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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CAMPUS UNIVERSITÁRIO - TRINDADE - CAIXA POSTAL 476
CEP 88.010-970 - FLORIANÓPOLIS - SANTA CATARINA
Telefone - (048) 331.9692 - Telefax - (048) 3319672
CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
CURRÍCULO 2003-2
PROGRAMA DE ENSINO
DISCIPLINA: BQA5114 - Bioquímica 06 - Básica
CARGA HORÁRIA: 90 horas aula
DEPARTAMENTO MINISTRANTE: DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
CURSO: AGRONOMIA
EMENTA
pH e Sistema Tampão. Química e importância biológica de aminoácidos, proteínas,
carboidratos e lipídeos. Enzimas: química, cinética e inibição. Coenzimas e Vitaminas.
Energética bioquímica e visão geral do metabolismo. Metabolismo de carboidratos,
lipídeos, aminoácidos e proteínas. Ciclo do nitrogênio, fixação e assimilação.
Fotossíntese e ciclo do carbono. Interrelações e regulação metabólica. Bases
moleculares da expressão gênica.
OBJETIVOS
Ao final do semestre o aluno deverá ser capaz de:
- identificar a estrutura e correlacionar a função dos componentes moleculares das
células e de compostos químicos biologicamente importantes.
- descrever as reações que a célula utiliza no metabolismo das proteínas, carboidratos e
lipídeos.
- compreender as interações moleculares que se realizam nos organismos vivos e as
adaptações bioquímicas encontradas ao longo da escala evolutiva.
- compreender as bases moleculares da expressão gênica e da manipulação de genes.
- descrever os mecanismos e reações associadas à fotossíntese e à fixação do
Nitrogênio.
SISTEMA DE ENSINO E AVALIAÇÃO
O curso será ministrado com aulas teóricas e práticas. Nas aulas teóricas serão
utilizados recursos visuais, tais como transparências, diapositivos e vídeos para facilitar
a compreensão dos temas abordados. Serão também fornecidos aos estudantes roteiros
de estudos com questões e exercícios para melhor acompanhamento das aulas. A parte
prática da disciplina será executada pelo aluno, com acompanhamento e orientação do
professor, no laboratório de aulas práticas do Departamento de Bioquímica.
A avaliação será feita através de quatro provas escritas obrigatórias de mesmo peso
(10,0) totalizando quarenta pontos (40,0). A média final será obtida pela média
aritmética das quatro provas previstas. As provas serão elaboradas em função dos
objetivos específicos de ensino apresentados aos alunos no início da discussão de cada
tema e reforçados nos roteiros de estudo.
CONTEÚDO DO PROGRAMA TEÓRICO
l. pH e sistema Tampão.
Noções de pH e sistema tampão; escala de pH.
2. Aminoácidos.
Conceito classificação e estrutura química; propriedades ácido-básicas dos
aminoácidos; curvas de titulação; estereoquímica dos aminoácidos; reações químicas
dos aminoácidos; métodos de separação e caracterização.
3. ProteínasI e II.
Conceito de ligação peptídica e formação de di, tri e polipeptídeos; conformação das
proteínas (níveis de organização da estrutura protéica); classificação; propriedades
ácido-básicas das proteínas; pI, solubilidade, desnaturação e agentes desnaturantes,
métodos de análise de proteínas.
4. Lipídeos.
Conceito; função; classificação; estruturas e papel nas membranas biológicas.
Propriedades físico-químicas dos ácidos graxos. Lipídeos complexos: triacilgliceróis,
fosfoglicerídeos, esfingolipídeos e ceras. Lipídeos simples: terpenos, esteróides e
prostaglandinas.
5. Carboidratos.
Monossacarídeos: classificação, grupos funcionais, esteroisomeria e estrutura cíclica,
mutarrotação, formas anoméricas, reações e derivados dos monossacarídeos.
Dissacarídeos: conceito de ligação glicosídica; estrutura e propriedades dos
dissacarídeos mais comuns. Polissacarídeos: homogêneos e heterogêneos e suas
funções biológicas. Amido, frutanos e glicogênio; celulose, quitina,
mucopolissacarídeos e paredes de células bacterianas (NANA E NAG).
6. Enzimas.
Conceito de catálise, enzima, substrato e centro ativo; classificação de enzimas;
cofatores e coenzimas; cinética enzimática, equação de Michaelis-Menten, conceito de
Km; fatores que afetam a velocidade da reação enzimática; inibição enzimática,
isozimas e enzimas regulatórias (alosteria).
