Quimica Da Vida

7/30/2019 Quimica Da Vida

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO VALE DE ACARAUNIVERSIDADE ABERTA - UNAVIDA

BBII OOQQUU MMII CCAA

LLII CCEENNCCII AATTUURRAA EEMM BBII OOLLOOGGII AA

Prof. FRANCISCO DE ASSIS DIAS FILHO

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A LGICA MOLECULAR DA VIDA

A Matria Viva composta por molculas intrinsecamente inanimadas tal comoa matria no-viva. A bioqumica procura explicar como estas molculas se organizam para formar os organismos vivos.

Caractersticas da Matria Viva:Todo organismo vivo formado por macromolculas orgnicas construdas de

acordo com um plano comum.Os organismos vivos trocam energia e matria com o meio ambiente e entre si.Os organismos vivos so capazes de se reproduzir com incrvel preciso ao longo de

milhares de geraes, atravs de um sistema de replicao auto-reparvel.

Composio da Matria Viva:

Possui caractersticas muito especiais, se comparada matria inanimada.Possui muitas caractersticas em comum, se comparada entre si, animais e vegetais,diferentes espcies e gneros.

As molculas que participam da estrutura e do funcionamento da matria viva sochamadasbi omol culas.

Biomolculas:So na sua maioria compostos de Carbono, cujas massas so formadas em 99 % por

C, H, O e N. Em porcentagem do peso seco da clula, temos:Carbono: 50 a 60 % Oxignio: 25 a 30 %Nitrognio: 08 a 10 % Hidrognio: 03 a 04 %

A principal biomolcula, responsvel por 70 % do peso total de uma clula, aGUA.

A gua o meio ideal para a maioria das reaes bioqumicas. Do restante, ou seja, o peso seco da clula, cerca de 27% formado por uma classe muito especial de biomolculas, asM ACROM OLCULA S . O restante da clula formado por saisinorgnicos e outras pequenas biomolculas, como os precursores das macromolculas eas vitaminas.

As Macromolculas:So biomolculas de alto peso molecular, muito grandes e quase sempre de estrutura

qumica e espacial muito complexas.So sempre formadas a partir de "unidades fundamentais", molculas menores e

muito mais simples que funcionam como matria prima para a construo dasmacromolculas;

Podem ser divididas em 4 grandes classes:

Macromolcula Unidade Fundamental % do Peso Total da ClulaProtenas Aminocidos 15

cidos Nuclicos Nucleotdeos 7Carboidratos Monossacardeos 3

Lipdios cidos Graxos 2


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EVOLUO QUMICA - A ORIGEM DA VIDA

As primeiras formas de vida surgiram h 3,5 a 4,0 bilhes de anos. A terra temaproximadamente 4,7 bilhes de anos;

A composio da matria viva marcadamente diferente da composio da crostaterrestre, o que indica uma origem em meio lquido;

O fato de todas as clulas vivas possurem molculas formadas a partir de algumas poucas unidades fundamentais em comum sugere umancestral ni co;

O surgimento da vida seguiu 3 etapas:Evoluo Qumica - ao acasoOrganizao Molecular orientadaEvoluo Biolgica

Historicamente, a pesquisa da origem da vida:Oparin 1920: "sopa primordial" (formao de coacervados)

S. Miller 1953: experimento clssico (formao de aminocidos)O aumento da competio pelas substncias disponveis no meio extracelular levou aclula primitiva necessidade de "aprender" a sintetizar estas e outras substncias maiseficientes; A clula capaz desta sntese se tornava muito mais adaptada sobrevivncia.Surgem assim as primeirasvias metablicas :

Heterotrficos Anaerbios (Fermentadores)Autotrficos FotossintetizantesHeterotrficos Aerbios

BIOQUMICA DA GUA Substncia qumica mais abundante dos seres vivos, cerca de 70% emmedia.

Teor hdrico varia de acordo com trs critrios:

Espcie - Humana 63%, fungos 83% gua viva 98%

Idade - Feto 94% , criana 69% Adulto 63%

Atividade metablica Quanto maior ataxa metablica maior aquantidade de gua.

MOLCULA DA GUA

Frmula molecular - H2O Frmula estruturalA disposio espacial desses tomos no linear; eles formam um ngulo,como representado na figura .

