Bioquímica
Compostos inorgânicos;
Compostos orgânicos
Prof. Dio Barros
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATÉRIA
VIVA
Principais átomos : C, H, O, N, P, S.
Principais Moléculas;
-70% a 80% Água
-10% a 15% Proteínas
-2% a 3% Lipídios
-1% Glicídios
-1% Ácidos nucléicos
-1% Sais Minerais
ÁGUA
("hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de
hidrogênio")é uma substância líquida que parece
incolor a olho nu em pequenas quantidades,
inodora e insípida, essencial a todas as formas de
vida, composta por hidrogênio e oxigênio.
MOLÉCULA DE ÁGUA
PROPRIEDADES DA ÁGUA
SOLVENTE UNIVERSAL
A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas
(hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação
química, que ajuda metabolismos complexos.
PROPRIEDADES DA ÁGUA
CAPILARIDADE
Quando a extremidade de um tubo fino de
paredes hidrófilas é mergulhada na água, as
moléculas dessa substância literalmente “sobem
pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e
a adesão entre as moléculas de água.
FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS
• Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em
estado de solução.
• Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com
formação de água como produto (síntese por desidratação).
• Reações de quebra de moléculas em que a água participa como
reagente são denominadas reações de hidrólise.
• METABOLISMO - É o conjunto de processos físicos e de reações
que ocorrem em um sistema vivo e resulta na montagem ou quebra
de moléculas complexas. É constituído por reações anabólicas e
catabólicas.
TERMORREGULAÇÃO
• Seres vivos só podem existir
em uma
estreita faixa de temperatura.
• A água evita variações bruscas de
temperatura dos organismos.
• A transpiração diminui a temperatura
corporal de mamíferos.
LUBRIFICANTE
Nas articulações e entre os órgãos a água exerce
um papel lubrificante para diminuir o atrito entre
essas regiões.
A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o
globo ocular.
A saliva facilita a deglutição dos alimentos.
SAIS MINERAIS
Encontram-se imobilizados em estruturas com função
esquelética e de proteção.
Sais de silício – encontrado em carapaças de Diatomáceas
e espículas de Poríferos.
Carbonato de Cálcio – forma exoesqueleto de moluscos,
cascas de ovos e espículas de Poríferos.
Fosfato de Cálcio – Assim como o Carbonato de Cálcio, é
encontrado no endoesqueleto de vertebrados.
Sais Minerais
Dissolvidos em água formam íons.
Na+/K+
-Equilíbrio osmótico
-Bomba de Na+ e K+
Combinados
Fe++
-Componente de hemoglobina e
dos citocromos.
-A carência causa anemia
Mg++
-Componente da clorofila
Carboidratos
Os carboidratos, glicídios ou hidratos de carbono
são substâncias orgânicas compostas de carbono,
hidrogênio e oxigênio num arranjo determinado.
Monossacarídeos
Fórmula geral: Cn (H2O)n
-Trioses C3H6O3
-Tetroses C4H8O4
-Pentoses C5H10O5 – Ribose
C5H10O4 – Desoxirribose
-Hexoses C6H12O6 – Glicose
Frutose
Galactose
GLICOSE
- Sintetizada durante a fotossíntese
- Representa a única fonte de energia de
neurônios e hemácias
- Encontrado no mel, açúcar, frutas e
sangue.
OLIGOSSACARÍDEOS
Os oligossacarídeos são formados pela união de duas a dez
moléculas de monossacarídeos com a perda de uma
molécula de água por ligação (desidratação). Os
oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos.
-SACAROSE
-MALTOSE
-LACTOSE
Síntese x Degradação
SACAROSE
- Formado pela união de glicose
e frutose
- Encontrado na cana de açúcar
MALTOSE
-Formado pela união de duas
moléculas de glicose
-Encontrado no malte
LACTOSE
-Formado pela união de glicose
e galactose
-É encontrado no leite
POLISSACARÍDEOS
Os polissacarídeos são moléculas gigantes constituídas por
muitos monossacarídeos ligados uns aos outros; são ditos,
por esse motivo, polímeros de monossacarídeos.
