Química Biológica A/B

Química Biológica A/B

Margarida Meireles

Programa

• Introdução: os constituintes celulares; o átomo de carbono nas biomoléculas; características estruturais comuns às

macromoléculas biológicas; as ligações e interacções químicas importantes na especificidade biológica; a água como

solvente e sua importância para a vida; a organização biológica.

• Aminoácidos e proteínas – estruturas e propriedades:

Estereoisomeria e actividade óptica; aminoácidos comuns das proteínas; curvas de titulação e ponto isoeléctrico;

comportamento dos aminoácidos em soluções aquosas;

ligação peptídica; a cadeia polipeptídica, níveis de estrutura das proteínas; proteínas globulares e fibrosas; proteínas

•Cinética das reacções bioquímicas: os enzimas; equação de Michaelis-Menten; parâmetros cinéticos; métodos de

linearização: efeito da temperatura e do pH; cinéticas não

hiperbólicas; classificação dos enzimas; cofactores e coenzimas. •Oses e ósidos: ligação osídica; funções de estrutura e reserva; estrutura das biomoléculas.

•Lípidos: estrutura e funções; classificação dos lípidos; membranas biológicas – estrutura e funções.

•Ácidos nucleicos e nucleótidos: constituição estrutura e funções.

•Metabolismo: conceitos básicos. •Tecnologia do DNA recombinante

• _Bibliografia

•A. Quintas, A. P. Freire, M. J. Halpern, M.J. Bioquímica

Organização Molecular da Vida, Lidel, edições técnicas, Lisboa,

2008

•L. Stryer, Biochemistry, 4th ed., Freeman, N.Y. 1994

•D.L. Nelson, M.M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 5th ed., Worth, N.Y. 2008.

AVALIAÇÃO

Quimica Biológica A

Exame escrito (ou média das frequências) – 70%

Avaliação prática – 30%

Quimica Biológica B

Exame escrito (ou média das frequências)

A data da 2ªfrequência coincide com o exame de 1ª época.

A nota mínima no exame escrito (ou média das frequências) é 10 valores. Os alunos com nota entre 8,5 e 9,5 poderão fazer exame oral.

•Atendimento

Atenção às informações sobre a

disciplina no moodle.

Dúvidas e outras questões sobre a

disciplina são bem vindas!

O surgimento de organismos vivos é um

fenómeno que tem a sua génese no próprio

Big Bang.

Matéria viva

e

inanimada

partilham

os mesmos átomos originados nas estrelas.

C O N H P átomos

O estudo da Bioquímica mostra como conjuntos

de moléculas inanimadas que constituem os

seres vivos, interatuam para manter e perpetuar

a vida, animados pelas mesmas leis físicas e

1. Um elevado grau de complexidade química e

organização a nível microscópico

2. Capacidade de extrair, transformar e

utilizar energia do meio ambiente

3. Funções definidas para cada componente dos

organismos e interacções reguladas entre os

vários componentes.

4. Mecanismos para “sentir” e responder às

alterações do ambiente.

5. Capacidade de reprodução

6. Capacidade de mudar com o tempo por

evolução gradual

Os organismos partilham:

As

unidades estruturais

- as células

Os tipos de

biomoléculas

- DNA, RNA, proteínas

As

vias

metabólicas

O

código

genético,

O que é a Bioquímica?

Ciência que estuda a nível molecular as estruturas,

os mecanismos e os processos químicos dos

organismos vivos e define os princípios

organizativos subjacentes à vida, no seu todo

designados por

Bioquímica Aplicada (Biotecnologia)

Medicina

Agricultura

Nutrição

…its ultimate concern is with the

A membrana plasmática, que separa a célula do meio circundante.

O citoplasma, composto pelo citosol e partículas em suspensão.

Núcleo ou nucleóide

Muitos tipos

de células

Mas com características

comuns

Centrifugação a 150 000 g

sobrenadante

sedimento Núcleo (eucariotas): Material

genético-DNA e proteínas associadas

Membrana plasmática: Bicamada lipídica selectiva/ permeável a substâncias polares Inclui proteínas de membrana.

Citoplasma: conteúdo

aquoso e partículas em suspensão e organelos

Sobrenadante: citosol; sol.conc. de enzimas, RNA, subunidades monoméricas, metabolitos, iões inorg.

Sedimento :partículas e organelos ribossomas, mitocôndrios, cloroplastos, lisosomas, retículo endoplasmático.