Essa disposio estabelece na molcula, uma zona positiva de uma lado euma zona negativa do lado oposto.


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Molculas que apresentam zonas positivas e negativas so chamadasmolculas polaresEm funo da disposio de seus tomos e de sua polaridade, cadamolcula de gua tem a tendncia de se unir a mais quatro por atrao entre

cargas eltricas opostas. Nesses pontos estabelece uma ligao fracadenominadaPonte de hidrognio.

PONTES DE HIDROGNIO

Cada tomo de gua carrega uma carga eltrica parcial. Essacarga dada pela diferena entre a eletronegatividade do oxignio ehidrognio. O oxignio possui uma carga parcial negativa e os

hidrognios positiva.

Propriedades da guaCOESO

Cada uma das pontes de hidrognio uma ligao fraca que se desfazfacilmente. Mas enquanto que uma se desfaz, outra se forma de modo queas molculas da gua fiquem fortemente unidas. Esta forte atrao

denominada Fora de CoesoAs molculas da superfcie do lquido (gua) sofrem apenas atrao laterale inferior. Esta fora para o lado e para baixo cria a tenso na superfcie,que faz a mesma comportar-se como uma pelcula elstica.

Alguns insetos so capazes de pousar sobre a gua e no afundar.

A coeso entre molculas da gua no estado lquido responsvel por sua

Alta Tenso Superficial.2 - ADESO

As molculas da gua tendem a se unir tambm a outras molculas de

polares. Esta atrao entre molculasde gua e outras substncias polares

denominada Fora de Adeso

A gua no adere a molculas apolares, como as da gordura, do leo e dacera.


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3 - CAPILARIDADE

Ascenso da gua atravs de um tubo capilar.

Coeso e Adeso so responsveis por esta importante propriedade dagua.

4 PODER DE DISSOLUO

A gua tem a capacidade de dissolver as substncias qumicas. Sendoconsiderada solvente universal. Esta propriedade est relacionada com a polaridade da gua e seu grande poder de adeso.

Molculas da gua dissolvendo ons:Substncias:

Hidroflicas - As que se dissolvem e Hidrofbicas - As que no sedissolvem.5 PODER DE REAO Tipos de reaes:Sntese ou DesidrataoAnlise (Quebra por hidrlise)

6 - CALOR ESPECFICO

a quantidade de energia calorficanecessria para aquecer uma certa

quantidade de substncia.

Quanto mais energia calorfica for necessria, maior ser o calor especficoda substncia. O calor especfico da gua alto quando comparado aos dosdemais lquidos.


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CONTROLE DA TEMPERATURA CORPORAL

As pontes de hidrognio absorvem calor quando se formam, isso fazcom que a gua tenha um alto calor especfico e aquea ou esfrie com

dificuldade, mantendo a energia (calor) nas pontes de hidrognio eestabilizando a temperatura dos organismos em relao ao ambiente;

Essa propriedade auxilia nosso corpo a manter uma temperaturamdia constante, importante para o controle das reaes qumicas, principalmente das mediadas por enzimas;

O rompimento das pontes de hidrognio libera calor levando avaporizao e resfriamento do corpo.

SOLVENTE / REAGENTE

A polaridade da molcula ajuda a gua a se ligar s substncias maisfacilmente;

Os organismos vivos necessitam, para um bom funcionamentocelular, que o pH do lquido citoplasmtico esteja constante.

A gua auxilia a clula nessa funo dissolvendo cidos e bases, o

que os torna mais fracos e reagindo entre outras substncias com o gscarbnico para formar uma soluo tampo do cido carbnico e bicarbonato de sdio. Essa soluo reage tanto com cidos quanto com bases, mantendo o pH constante;

Diminui o custo energtico das reaes qumicas;

Favorece a formao do complexo enzima substratos

TAMPES

Substncias que em soluo aquosa do a estas solues a propriedade deresistir a variaes do seu pH quando as mesmas so adicionadas emquantidades pequenas de cidos (H+) ou base (OH-).Quase todos os processos biolgicos so dependentes

do pH. Plasma 7,35 7,48 Meio Intracelular: 6,8 a 7,8)

Clula Ex: (Eritrcito: 7,2)


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SISTEMA TAMPO BICARBONATO

um sistema tampo fisiolgico efetivo

Principal tampo do espao extracelular: cido

carbnico /bicarbonato

Componentes: cido- CO2 e Bsico- on bicarbonato (HCO3-)

O cido carbnico formado a partir de CO2 e H2 O e est em equilbriocom o reservatrio de CO2 localizado nos pulmes.