- AMIDO
- GLICOGÊNIO
- CELULOSE
- QUITINA
AMIDO
-É um polímero de glicose (+ de 1400
moléculas de glicose)
-Reserva energética vegetal
-Encontrado em frutos, sementes, caules e
raízes
-Detectado pelo corante à base de iodo
denominado Lugol.
GLICOGÊNIO
-Formado por cerca de 30.000 moléculas de glicose
-Polissacarídeo de reserva energética animal e de fungos
-Em animais é encontrado principalmente no fígado e nos
músculos
CELULOSE
-Formada por 4.000 moléculas
de glicose
-Reforço
esquelético
de
vegetais
-Digerida por Metazoários que
apresentam microrganismo no
trato digestório – protozoários
(cupim) ou bactérias (boi)
-Não é digerida pelo organismo
humano
-Constitui as fibras vegetais de
nossa dieta
QUITINA
- Polissacarídeo que apresente nitrogênio em sua
composição
- É encontrado no exoesqueleto de artrópodes, nas
cerdas dos anelídeos poliquetas, na rádula de certos
moluscos e parede celular de fungos
1) Regininha, ao acordar, toma seu café da manhã, o qual se compõe de
macios e deliciosos pães cobertos por uma camada de açúcar. Em
seguida, corta o pão e o recheia com uma caprichada camada de
manteiga feita com o leite trazido da fazenda.
No almoço: picanha “gorda”, uma porção de batatas fritas, arroz à
vontade e uma salada de alface com muito azeite. Para a sobremesa, um
big sorvete de chocolate que derrete tão rápido que parece nem
contribuir para o ganho de alguns quilinhos a mais...
No lanche, uma saborosa torta de chocolate com recheio de doce de
leite.
E para o jantar? uma pizza calabresa com muita páprica e azeite e,
para aliviar a consciência, 1 litro de coca-cola light!
Com certeza, fome, ela não sente!
Considere a dieta de Regininha e assinale a(s) alternativa(s)
correta(s).
(001) Quanto aos lipídios, não encontramos colesterol no
café da
manhã de Regininha.
(002) Considerando sua dieta alimentar, a personagem é uma boa
candidata a doenças cardiovasculares.
(004) Podemos afirmar que ela não obtém aminoácidos de sua
alimentação.
(008) Essa dieta é rica em carboidratos porém, é pobre em fibras.
(016) A coca-cola light tem alto poder emagrecedor, sendo fundamental
para aliviar o consumo excessivo de lipídios.
SOMA : 002+008 = 010
Pelo fato dos alimentos ricos em amido serem mais baratos quando comparados
àqueles que nos fornecem lipídios e proteínas, os primeiros naturalmente
constituem o componente principal da dieta na maior parte do mundo. Em
quatro quintos da população mundial que depende principalmente de alimentos
vegetais, os carboidratos fornecem pelo menos cerca de 70% e
freqüentemente até 90% da ingestão calórica total. Entretanto, nos países
ricos, onde a carne e os laticínios são consumidos em quantidades relativamente
grandes, os carboidratos fornecem apenas cerca de 45% do total da ingestão
calórica diária. Cerca de 40% dos carboidratos da dieta são, nestes países,
fornecidos pela sacarose e frutose e o restante pelo amido. Em países menos
ricos, o amido fornece praticamente todo o carboidrato ingerido e pouca
sacarose é consumida.
Sobre carboidratos julgue os itens corretos.
(1) Pelo texto podemos inferir que há um maior risco da ocorrência de cárie
dental em países ricos.
(2) Podemos encontrar citados no texto, um tipo de oligossacarídeo, um de
monossacarídeo e um de polissacarídeo.
(4) Raízes e sementes são alimentos abundantes na dieta da população de
países menos ricos.
(8) O consumo maior de carboidratos em detrimento de gorduras e proteínas
que ocorre na população de países menos ricos torna seus indivíduos menos
propensos aos perigos da obesidade.
