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INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA E AMINOÁCIDOS Professora Natalia R. Bernardes Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Bioquímica Avalia todas as milhares de reações intracelulares e extracelulares que ocorrem no organismo o fazem em taxas proporcionais com a sobrevivência do organismo sob a pressão dos desafios internos e externos. Bioquimica é: ciência (ou ramo) interdisciplinar que utiliza princípios e métodos da química na investigação das transformações que ocorrem nas substâncias e moléculas provenientes de seres vivos e de seus processos metabólicos; química biológica, química fisiológica. Os estudos bioquímicos esclareceram muitos aspectos da saúde e da doença. Então... estuda as estruturas químicas e função dos componentes orgânicos e inorgânicos e todas as reações químicas e biológicas dos organismos vivos. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Composição Química dos Seres Vivos Dos mais de cem tipos diferentes de elementos químicos existentes, pouco mais de 20 são encontrados na formação da matéria viva, entre os quais há uma predominância de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Esses quatro elementos são os mais abundantes no ser vivo, constituindo 95% ou mais de sua massa. Outros elementos, como fósforo, enxofre, cálcio, sódio, potássio, etc. completam o restante da massa. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Composição Química dos Seres Vivos Os átomos dos diferentes elementos químicos podem associar-se uns aos outros, formando estruturas mais complexas, que podem ser subdivididas em dois grupos: substâncias inorgânicas e substâncias orgânicas. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Composição Química dos Seres Vivos: SAIS MINERAIS Representando em média de 3 a 5% da massa dos seres vivos ◼ Encontrados na matéria viva sob a forma insolúvel, imobilizados em estruturas esqueléticas, como também sob a forma solúvel, dissolvidos na água e dissociados em íons. PRINCIPAIS SAIS MINERAIS Cálcio (Ca) Potássio (K) Fósforo (P) Cloro (Cl) Ferro (Fe) Iodo (I) Magnésio (Mg) Cobre (Cu) Sódio (Na) Flúor (F) Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Água Indispensável para que ocorra o metabolismo, pois a grande maioria das reações metabólicas só ocorre em meio aquoso devido à propriedade da água de dissolver muitos dos reagentes, o que facilita a ocorrência das reações. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Água Taxa de água em um mesmo organismo varia de maneira inversa em relação à idade, ou seja, quanto maior a idade, menor será a taxa de água. Na espécie humana, por exemplo: ◼ A massa corporal de um feto de três meses: aproximadamente 94% de água; ◼ Num recém-nascido: a taxa de água é de aproximadamente 80%, ◼ Num indivíduo adulto: corresponde a cerca de 60%. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Água Além de ser um meio indispensável para a ocorrência do metabolismo: ◼ Ajuda no transporte de substâncias ◼ Muitos dos nutrientes absorvidos são transportados dissolvidos na água ◼ Muitos dos resíduos do nosso metabolismo são excretados dissolvidos na água. ◼ Papel de lubrificante, diminuindo o atrito entre diversas estruturas do organismo. ◼ Ajuda na termorregulação (regulação térmica). Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Componentes Orgânicos Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Componentes Orgânicos: PROTEÍNAS Estão presentes em todos os seres vivos e participam em praticamente todos os processos celulares, desempenhando um vasto conjunto de funções no organismo, como a replicação de ADN, a resposta a estímulos e o transporte de moléculas. Muitas proteínas são enzimas que catalisam reações bioquímicas vitais para o metabolismo. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Componentes Orgânicos: LIPÍDEOS A gorduras, como são conhecidas popularmente, são considerados fonte de armazenamento energético, podendo manter alguns tipos de células vivas por vários anos. muitos possuem função hormonal, estrutural (como os fosfolipídios e glicolipídios), isolante térmico (como os triacilgliceróis que também armazenam energia) e proteção mecânica. Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Componentes Orgânicos: CARBOIDRATOS Considerado o composto orgânico mais abundante na natureza (vegetais), sendo os principais substratos energéticos da célula, através da degradação da glicose por via anaeróbia e aeróbia. São considerados compostos importante na estrutura de células Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Componentes Orgânicos: ÁCIDOS NUCLÉICOS Os ácidos desoxirribunucléico (DNA) e ribonucléico (RNA) são as moléculas informacionais, através das quais são sintetizadas todas as proteínas do organismo. AMINOÁCIDOS Professores Dsc. Raphael Cardoso Rodrigues e Natalia Ribeiro Bernardes Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Estrutura Básica do Aminoácidos São unidades monoméricas formadoras das proteínas Aminoácidos são compostos quaternários de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Estrutura Básica do Aminoácidos Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Ligação entre os Aminoácidos Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Variedade dos Aminoácidos Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Aminoácidos Essenciais e Não essenciais Existe mais de 300 aminoácidos na natureza, mas as proteínas são sintetizadas quase exclusivamente a partir de um grupo de apenas 20 aminoácidos codificados por tríades de nucleotídeos ◼ Aminoácidos Essenciais – o organismo não sintetiza ◼ Aminoácidos Não essenciais – o organismo sintetiza Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Aminoácidos Essenciais e Não Essenciais Essencial para crianças Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Classificação dos aminoácidos Propriedade de suas cadeias laterais APOLARES Não apresenta a capacidade de receber ou doar prótons, ou de participar em ligações iônicas ou formação de pontes de nitrogênio. Esses aminoácidos tendem a agrupar-se no interior da proteínas Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Classificação dos aminoácidos Propriedade de suas cadeias laterais POLARES São aminoácidos de carga livre, que participam a composição das proteínas em qualquer posição. Não possuem restrição com relação a formação de pontes de hidrogênio Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Classificação dos aminoácidos Propriedade de suas cadeias laterais ÁCIDOS São aminoácidos doadores de prótons Introdução a Bioquímica e Aminoácidos Classificação dos aminoácidos Propriedade de suas cadeias laterais BÁSICOS São aminoácidos aceptores de prótons Introdução a Bioquímica e Aminoácidos ACON