Diapositivo 1 - Comissão de Curso 2007

• Big-Bang;
4% da matéria do cosmos é
matéria comum, feita de
átomos como nós
• 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;
• 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;
•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...
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.
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
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…
Orgânicas
Proteínas
Glícidos
Lípidos
Ácidos Nucleicos
Organização hierárquica das estruturas biológicas
•Estrutura
•Tipo de Iigação entre os aminoácidos
•Proteínas Conjugadas
•Propriedades das proteínas
•Função
Monómero
Aminoácidos
Fórmula de estrutura
ácido
carboxílico
α
amina
Define propriedades como a
polaridade e o grau de ionização
Existem 20
aminoácidos
diferentes que
originam
diferentes
proteínas. Todos
contém um grupo
amina (NH3) e
um grupo ácido
carboxílico
(COOH) ligados ao
Cα
Estrutura quaternária: H, C, O, N
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
Proteínas Conjugadas
Glicoproteínas. Exemplos:
mucina (saliva) e
imunoglobolina
Algumas proteínas
apresentam a cadeia de
aminoácidos ligada a um
grupo prostético
Fosfoproteínas: Exemplos:
vitelina (gema do ovo) e
caseína (leite)
Lipoproteínas: Exemplos:
HDL, LDL, IDL, VLDL,
Quilomicrons
Transporte de lípidos
através do plasma
Propriedades das Proteínas
Ácido-base
Solubilidade
Os aminoácidos são substâncias anfotéricas
Carga depende do pH
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
Ex: ferritina
Ex: lipases
Armazenamento
Enzimática
Hormonal
Sistemas contrácteis
Funções das
Proteínas
Transporte
Ex: hemoglobina
Ex: insulina
Estrutural
Nutricional
Ex: caseína
Ex: troponina
Imunidade
Ex: imunoglobolina
Ex: colagénio
Interacção entre rRNA e proteínas
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 menor
Subunidade
maior
Glícidos
• Generalidades
• Estrutura
• Função dos glícidos
Generalidades
• Sintetizados através do processo
fotossintético
• Fonte primária de energia dos seres vivos
• Contêm vários grupos químicos funcionais
hidroxilo e um aldeído
Composição
Monómero
H, C, O
Monossacarídeos
Elementos
adicionais
(CH2O)n
3≤n≤7
S, N
Ligação entre os
monossacarídeos
Glicosídicas
Ex: quitina
Ex: lactose
Cicatrização
Antigénica
Ex: líquido sinovial
Lubrificante
Funções dos
Glícidos
Anticoagulante
Estrutural
Ex: heparina
Ex: quitina
Armazenamento
Ex: glicogênio
Interacção entre enzimas e as restantes biomoléculas
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
Lípidos
• Aspectos gerais
• Estrutura
• Função
• Interacção com outras biomoléculas
Lípidos
• Moléculas estruturalmente muito
heterogéneas
• Propriedades mais distintivas
Fraca solubilidade na água
Solubilidade em solventes orgânicos
como o éter, o clorofórmio e o benzeno
Estrutura
•É
formada
por
moléculas de glicerol
e moléculas de
ácido gordo
Glicerol
• Álcool que contém três grupos hidroxilo
• Estes grupos estabelecem ligações
covalentes com os grupos carboxilo dos
ácidos gordos
Ácidos Gordos
• São formados por uma cadeia linear de
átomos de carbono, com um grupo
terminal carboxilo (COOH)
• Podem ser saturados ou insaturados
Funções
• Reserva energética
• Função estrutural
• Função protectora
• Função vitamínica
• Função hormonal
Função estrutural
Interacção entre Lípidos e Proteínas
Modelo Mosaico Fluido
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
Lípidos Membranares
• Esfingolipídos
• Colesterol
• Fosfoglicerídeos
• Fosfatidilcolina,
• Fosfatidiletanolamina,
• Fosfatidilserina,
• Fosfatidiltreonina;
A interacção das
biomoléculas deve-se
às suas propriedades
simultaneamente
hidrofílicas e
hidrofóbicas e é muito
importante na
manutenção da fluidez
das membranas
Ácidos Nucleicos
•Generalidades
•Tipos
•RNA e DNA
•Função
Ácidos Nucleicos: o que são?
• 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).
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:
Ácidos Nucleicos:RNA e DNA
O RNA (ácido
ribonucleico) pode
possuir diferentes
tipos de estrutura
consoante a
função que
desempenham:
• RNAt
•RNAm
•RNAr
O DNA (ácido
desoxirribonucleic
o) é formado por
cadeia dupla
antiparalela
enrolada em
dupla hélice.
Ácidos Nucleicos: função
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.
Interacção entre DNA e histonas
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 duplahélice 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.
Água
É o composto mais
importante das células
É o solvente universal
É o meio por onde ocorrem todas
as reacções celulares
Embora seja electricamente
neutra, a molécula da água
apresenta polaridade
A água é uma molécula altamente reactiva
- favorece as interacções hidrofóbicas.
- interfere na estrutura e propriedades das proteínas e ácidos nucleicos
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.
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