(16) A celulose é um carboidrato de alto valor nutritivo para os seres humanos.
(32) O amido é um tipo de carboidrato com função energética encontrado tanto
em células animais quanto em células vegetais.
SOMA : 002+004 = 006
Difamadas pela mídia, estas biomoléculas
são essenciais para a manutenção de várias
estruturas dos seres vivos e atuam em
diversos processos metabólicos
A palavra lipídio vem do grego lipos (gordura).
Mais conhecidos como gorduras, são um grupo heterogêneos de
compostos que incluem os óleos e gorduras normais, ceras e
componentes correlatos encontrados em alimentos e corpo humano.
Eles têm as propriedades de serem:
1. insolúveis em água;
2.solúveis em solventes orgânicos (éter, clorofórmio);
3. capacidade de ser usado por organismos vivos.
4. Reserva de energia
5. Componente estrutural das membranas biológicas
6. Isolamento e proteção de órgãos
Funções do tecido adiposo (gordura):
Fornece energia para o corpo.
Auxiliam a manter órgãos e nervos em posição e protegê-los
contra choques e lesões traumáticas.
A camada subcutânea de gordura isola o organismo, preservando
o calor e mantendo a temperatura do organismo.
As gorduras auxiliam no transporte e absorção de vitaminas
lipossolúveis.
As gorduras adicionam o paladar da dieta e produzem uma
sensação de saciedade após a refeição.
Outros subgrupos de lipídeos:
Cerídios: Constituem as ceras- ceras de carnaúbas e
ceras de abelhas;
Fosfolipídios:São lipídios complexos. Existentes na
membrana plasmática das células
São materiais constituídos por uma
mistura:
glicerol + ésteres de ácidos graxos
Em temperatura
ambiente
Líquidos denominados de óleos
havendo predominância de ésteres
de ácidos graxos insaturados
Sólidos recebem o nome
gorduras com predominância
ácidos graxos saturados
de
de
EXEMPLOS
Ácidos graxos saturados:
não
possuem
duplas
ligações;
são geralmente sólidos à
temperatura ambiente;
Gorduras de origem animal
são geralmente ricas em
ácidos graxos saturados;
Ácidos graxos insaturados
(uma ou mais duplas
ligações) è são mono ou
poliinsaturados;
geralmente líquidos à
temperatura ambiente;
A dupla ligação, quando
ocorre em um AG natural,
é sempre do tipo "cis”;
Os óleos de origem vegetal
são ricos em AG
insaturados;
Apresentam duas propriedades importantes:
Hidrogenação:quando submetidos a hidrogenação catalítica
transformam-se em gorduras e recebem o nome de margarina;
Hidrólise alcalina:quando sofrem hidrólise em meio alcalino produz
glicerol e uma mistura de sais alcalinos de ácidos graxos,que recebe
o nome de sabão;(Saponificação)
Óleo ou gordura + base
sabão + glicerol
O
O
R
R
C
O
R`
C
O
R"
C
O
O
O
C
CH 2
CH
+3NaOH
CH2
SODA
ÓLEO OU GORDURA
R
C
R
C
SABÕES
O Na+
O
HO
CH 2
HO
CH
O-Na + +
O
HO
O-Na +
CH 2
GLICEROL
A ação detergente é justificada pois
o sabão apresenta parte apolar
hidrófoba e parte polar hidrófila, a
parte apolar interage com a gordura
enquanto a polar com a água.
ESTERÓIDES
Moléculas constituídas por um grupo central de
quatro anéis carbônicos ligados entre si.
ESTRÓGENO
COLESTEROL
O colesterol pode ser transportado no sangue humano
associado a lipoproteínas:
- LDL (Low Density Lipoprotein) : Fornece colesterol
aos tecidos (mau colesterol)
- HDL (High Density Lipoprotein): Remove o colesterol
dos tecidos e leva ao fígado que excreta na forma de
sais biliares.