átomos pequenas moléculas lipidos proteínas bacteriófago bactérias cloroplasto Células animais e vegetais ovo de peixe

Limite inferior:

Nº mínimo de moléculas necessárias Ex: Micoplasmas (bactérias)-

diâmetro - 300nm volume -10-14_ml ribossoma-20nm

Limite superior:

Velocidade de difusão de moléculas de soluto em sistemas aquosos.

Razão superfície da membrana/volume diminui com o aumento do tamanho da célula

As células são as unidades estruturais e funcionais dos

seres vivos.

Célula bacteriana típica

Bactérias Gram + Sem membrana externa Larga camada de peptidoglicano Cianobactéria Gram - Archaea Gram +

Centrifugação diferencial Homogenização do tecido Centrifugação a baixa vel. 1 000 g , 10 min Sobrenadante/

Centrifugação vel. média

20 000 g , 20 min Sobrenadante/ Centrifugação vel.elevada 80 000 g , 1 h Sobrenadante/ Centrifugação vel.mto elevada 150 000 g , 3 h Sobrenadante contem proteínas soluveis Sedimento: ribossomas e macromoléculas grandes Homogenato Sedimento: cel. intactas, núcleos, citoesq., membr. plasm. Sedimento: mitocôndrios, lisossomas peroxissomas Sedimento: microssomas (fragm. de RE) e pequenas vesículas Albert Claude Christian Deduve George Palade

As células eucariotas têm múltiplos organitos

e estruturas supramoleculares

•É uma bicamada de fosfolípidos, que contém colesterol e proteínas; • Funciona como suporte da célula e serve de interface entre o interior da célula e a matriz extracelular; • Tem um papel nas interações intercelulares, responsáveis pela comunicação e coordenação entre células adjacentes;

• Armazena a maioria do genoma eucariota, que contém a informação genética da célula;

• É o local de replicação do DNA e síntese do RNA;

• É constituído por um labirinto intercelular de cisternas, delimitadas por membranas, isolando o lúmen (interior do RE) do citoplasma;

• é um local de síntese de proteínas e de lípidos;

• é responsável pelo processamento, armazenamento e transporte intracelular;

Retículo endoplásmico

• Parte das cisternas estão revestidos por ribossomas,

formando o retículo endoplásmico rugoso (RER), envolvido na síntese proteica;

• O retículo endoplásmico liso (REL), não associado a ribossomas, está envolvido no metabolismo de lípidos.

•Localiza-se perto do núcleo e é constituído por uma série de cisternas empilhadas;

• Recebe as proteínas recém – sintetizadas no RE e após maturação direciona-as para o seu destino final na célula.

• Vesículas que armazenam enzimas hidrolíticos (hidrolases ácidas) que degradam organelos intracelulares não

funcionais, macromoléculas e partículas que entram para a célula por endocitose.

• Pequenos compartimentos vesiculares que contêm enzimas utilizados numa variedade de

reações oxidativas (ex: catalase e urato oxidase);

Mitocôndrio

• Tem 2 membranas que delimitam o espaço intermembranar e a matriz mitocondrial;

• Local do metabolismo oxidativo, responsável pela geração da maioria do ATP (95%) e energia necessária à célula, a partir da hidrólise de moléculas orgânicas.

Microtúbulos Filamentos de actina Filamentos intermediários

O citoplasma é organizado pelo citoesqueleto e é

dinâmico

Rede de filamentos proteicos com papel na estrutura e suporte da célula, transporte intracelular, contracção e mobilidade e organização espacial dentro da célula.

Localização das Vias Metabólicas Citoplasma •Glicólise •Fermentação Mitocôndria •Oxidação do piruvato •Cadeia respiratória •Ciclo do ácido cítrico

Cloroplastos

•Fotossíntese

Citoplasma

•Glicólise •Fermentação

•Ciclo do ácido cítrico

Folheto interno da membrana plasmática

•Oxidação do piruvato •Cadeia respiratória

mitocondrio citoplasma

Alguns aminoácidos das proteínas

Os componentes dos ácidos nucleicos Fosfato Adenina

Uracilo Timina Citosina

Guanina

Bases azotadas

α-D-ribose _{2-desoxi-α-D-ribose}

Fosfato Alguns componentes dos lípidos Colina Palmitato Oleato

Nível 4: Célula e os seus organitos Nível 3: Complexos supramolec. Nível 2: macromoléculas Nível 1: subunidades cromossoma parede celular membrana aminoácido nucleótido ose celulose proteína DNA