3_Quimica da Vida.

A BASE MOLECULAR
DA VIDA
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1. A QUÍMICA E A VIDA
- Desenvolvimento da química – séc. XIX e XX;
- Entendimento do mundo submicroscópico e descoberta de como a célula
funciona;
- Teoria atômica:
“*...+ a matéria é constituída de minúsculas partícula, os átomos.”
- Substâncias na natureza → 89 elementos químicos naturais;
- Bioquímica: ramo da biologia que estuda a química da vida, identificando a
substâncias que compõem uma célula e as reações em que elas participam;
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ÁTOMOS, MOLÉCULAS E LIGAÇÕES QUÍMICAS
- Elemento químico → átomo
- 109 tipos:
- 89 naturais
- 20 artificiais
- Átomos:
- Núcleo atômico (prótons e nêutrons);
- Elétrons;
- Na maioria das vezes os átomos estão combinados em moléculas;
- Moléculas: constituem as substâncias simples.
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2. CONSTITUINTES DA MATÉRIA VIVA
A) PRINCIPAIS ELEMENTOS QUÍMICOS DOS SERES VIVOS
- 98% da massa corporal da maioria dos seres vivos:
- Carbono (C);
- Hidrogênio (H);
- Oxigênio (O);
- Nitrogênio (N);
- Fósforo (P);
- Enxofre (s).
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B) SAIS MINERAIS
- Substâncias inorgânicas formadas por íons;
- Íon: átomo que recebe ou doa elétron;
- Cátions: doaram elétrons, portanto têm carga elétrica positiva;
- Ânions: recebem elétrons, portanto têm carga elétrica negativa.
Ex.
Ca2+: coagulação sanguínea, contração muscular;
Na+ e K+: funcionamento das células nervosas;
H+: permite que muitas reações aconteçam.
pH: potencial hidrogeniônico (corpo humano = 7)
> H+ > acidez < pH
< H+ < acidez > pH
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C) PRINCIPAIS MOLÉCULAS DOS SERES VIVOS
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3. ÁGUA
- A porcentagem de água é maior nos embriões, diminuindo com o passar do
tempo;
- H2O;
- Polarizada: apesar de possuir carga elétrica total igual a 0, possui carga
elétrica parcial negativa na região do O e parcial positiva na região do H.
Hidrogênio
Oxigênio
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Moléculas polarizadas ou moléculas polares
Ligação
de hidrogênio
-
O
O
H
+
O
H
H
H
H
H
+
O
H
H
O
H
H
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A) IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA VIDA
- Solvente universal:
- Separar agregados ou cristais;
Ex. Água e sal
- Soluto: substâncias dissolvidas;
- Substâncias hidrofílicas: polares;
- Substâncias hidrofóbicas: apolares.
- Reações químicas:
REAGENTE → PRODUTO
REAÇÃO DE HIDRÓLISE
CONDENSAÇÃO OU
DESIDRATAÇÃO
- Moderador de temperatura:
- Alto calor específico
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- Tensão superficial;
- Veículo de substâncias que passam através da membrana;
- Capilaridade: sobe por capilar devido a força de adesão e coesão gerada pelas
moléculas.
- Coesão: atração entre as moléculas;
- Adesão: atração entre moléculas de água e com outras substâncias
polares.
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4. GLICÍDIOS OU CARBOIDRATOS
- Hidratos de C: para cada carbono, 2H e 1O;
- Açúcares;
- Moléculas mais abundantes na natureza;
- Composição básica: C, H e O;
- Principal fonte de energia para a célula
- Fórmula geral: CnH2nOn.
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A) CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
- Fórmula geral CnH2nOn;
- Variam de 3 à 7 átomos de C;
Ex.: Glicose, Frutose e Galactose;
- Solúvel em água;
- Glicose é o mais importante dos três
e é utilizada pelas células como fonte
imediata de energia
- Sufixo ose.
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DISSACARÍDEOS OU OLIGOSSACARÍDEOS
- São açúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos;
- Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce;
- Síntese por hidratação: ligação glicosídica;
Ex.: Sacarose, Lactose e Maltose.
Açúcar
Composição
Fonte
Sacarose
Glicose + frutose
Cana-deaçúcar
Lactose
Glicose + galactose
Leite
Maltose
Glicose + glicose
Malte
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POLISSACARÍDEOS
- São formadas por mais de 10 monossacarídeos;
- Polímeros: formados por unidades de monômeros;
- Podem ser chamadas de glicanas e são insolúveis em água;
Ex.: amido (α glicose), glicogênio (α glicose) e celulose (β glicose).