ESTERÓIDES ANABOLIZANTES
EFEITOS NO ORGANISMO
* dores de cabeça
* tonturas
* aumento da agressividade
* irritação
* alteração de humor
* comportamento anti-social
* paranóia
Aparelho reprodutor
*
atrofia
dos
testículos
e
dor
no
saco
escrotal
* ginecomastia (crescimento da mama em homens)
* esterilidade feminina e masculina (são necessários de seis a
trinta meses para que o homem volte a produzir
espermatozóides)
* alteração do ciclo menstrual
* atrofia do útero e da mama, aumento da libido inicialmente
e queda depois do uso repetido.
Músculos
* aumento da massa muscular pelo depósito de proteínas nas
fibras musculares
* diminuição da quantidade de gordura do corpo
Sistema lipídico
* redução do bom colesterol (HDL) e aumento do mau colesterol
(LDL).
Ossos
* na puberdade, os anabolizantes aceleram o fechamento da
epífises (regiões do osso responsáveis pelo crescimento),
reduzindo o período de crescimento, resultando em uma estatura
menor.
Constitui a mais complexa classe de
moléculas dos organismos vivos
apresentam alta importância
biológica
As proteínas são constituídas por macromoléculas resultantes
da condensação de muitas moléculas de alfa aminoácidos.
R
O ÁCIDO CARBOXÍLICO
AMINA
H
N
H
C
H
C
OH
CARBONO 2 OU ALFA
A ligação entre as moléculas de alfa aminoácidos se faz pela
eliminação de água entre o H do grupo amino (-NH2) e o -OH
do carboxílico( -COOH).
R
+H
N
H
C
H
O
C
R
OH + H
N
H
C
H
O
C
OH +
CONDENSAÇÃO DE AMINOÁCIDOS:LIGAÇÃO PEPETÍDICA
R
O
N
C
C
H
H
R
O
-H2O
...
N
H
C
C
H
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
...
São moléculas muito grandes,sendo que sua massa molecular
pode variar de 6 mil a 1 milhão.
Possuem de forma invariável, o grupo funcional das amidas e
estão presentes em todos os organismos vivos.
O que diferencia uma da outra é a seqüência com que os
aminoácidos estão unidos.
Estima-se uma variedade de mais de 1 milhão de proteínas.
Desnaturação de uma proteína é um fenômeno da alteração
irreversível de uma estrutura tridimensional em consequência de
aquecimento ou alteração de pH.
Exemplo: quando cozinhamos um ovo ou um pedaço de carne
É como se a proteína fosse um fio de lã em um novelo e este fosse
desenrolado.
Estrutura da
proteína:
Primária;
Secundária;
Terciária
Quaternária;
Ocorrência
•
•
•
•
•
•
•
•
Insulina – Pâncreas
Hemoglobina – Sangue dos vertebrados
Caseína – Leite
Queratina – Chifres, unhas e cascos de animais
Hemocianina – Sangue dos invertebrados
Pepsina – Suco gástrico
Albumina – Ovo, leite e sangue
Clorofila – Vegetais verdes
Seu papel biológico
a)
Proteínas Estruturais ou de Construção: são as responsáveis pela
construção dos tecidos.
-
Colágeno (ossos, cartilagem, tendões e pele);
Queratina (pelos, cabelo, unha);
Miosina (músculos responsáveis pela contração);
Albumina (plasma sangüíneo);
Hemoglobina (hemáceas – transporta gases).
b) Proteínas Reguladoras: são as que controlam e regulam as funções
orgânicas.
-
Enzimas (são catalisadoras das reações do metabolismo: amilase, maltase, pepsina, etc)
Hormônios (regulam as funções orgânicas: insulina, gastrina ACTH e etc)
c) Proteínas Protetoras ou de
Defesa: são os anticorpos que defendem o
organismo e são produzidos por células específicas do sistema
imunológico, chamadas linfócitos.
