular de eucariotos A diferença de prótons entre a matriz mitocondrial e o espaço intermebrana gera um gradiente eletroquímico. O retorno de prótons para a matriz mitocondrial a favor do gradiente libera energia que é utilizada para a síntese de ATP. Biomoléculas PRINCIPAIS COMPONENTES QUÍMICOS DAS CÉLULAS COMPONENTES INORGÂNICOS: Moléculas pequenas e com poucos átomos - Água - Sais Minerais COMPONENTES ORGÂNICOS: Moléculas grandes e complexas - Carboidratos - Lipídeos - Proteínas - Ácidos nucléico COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA* Substâncias Animais Plantas Água 62% 74% Sais Minerais 4% 2,5% Carboidratos 6% 18% Lipídeos 11% 0,5% Proteínas 17% 4% * valores médios Biomoléculas 99% da massa da maioria das células Ligações do Carbono LIGAÇÃO COVALENTE: compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, causando uma atração mútua entre eles, que mantêm a molécula resultante unida. Ligações covalentes simples, duplas ou triplas Geometria das ligações do carbono ARRANJO TETRAÉDRICO LIGAÇÃO DUPLA LIGAÇÃO SIMPLES Biomoléculas As moléculas orgânicas são formadas principalmente de carbono e hidrogênio, entretanto suas características únicas estão relacionadas a estruturas denominadas grupos funcionais envolvendo outros átomos como o oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Principais grupos funcionais encontrados em biomoléculas Biomoléculas polifuncionais Estrutura Tridimensional Aminoácido Alanina: Perspectiva Esferas /bastonetes Representação dos ângulos e comprimento entre ligações Modelo espacial Isômeros Compostos diferentes com a mesma fórmula molecular Isomeria Estrutural Estereoisômeros Estereoisômeros Cis / Trans Enantiômeros Carbono quiral Possuem propriedades físicas diferentes Átomo de carbono com 4 ligantes diferentes, é assimétrico e não é sobreponível a sua imagem especular Enantiômeros Interações biológicas (enzima-substrato, receptor-hormônio, anticorpo-antígeno) são estereoespecíficas Estereoespecificidade Geração Talidomida Receptores sensoriais específicos distinguem os membros de cada isômero (S)-Naproxeno tem açao antinflamalória e o outro causa danos ao fígado Biomoléculas Ácidos nucleicos Lipídios Carboidratos Proteínas Carboidratos Possuem uma fórmula básica(CH2O)n Aldoses e cetoses Subunidades monoméricas de polissacarídeos Oligossacarídeos Polímeros de açúcar QUITINA Intolerância a lactose Lactase Galactosemia classica Galactosemia Evitar o consumo de leite, mas só retarda a doença, pois o corpo produz galactose Ácidos nucléicos Nucleotídeos - unidades monomérica dos ácidos nucléicos Ligações fosfodiéster Proteínas Aminoácidos - unidades monomérica das proteínas Ligação peptídica Lipídios Acilgliceróis Ácidos graxos Ácidos graxos Fosfolipídios Esteróides Colesterol Testosterona Importância da vitamina D HIERARQUIA MOLECULAR NA ORGANIZAÇÃO DAS CÉLULAS