7. Vitaminas, Coenzimas e Nucleotídeos.
Vitaminas, conceito, classificação. Vitaminas hidrossolúveis: estrutura, função
bioquímica, carência e ocorrências. Vitaminas lipossolúveis: estrutura, função
bioquímica, carência e ocorrências. Coenzimas: conceito e principais coenzimas.
Nucleotídeos: conceito e estrutura. Nucleotídeos mono, di e tri fosfatados,
nucleotídeos cíclicos e sua função biológica (AMPc e GMPc).
8. Ácidos Nucléicos.
Nucleotídeos; DNA e estrutura dos cromossomos; equivalência de bases; modelo
estrutural de Watson e Crick; fluxo da informação genética transcrição do DNA; RNA
mensageiro, de transferência e ribossomal (estrutura e função). Noções de Engenharia
Genética.
9. Digestão e Absorção.
Locais e enzimas responsáveis pela digestão de proteínas, lipídeos, carboidratos e
ácidos nucléicos. Absorção e transporte de biomoléculas.
10. Princípios de Bioenergética.
Leis da termodinâmica, conceito de energia livre, determinação de delta G, reações
acopladas; compostos ricos em energia, energia livre padrão de hidrólise do ATP;
compostos fosfatados de alta e baixa energia.
11. Introdução ao Metabolismo: Vias metabólicas centrais.
Conceito de metabolismo, catabolismo, anabolismo e anfibolismo. Descrição geral das
vias catabólicas, anabólicas e anfibólicas. Interrelações: aspectos da estrutura e função
celular; aspectos gerais de regulação do metabolismo.
12. Glicólise.
Visão geral do metabolismo de açúcares simples e reações da via glicolítica;
fermentação láctica; fermentação alcoólica; descarboxilação do piruvato. Reações
irreversíveis. Regulação, produção de ATP, balanço energético.
13. Glicogenólise e Glicogênese.
Fosforilação do glicogênio e do amido; mecanismo de ativação das fosforilases.
Regulação Hormonal da quebra do glicogênio e papel do AMPc neste processo.
Síntese do glicogênio e do amido. Controle da síntese do glicogênio. Papel do fígado na
manutenção da glicemia.
14. Gliconeogênese e Via das Pentoses.
Reversão de via glicolítica; neoglicogênese a partir de intermediários do ciclo de Krebs,
de ácido lático e de aminoácidos. Via das pentoses: ramo oxidativo e ramo das
interconversões. Relação entre via das pentoses e biossíntese dos ácidos graxos.
Funções da via das pentoses e principais tecidos onde a via é mais ativa tanto em
plantas como em animais.
15. Ciclo de Krebs.
Localização intracelular das enzimas do ciclo de Krebs. Oxidação do piruvato a acetilCoA. Papel do acetil CoA no metabolismo intermediário. Interrelação com a glicólise;
reações do ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Natureza anfibólica do ciclo. Reações
anapleróticas. Regulação e balanço energético.
16. Cadeia Respiratória.
Conceito geral de reações de oxi-redução. Enzimas e coenzimas envolvidas na cadeia
de transporte de elétrons. Citocromos e a via de transporte de elétrons; acoplamento da
fosforilação oxidativa; balanço energético; inibidores e desacopladores e seus
mecanismos de ação.
17. Beta-oxidação, cetogênese e cetólise. Ciclo do glioxilato.
Ativação dos ácidos graxos. Papel da carnitina. Reações de oxidação de ácidos graxos
saturados e insaturados com número par e ímpar de átomos de carbono; formação de
corpos cetônicos. Regulação da beta-oxidação, da cetogênese e da cetólise. Diferenças
e semelhanças no metabolismo lipídico dos animais e das plantas. Relação entre betaoxidação e o ciclo do glioxilato nas plantas e bactérias.
18. Biossíntese de Ácido Graxos.
Localização intra celular das enzimas da biossíntese dos ácidos graxos. Transporte de
acetil-CoA para o citosol. Formação do malonil-CoA. Reação do complexo ácido graxo
sintetase. Estequiometria da biossíntese dos ácidos graxos, alongamento, insaturação e
regulação da via.
19. Metabolismo de aminoácidos e proteínas.
Metabolismo geral de proteínas e equilíbrio dinâmico. Balanço nitrogenado. Relação
ingestão/excreção. Degradação dos aminoácidos. Remoção do alfa-amino grupo.