AMIDO
GLICOGÊNIO
É a substância de reserva energética vegetal. É encontrado
no trigo, no arroz, na batata-inglesa, na mandioca, etc.
É a substância de reserva energética animal e dos fungos. No
homem é encontrado principalmente nos músculos e no
fígado.
CELULOSE
Constitui o principal componente estrutural da parede
celular das células vegetais. Não servem como fonte de
energia.
QUITINA
Componente do exoesqueleto dos crustáceos e insetos.
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5. LIPÍDIOS
- Insolúveis em água e solúveis em certos solventes orgânicos;
Benzina, éter e álcool
- Moléculas apolares;
- São compostos orgânicos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.
Glicerídeos
Óleo e gordura de origem vegetal e animal
Ceras
Produzida por abelhas e plantas (carnaúba)
Esteróides
Colesterol e hormônios animais
Fosfolipídios
Membrana celular
Carotenóides
Pigmento amarelo e vermelho de certas plantas
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GLICERÍDEOS
- Álcool glicerol + 1, 2 ou 3 moléculas de ácido graxo;
- Triglicerídeos: óleos ou gorduras;
- Glicerol: C3H8O3 ;
- Ácidos graxos: cadeias de carbono com um grupo carboxila (COOH);
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MARGARINA:
“Fabricada com óleos vegetais hidrogenados.”
Adição de hidrogênio, óleo vegetal se torna sólido.
ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS:
Aterosclerose (deposição de lipídios na parede das artérias com perda da sua
elasticidade) → doenças cardiovasculares, infarto no coração, AVC, etc.
FUNÇÕES:
- Absorção de vitaminas lipossolúveis;
- Construção da membrana celular;
- Síntese de prostaglandinas: contração muscular, agregação de plaquetas,
inflamação, etc.
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CERAS
- Álcool + 1 ou mais moléculas de ácidos
graxos;
- Altamente insolúveis → impermeabilidade
(plantas e animais) impede a perda de água,
material de construção.
ESTERÓIDES
- Anéis de carbono → cadeias carbônicas,
hidroxila ou O;
- Colesterol: membrana da célula animal,
matéria-prima (estrógeno e testosterona).
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FOSFOLIPÍDIOS
- Cabeça (Glicerídeo + grupo fosfato) + Cauda (2 moléculas de ácido graxo).
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Meio extracelular
proteína de
reconhecimento
proteína
transportadora
receptor protéico
sítio ligante
bicamada
lipídica
carboidrato
fosfolipídio
colesterol
citoplasma
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filamentos
protéicos
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CAROTENÓIDES
- Pigmentos de cor vermelha, laranja e amarela;
- Caroteno → matéria-prima para produção de vitamina A → precursora do
retinal.
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6. PROTEÍNAS
- Macromoléculas;
- Cadeia de aminoácidos (aa);
- Polímeros: cadeia de unidades monômeras
(aa);
- 50 a 80% do peso seco da célula eucariótica.
AMINOÁCIDOS
- 20 tipos de aa;
- Grupo amina + grupo carboxila + H + C +
Radical.
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LIGAÇÃO PEPTÍDICA
- Ligação entre dois aa vizinhos em uma
molécula de proteína;
- Perda de uma hidroxila da carboxila;
- Perda de um H do grupo amina;
- Liberação de H2O → síntese por desidratação.
DIFERENÇAS NAS PROTEÍNAS
- Quantidade de aa;
- Tipo de aa;
- Seqüência de aa.
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AA ESSENCIAIS
- Isoleucina;
- Leucina;
- Valina;
- Fenilalanina;
- Metionina;
- Treonina;
- Triptofano;
- Lisina;
- Histidina (recém-nascido).
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CLASSIFICAÇÃO - FORMA
- Estrutura primária: seqüência linear.
Ex. Anemia falciforme – ácido glutâmico → valina (hemoglobina).
- Estrutura secundária: enrolamento e dobramento do filamento protéico sobre si
mesmo.
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Estrutura Estrutura
primária secudária
Residuos de aa’s
-hélice
Estrutura
terciária
Estrutura
quaternária
Dobramente
Dif. cadeia polipeptidicas
da cadeia polipeptidica
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- Proteínas globulares: geralmente solúveis
em água, formam estruturas compactas
fortemente enroladas em forma globular ou
esférica.
Ex. Albumina
- Proteínas fibrosas: são insolúveis em água,
compridas e filamentosas. A maioria tem
função estrutural ou de proteção .
Ex. Colágeno ou queratina
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ENZIMAS
- Aumentam a velocidade das reações biológicas sem se alterar após a reação;
- São moléculas polipeptídicas, enroladas sobre si mesmas de modo a formar
regiões com uma espécie de encaixe;
Ex. Proteases, lipases, sacarases,
amilase salivar, etc.