Quando H+ adicionado no sangue, a concentrao de H2CO3 aumenta,aumentando a concentrao de CO2 no sangue, aumentando a pressodeles nos espaos areos e o CO2 expirado.Quando a OH- adicionadoocorrem eventos opostos . A finalidade do tampo manter o pH do sangue praticamente constante.Os componentes do sistema-tampo do bicarbonatoso produzidos metabolicamente em grande quantidade. Portanto, o corpono depende da ingesto de compostos exgenos ou de snteses complexas para a manuteno desse sistema-tampo.

IMPORTNCIA DO PH

O grau de acidez uma importante propriedade qumica do sangue e deoutros lquidos corporais.

Normalmente, o sangue discretamente alcalino, com um pH situado nafaixa de 7,35 a 7,45. O equilbrio cido-base controlado com preciso pois, mesmo um pequeno desvio da faixa normal, pode afetar gravementemuitos rgos.


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CARBOIDRATOS

Introduo:

Os carboidratos, na forma de acar ou amido, representam a maior parte daingesto calrica do homem, da maioria dos animais e tambm de muitosmicrorganismos. Os carboidratos tambm ocupam posio central no metabolismo das plantas e de outros organismos fotossintetizantes que utilizam a energia solar parasintetizar carboidratos a partir de CO2 e H2O.

Os carboidratos (tambm chamadossacardeos, glicdios, oses, hidratos decarbono ou acares ) so definidos, quimicamente, como poliidroxicetonas (cetoses)

ou poliidroxialdedos (aldoses), ou seja, compostos orgnicos com, pelo menos trscarbonos onde todos os carbonos possuem uma hidroxila, com exceo de um, que possui a carbonila primria (grupamento aldedico) ou a carbonila secundria(grupamento cetnico).

Conceitos Gerais:Os carboidratos so as biomolculas mais abundantes na natureza.Para muitos carboidratos, a frmula geral : Cn(H2O)n, da o nome "carboidrato", ou

"hidratos de carbono".So molculas que desempenham uma ampla variedade de funes, entre elas:

Fonte Energtica: a principal funo dos carboidratos, com todos os seres vivos(com exceo dos vrus) possuindo metabolismo adaptado ao consumo de glicosecomo substrato energtico. Algumas bactrias consomem dissacardeos (p.ex.: alactose) na ausncia de glicose, porm a maioria dos seres vivos a utiliza como principal fonte energtica.

Reserva Energtica: nos vegetais, h o amido, polmero de glicose; nos animais, ho glicognio, tambm polmero de glicose, porm com uma estrutura mais compacta eramificada.

Estrutural: a parede celular dos vegetais constituda por um carboidrato polimerizado - a celulose; a carapaa dos insetos contm quitina, um polmero que dresistncia extrema ao exo-esqueleto; as clulas animais possuem uma srie decarboidratos (glicoclix) circundando a membrana plasmtica que do especificidadecelular.

Matria prima para a biossntese de outras biomolculas: a fonte primria deCarbono das clulas no-fotossintetizantes de animais, plantas e microorganismos.

Classificao:


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Monossacardeos:So os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes.Quimicamente so poliidroxialdedos (aldoses ) ou poliidroxicetonas (cetoses ), sendo

os mais simples monossacardeos compostos com no mnimo 3 carbonos:

A classificao dos monossacardeos tambm pode ser baseada no nmero decarbonos de suas molculas; assim sendo, asTRIOSES so os monossacardeos maissimples, seguidos dasTETROSES, PENTOSES, HEXOSES, HEPTOSES , etc. Destes, osmais importantes so as Pentoses e as Hexoses. As pentoses mais importantes so:Ribose, Desoxirribose e Xilose. As hexoses mais importantes so: Glicose, Galactose,

Manose e Frutose.Os monossacardeos em soluo aquosa esto presentes na sua forma aberta em uma proporo de apenas 0,02%. O restante das molculas est ciclizada na forma de umanel de 5 (anel furanosdico ) ou de 6 vrtices (anel piranosdico).