Descarboxilação e conversão dos esqueletos carbonados em intermediários anfibólicos;
aminoácidos glico e cetogênicos. Origem metabólica do nitrogênio animal e vegetal.
Ciclo da uréia e sua relação com o ciclo de Krebs.
20. Biossíntese de Proteínas.
Componentes requeridos na biossíntese protéica. Processo biossintético: ativação dos
aminoácidos, iniciação da cadeia polipeptídica, alongamento e terminação da cadeia
polipeptídica. Inibidores da síntese protéica. Unidade da síntese protéica:
polirribossomos. Código genético. Noções de regulação da síntese de proteínas.
21. Integração Metabólica.
Esquema geral do Metabolismo e sua regulação. Interconversão: glicídio-lipídio;
lipídio-glicídio; glicídio-aminoácido; aminoácido-glicídio, lipídio-aminoácido;
aminoácido-lipídio. Adaptações metabólicas ao "stress" e ao jejum. Regulação
hormonal.
22. Fotossíntese I e II.
Importância biológica da fotossíntese e dos organismos fotossintetizantes na biosfera.
Ciclo do carbono: respiração e fotossíntese. Localização intra-celular da fotossíntese.
Estrutura do cloroplasto. Mecanismos de ação da luz; pigmentos essenciais e
acessórios; unidade fotossintética, fotossistemas, fluxo de elétrons e fotofosforilação.
Incorporação redutiva de CO2: ciclo de Calvin e via de Hatch-Slack. Balanço
energético e regulação.
23. Ciclo e Fixação do Nitrogênio.
Ciclo do nitrogênio. Fixação biológica livre e simbiótica. Sistema da nitrogenase e sua
regulação. Assimilação da amônia e principais compostos nitrogenados e seu transporte
em leguminosas e não leguminosas.
CONTEÚDO DO PROGRAMA PRÁTICO - BQA 5114
Aula Prática 1.
Aminoácidos
Aula Prática 2.
Proteínas
Aula Prática 3.
Enzimas
Aula Prática 4.
Carboidratos
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
Livros textos
1- VOET & VOET - Biochemistry - John Wiley and Sons, New York. 1995.
2- VOET, VOET & PRATT – Fundamentos de Bioquímica – Artmed Editora, São
Paulo. 2000.
3- CAMPBELL - Biochemistry - Harcourt Brace College Publishers, New York. 1994.
4- CAMPBELL – Bioquímica – Artmed Editora, 3a ed., São Paulo. 1999.
5- LEHNINGER, NELSON & COX - Principles of Biochemistry - 2a ed. Worth
Publishers, New York. 1993.
6- LEHNINGER – Princípios de Bioquímica - Editora Sarvier, São Paulo. 1985.
7- RAWN - Biochemistry - Neil Patterson Publishers - Burlington, North Carolina
8- ANDERSON & BEARDALL - Molecular Activities of Plant Cells- Black Well
Scientific publications, Oxford.
9- WHITE, HANDLER & SMITH - Bioquímica: Aspectos Gerais - Editora
Guanabarana Koogan, Rio de Janeiro.
10- SMITH, HILL, LEHMAN, LEFKOWITZ, HANDLER & WHITE - Bioquímica
Mamíferos - Guanabara - Koogan, Rio de Janeiro.
11- STRYER - Bioquímica - 4a ed. Editora Reverté, Madrid. 1995.
12- CONN & STUMPF - Introdução à Bioquímica - Editora Edgard Blucher - São
Paulo.
13- CORREIA - Bioquímica Animal - Editora Fundação Calouste Gulbenkian.
14- VIEIRA, GUAZZINELLI & MARES-GUIA - Bioquímica Celular - Ed. Ateneu,
São Paulo.
Periódicos e revistas indicados para leitura complementar, disponíveis na Biblioteca
Universitária (BU), no Centro de Ciências Físicas e Matemáticas (CFM), no Centro de
Ciências Agrárias (CCA) ou no Depto. de Bioquímica - CCB (BQA)
1- Ciência Hoje (BU)
2- Ciência e Cultura (BU)
3- Scientific American (BU)
4- Life Sciences (BU)
5- Experientia (BU)
6- Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento (CCA)
7- Annual Review of Biochemistry (BQA)
8- Trends in Biochemical Sciences (BQA)
9- Biochemical Journal (CFM)
10- Science (BU)
11- Nature (CFM)
12- Agropecuária Hoje(*)
13- Globo Rural (CCA)
(*) Boletim publicado pela Esalq - USP