-
Antitoxinas: neutralizam as toxinas dos agentes de infecção, como as bactérias;
Aglutininas: aglutinam certos agentes de infecção;
Lisinas: dissolvem certos agentes de infecção
Ácidos Nucléicos
Constituintes:
Nucleotídeos: formados por três diferentes tipos de moléculas:
• um açúcar (pentose): desoxirribose no DNA e ribose no RNA.
• um grupo fosfato.
• uma base nitrogenada.
Nucleotídeo de DNA
Nucleotídeo de RNA
OBS.: A molécula sem o grupo fosfato é chamada nucleosídeo.
As pentoses
As Pentoses:
• A adição de uma pentose a uma base nitrogenada produz um nucleosídeo.
Os nucleosídeos de A, C, G, T e U são denominados, respectivamente,
Adenosina, Citosina, Guanina, Timidina e Uridina.
• Se o açúcar em questão é a RIBOSE, temos um ribonucleosídeo,
característico do RNA Se o açúcar é a desoxirribose - 1 hidroxila a menos
em C2 - temos um desoxirribonucleosídeo, característico do DNA.
• A ligação com a base nitrogenada ocorre sempre através da hidroxila do
carbono da pentose.
O Fosfato:
• A adição de um ou mais radicais fosfato à pentose, através de ligação com
a hidroxila do carbono 5 da mesma, dá origem aos Nucleotídeos.
• Os grupos fosfato são responsáveis pelas cargas negativas dos
nucleotídeos e dos ácidos nucléicos.
• A adição do segundo ou terceiro grupo fosfato ocorre em seqüência,
dando origem aos nucleotídeos di e trifosfatados.
Bases Nitrogenadas:
Compostos heterocíclicos de carbono e nitrogênio:
• Pirimidinas (bases pirimídicas): anel heterocíclico único: citosina (C) e
timina (T) no DNA; citosina (C) e uracila (U) no RNA.
• Purinas (bases púricas): dois anéis heterocíclicos: guanina (G) e
adenina (A): presentes tanto no DNA quanto no RNA.
Ligação Glicosídica:
• Ligação covalente estabelecida entre o carbono 1’ da pentose
e o N1 das pirimidinas ou o N9 das purinas.
• Pentose + base nitrogenada = nucleosídeo.
Figura representativa de nucleosídeos de DNA
DNA – Molécula:
Consiste de duas cadeias (fitas) helicoidais
polinucleotídicas, enroladas ao longo
de um mesmo eixo, formando uma
dupla hélice de sentido rotacional à
direita: dextrógera.
•
Na dupla hélice as duas fitas de DNA
são complementares (A = T e G = C) e
apresentam polaridades opostas.
•
Grupo fosfato e desoxirribose (parte
hidrofílica): localizados na parte
externa da molécula.
•
Bases nitrogenadas (parte hidrofóbica):
empilhadas dentro da dupla hélice,com
suas estruturas hidrofóbicas de anéis
• Está presente no núcleo das células eucarióticas,
quase planos muito próximos e
nas mitocôndrias e nos cloroplastos, e no citosol
perpendiculares ao eixo da hélice.
das células procarióticas. Nas células germinativas
e no ovo fertilizado, dirige todo o desenvolvimento
do organismo, a partir da informação contida em
sua estrutura. É duplicado cada vez que a célula
somática se divide
DNA - Regra de Chargaff:
• Erwin Chargaff (1950): técnica para medir a quantidade de
cada tipo de base no DNA de diferentes espécies.
Seus dados mostraram que:
• . quantidade relativa de um dado nucleotídeo pode ser
diferente entre as espécies, mas sempre A = T e G = C.
• . razão 1:1 entre bases púricas e pirimídicas em todos os
organismos estudados.
RNA - Molécula
Tipos:
• mRNAs (RNAs mensageiros): leva
mensagem do DNA do núcleo para o
citoplasma.
• rRNAs (RNAs ribossômicos):
participam da constituição dos
ribossomos.
• tRNAs (RNA transportador ou de
transferência):transporta
Aminoácidos.