Na estrutura do anel, o carbono da carbonila denominado"Carbono Anomrico",e sua hidroxila pode assumir 2 formas:

Alfa (): quando ela fica para baixo do plano do anel Beta (): quando ela fica para cima do plano do anel

Monossacardeos Epmeros so monossacardeos que diferem entre si na posio deapenas uma hidroxila. Ex: Glicose e Galactose so epmeros em C4, Glicose e Manoseso epmeros em C2.

Oligossacardeos:So carboidratos ditosGlicosdeos , pois so formados a partir de ligaes entre

monossacardeos (at dez) atravs de ligaes especiais denominadas"LigaesGlicosdicas.

A Ligao Glicosdica ocorre entre o carbono anomrico de um monossacardeo equalquer outro carbono do monossacardeo seguinte, atravs de suas hidroxilas e com asada de uma molcula de gua.


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Os glicosdeos podem ser formados tambm pela ligao de um carboidrato a uma

estrutura no-carboidrato, como uma protena, por exemplo.O tipo de ligao glicosdica definido pelos carbonos envolvidos e pelas

configuraes de suas hidroxilas. Ex:

Maltose: Glc (1 4) Glc Sacarose: Glc (1 2) Fru Lactose: Gal (1 4) Glc Celobiose: Glc (1 4) Glc

Polissacardeos:So os carboidratos complexos, macromolculas formadas por milhares de unidades

monossacardicas ligadas entre si por ligaes glicosdicas.Existem duas espcies de polissacardeos: homopolissacardeos, que contm apenas

um tipo de unidade monomrica, e heteropolissacardeos, que contm dois ou mais tiposde unidades monomricas.

Os polissacardeos mais importantes so os formados pela polimerizao da glicose:

Amido: o polissacardeo de reserva da clula vegetal. abundante em razes tuberosas, como as batatas, e em algumas sementes, como omilho, mas a capacidade de sintetiz-lo est presente na maioria das clulas vegetais. Contm dois tipos de polmeros daglicose: a -amilose e a amilopectina. A -amilose consiste de cadeias longas e lineares de unidades de glicose unidas por ligaes(1 4). A amilopectina muito ramificada. As ligaes glicosdicas unindo os sucessivosresduosde glicose da cadeia da amilopectina so do tipo (14), entretanto nos pontos de ramificao essas ligaes so do tipo (1 6).

Glicognio: o polissacardeo de reserva da clula animal. um polissacardeo ramificado constitudo por resduos de glicose unidos por ligaes (1 4). Possui um grande nmero de ramificaes, e nesses pontos, asligaes so do tipo (1 6).

Celulose: o carboidrato mais abundante na natureza. Possui funo estrutural na clula vegetal, como um componente importante da parede celular.

polissacardeo linear no-ramificado formado por unidades de glicose unidas por ligaes glicosdicas do tipo(1 4).

Obs.:As ligaes (1 4) do glicognio e do amido so rapidamente hidrolisadas pela-amilase intestinal dos vertebrados e a glicose assim formada absorvida e utilizadacomo combustvel rico em energia. Por outro lado, na celulose, as ligaes(1 4) dacelulose no so hidrolisadas pelas -amilases. Como o sistema digestivo dosvertebrados no secreta nenhuma enzima capaz de hidrolisar a celulose, esta no podeser digerida e suas unidades de glicose so completamente inaproveitveis comoalimento para a maioria dos organismos superiores. Os nicos vertebrados capazes deutilizar a celulose como alimento so o boi e outros ruminantes, e o fazem de maneira

muito indireta. Grande parte do volume abdominal de um boi representado pela sriede quatro estmagos que ele possui. Os dois primeiros constituem o rmen e abrigam


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microrganismos que secretam celulase e quebram a celulose em molculas de glicose;estas so ento fermentadas por eles em cidos graxos de cadeia curta, dixido decarbono e gs metano (CH4). Os cidos graxos produzidos pelos microrganismos dormen so absorvidos na corrente sangnea do animal, captados pelos tecidos e usadoscomo combustvel.