Local onde as moléculas sobre as quais a
enzima atua se encaixam para serem
modificadas (substrato enzimático).
CO-FATORES OU COENZIMAS
Proteínas conjugadas
APOENZIMA + CO-FATOR =
HOLOENZIMA
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VITAMINAS
- Substância orgânica que o organismo não consegue produzir;
- Atuam como co-fatores nas reações enzimáticas;
- Descoberta no período das navegações → dieta pobre dos marinheiros;
- Encontradas naturalmente nos alimentos;
- Avitaminose: doença resultante da falta de vitamina.
CLASSIFICAÇÃO
- Hidrossolúveis: polares, armazenadas em pequenas quantidades, devem ser
ingeridas diariamente. (Ex. B, C)
- Lipossolúveis: apolares, armazenadas no tecido adiposo, não necessitam ser
ingeridas diariamente. (Ex. A, D, E, K)
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VITAMINA
DEFICIÊNCIA
FONTE
Tiamina
Beribéri (perda de apetite, fadiga,
nervosismo)
Cereais, feijão, fígado, ovo,
vegetais de folha
Riboflavina
Ruptura da mucosa oral
Vegetais de folha, ovo,
fígado, leite
Niacina
Inércia, nervosismo extremo,
distúrbios digestivos, pelagra
Levedo de cerveja, carne
magra, ovo, fígado, leite
Á. Pantotênico
Anemia, dormência, fadiga
Carne, leite, cereais, verduras
Piridoxina
Doenças da pele, distúrbio nervoso, Levedo de cerveja, fígado,
inércia, apatia
carnes magras, leite, cereais
B8
Biotina
Distúrbio neuromuscular
B9
Á. Fólico
Anemia, esterilidade, espinha bífida Vegetais verdes, frutas
B12
Cianocobalamina Anemia perniciosa, d. nervoso
Carne, ovo, leite
C
Á. Ascórbico
Escorbuto, fadiga, nervosismo
Frutas cítricas, tomate, couve
A
Retinol
Cegueira noturna ou total
Vegetais amarelos, gema
D
Calciferol
Raquitismo
Fígado, gema
E
Tocoferol
Esterilidade, aborto
Carnes magras, laticínios
K
Filoquinona
Hemorragias
Vegetais verdes, castanha
B1
B2
B3
B5
B6
Carne, legume, verdura
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TIPO
FUNÇÃO
Proteínas estruturais
Estrutural, proteção
Componentes das
membranas celulares
Desempenham diversas funções: determinam o
diâmetro dos poros; auxiliam os hormônios no
“reconhecimento” celular
Colágeno
Componente estrutural dos músculos e tendões
Queratina
Parte da pele e do pêlo
Hormônios peptídicos (p. ex.,
insulina, hormônio do
crescimento)
Muitos hormônios são proteínas e exercem efeitos
sobre diversos sistemas orgânicos
Hemoglobina
Transporte de oxigênio
Anticorpos
Protegem o corpo contra organismos causadores de
doenças
Proteínas plasmáticas
Coágulo sangüíneo; equilíbrio de líquidos
Proteínas musculares
Tornam o músculo capaz de contrair
Enzimas
Regulam os padrões das reações químicas
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7. ÁCIDOS NUCLÉICOS
- Ácido descoberto no núcleo da célula, no séc. XIX;
- Constituem os genes (“herança biológica”);
- Cadeias de nucleotídeos;
- TIPOS:
- DNA (Ácido desoxirribonucléico)
- RNA (Ácido ribonucléico)
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NUCLEOTÍDEOS:
- DNA
- RNA
- Pentose: desoxirribose
- Pentose: ribose
- Grupamento fosfato
- Grupamento fosfato
- Base nitrogenada:
- Base nitrogenada:
- adenina e guanina
- adenina e guanina
- timina e citosina
- uracila e citosina
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RNA
- RNAm (mensageiro): produzido pelo DNA, é a “mensagem”;
- RNAr (ribossômico): lê a “mensagem”;
- RNAt (transportador): captura os aminoácidos e os leva aos ribossomos.
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Florescer na selva urbana. O mobiliário e os equipamentos eletrônicos modernos liberam
tantos produtos químicos que o ar do interior da casa pode ser mais nocivo que das ruas.
Algumas plantas absorvem muito bem esses poluentes. Por isso, limpe a atmosfera e
embeleze sua casa ou seu escritório com lírios, samambaias, seringueiras e palmeiras.