BIOENERGÉTICA, ENZIMAS E
METABOLISMO
Biologia Celular
Prof. Dr. Rogaciano Batista
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BIOENERGÉTICA, ENZIMAS E METABOLISMO
Termodinâmica – é o estudo das variações da energia que
acompanham eventos do universo.
Energia – capacidade para realizar trabalho. Ex: Química,
Mecânica, Luminosa, Elétrica e Térmica.
“ A energia útil perdida para a entropia resulta de um
aumento no estado e na desordem do universo”.
A 1ª Lei da Termodinâmica – Lei da
conservação de energia, a energia
não pode ser criada ou destruída e
sim convertida de uma forma em
outra;
A principal transformação
energética do mundo biológico é
a conversão da luz solar em
energia química - Fotossíntese
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BIOENERGÉTICA, ENZIMAS E METABOLISMO
A 2ª Lei da Termodinâmica – Expressa o conceito de que elementos dentro do
universo tem direção, tendem a ocorrer de um estado de alta energia para um
estado de baixa energia (downbill).
 Equilíbrio versus Metabolismo e estado fixo – O metabolismo celular é um
metabolismo sem equilíbrio, isto é, ele é caracterizado pela ausência de reação
de equilíbrio dos produtos aos reagentes.
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A hidrólise do ATP (adenosina trifosfato) é uma reação
altamente favorável e pode ser utilizada para conduzir
reações que de outro modo seriam desfavoráveis;
A hidrólise pode desempenhar um papel nesse processo
porque a célula mantém uma elevada relação ATP/ADP que
está bem acima do equilíbrio;
O estado de redução de uma molécula orgânica, medido
pelo nº de hidrogênios por átomo de carbono, fornece uma
medida bruta do conteúdo energético da molécula:
a) 01 mol de glicose libera 686 kcal;
b) 01 mol de ADP/ATP requer 7,3 kcal.
 A atividade enzimática é comumente regulada por dois
mecanismos: Modificação covalente e Modulação
Alostérica.
Ex: A MC é mais freqüentemente realizada pela
transferência de um grupo fosfato de ATP
a um ou mais resíduos de Serina, Treonina,
etc.
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 As enzimas são proteínas que aceleram a taxa de reações
químicas específicas pela ligação ao reagente, aumentando
a probabilidade de que elas sejam convertidas em
produtos.
 Propriedades das enzimas:
a) São necessárias somente em pequenas quantidades;
b) Não são alteradas durante o curso da reação;
c) Não possuem efeito na termodinâmica da reação.
 Cinética enzimática – apresentam uma variação muito
grande em sua habilidade de catalisar reações.
 As enzimas são também caracterizadas pela
especificidade em relação aos seus substratos, pelas
catálises altamente eficientes com nenhum subproduto,
indesejável e pela oportunidade de sua atividade
catalítica ser regulada.
 As enzimas tem
a propriedade de
tornar os
substratos mais
reativos
influenciando sua
configuração
eletrônica e são
capazes de exercer
estresse físico, o
que enfraquece
certas ligações
dentro do
substrato.
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METABOLISMO – é o conjunto de reações bioquímicas que ocorrem no interior da
célula;
VIAS METABOLICAS – Divididas em 02 grandes grupos:
a. Vias Catabólicas – Onde compostos são degradados e a energia é liberada;
b. Vias Anabólicas – Que levam a síntese de compostos complexos utilizando a energia
armazenada na célula.
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Leituras:
I. O Crescente Problema da Resistência aos antibióticos
“ O desenvolvimento da resistência bacteriana fornece um
excelente exemplo de seleção natural; o uso irrestrito (e
inadequado) dessas drogas matam as células suscetíveis,
deixando indivíduos resistentes sobreviverem e recomporem a
sua espécie”.
II. Determinando o Mecanismo de Ação da Lisozima –
Alexander Fleming – 1922
“ Diferentemente da penicilina que Fleming descobriu em
1928, a Lisozima não provou ter valor clínico, mas
desempenhou papel importante no estudo de mecanismos
enzimáticos”.
“ Com o desenvolvimento de novas metodologias na
tecnologia do DNA, tornou-se possível fazer deleções, adições
ou substituições de qualquer polipeptídios do gene que tenha
sido previamente isolado”.
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 Os espaços extracelulares estende-se da superfície exterior da membrana plasmática e
contém uma variedade de materiais secretados que influenciam o comportamento
celular;
 Os principais componentes das matrizes extracelulares incluem colágenos,
proteoglicanos e uma variedade de proteínas, tais como: Fibronectina e a Laminina;
 Os colágenos são altamente abundantes, proteínas fibrosas que dão a matriz
extracelular a capacidade de resistir as forças de tensão;
 O colágeno é a proteína mais abundante no corpo humano (constituindo mais de 25%
de proteínas), um fato que reflete a ampla ocorrência de materiais extracelulares.
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 A adesão de células a outras é mediada por várias famílias distintas de proteínas
integrais de membrana, incluindo as: selectinas, integrinas, caderinas e membros da
imunoglobulina;
 As células vegetais são circundadas por uma complexa parede celular composta de uma
variedade de materiais secretados que fornecem suporte mecânico e protegem a célula de
influências potencialmente prejudiciais;
 Interações das células com substratos não-celulares: a maioria das células malignas é
capaz de crescer quando em suspensão em um meio de cultura líquido. Células normais
em contra partida, podem somente crescer e se dividir se elas forem cultivadas sobre um
substrato sólido.
Células cancerosas
Câncer na Laringe
Osteóide por células malignas
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Uma doença com formação de bolhas parecida e
hereditária, a Epidermólise Bolhosa, pode ocorrer em
pacientes com alteração genética em qualquer uma das
proteínas hemidesmossomais.
Parede celular . Protegem a célula contra danos de atrito
mecânico e patógenos, elas medeiam interações célula-célula
e servem como uma barreira primária a penetração de
substâncias moleculares grandes e outros danos.
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Leitura:
I . A Função da adesão celular na inflamação e na metástase
A inflamação é uma resposta primária para a infecção. Se uma parte
do corpo está para ser contaminada por bactérias. O local se
tornará um imã para uma variedade de células brancas (Leucócitos).
Tatoo
HIV
herpes
Póscirúrgico
Figura 2 - Infecção Herpética
HPV
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Os verdadeiros amigos são como anjos! Descobri essa
irrefutável verdade ao perceber o quanto são raras
essas preciosidades que chegam de repente na vida da
gente e se alojam devagarzinho em local especial e
essencial da nossa existência.