AMINOCIDOS E PROTENAS

As protenas so substncias slidas, incolores, insolveis em solventesorgnicos e algumas so solveis em gua. Elas so essenciais para o funcionamentodas clulas vivas e, juntamente com os glicdios e lipdios, constituem a alimentao bsica dos animais. So encontradas em todas as partes de todas as clulas, uma vez que

so fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e funo celulares. Existem muitasespcies diferentes de protenas, cada uma especializada para uma funo biolgicadiversa. Alm disso, a maior parte da informao gentica expressa pelas protenas.

Todas contm carbono, hidrognio, nitrognio e oxignio, e quase todas contmenxofre. Algumas protenas contm elementos adicionais, particularmente fsforo,ferro, zinco e cobre. Seu peso molecular extremamente elevado. Todas as protenas,independentemente de sua funo ou espcie de origem, so construdas a partir de umconjunto bsico de vinte aminocidos, arranjados em vrias seqncias especficas.

Os aminocidos so as unidades fundamentais das protenas. Todas as protenasso formadas a partir da ligao em seqncia de apenas 20 aminocidos. Osaminocidos que intervm na composio das protenas obedecem estrutura geralrepresentada na figura seguinte:

Classificao dos aminocidos de acordo com seus grupos R:- Apolar: neste grupo, o R um hidrocarboneto e, portanto, hidrofbico. Neste grupoesto a alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, triptofano e metionina.- Polar sem carga: neste grupo, o R contm grupos funcionais que formam pontes de

Hidrognio com a gua. Neste grupo esto a serina, glicina, treonina, cistena, tirosina,asparagina e glutamina.- cido: neste grupo, o R possui outro grupo carboxila. Neste grupo, esto o cidoasprtico e o cido glutmico.- Bsico: neste grupo, o R possui outro grupo amino. Neste grupo, esto a lisina,arginina e histidina.

Outra importante classificao de aminocidos essenciais e no-essenciais. Osessenciais so aqueles que no conseguem ser sintetizados pelo ser humano. So eles:histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano evalina. A arginina s considerada essencial para recm-nascidos.

Ligao Peptdica


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Duas molculas de aminocidos podem ser unidas atravs de uma ligao amidasubstituda, denominada ligao peptdica. Uma ligao peptdica a unio do grupocarboxila (-COOH) de um aminocido com o grupo amino (-NH2) de outro aminocido,atravs da formao de uma amida.

Assim, temos : Duas molculas de aminocidos: dipeptdeo Trs molculas de aminocidos: tripeptdeo Muitas molculas de aminocidos: polipeptdeo

Evidentemente, as protenas, por hidrlise, originam uma mistura deaminocidos. O resduo de aminocido localizado na ponta de um peptdeo com umgrupo amino livre o resduo amino terminal (N-terminal); o resduo na pontaoposta, que tem um grupo carboxila livre, o resduo carboxil-terminal (C-terminal). Os peptdeos so denominados pela seqncia de seus aminocidos constituintes,comeando pelo resduo N-terminal.

Classificao das Protenas

Quanto s Funes Biolgicas

A. Enzimas: as protenas mais variadas e mais altamente especializadas so aquelascom atividade cataltica, as enzimas. Quase todas as reaes qumicas envolvendo biomolculas orgnicas nas clulas so catalisadas por enzimas. Atualmente, mais de2.000 enzimas diferentes, cada uma capaz de catalisar um tipo diferente de reaoqumica, j foram descobertas em diferentes formas de vida.

B. Protenas Transportadoras: protenas transportadoras no plasma sangneo ligam etransportam especificamente molculas ou ons de um rgo para outro. A hemoglobinadas clulas vermelhas do sangue se liga ao Oxignio quando o sangue passa atravs dos pulmes e o transporta para os tecidos perifricos, onde o Oxignio liberado para

participar das oxidaes de nutrientes produtoras de energia. O plasma sangneocontm lipoprotenas, as quais transportam lipdios do fgado para outros rgos. Outrostipos de protenas transportadoras esto presentes nas membranas celulares e so adap-tadas para ligar e transportar glicose, aminocidos, e outros nutrientes para dentro dasclulas atravs da membrana.

C. Protenas Nutrientes e de Reserva: as sementes de muitas plantas tm protenasnutrientes necessrias para o crescimento do embrio da planta. Exemplos particularmente familiares so as protenas das sementes do trigo, do milho e do arroz.Ovoalbumina, a principal protena da clara do ovo, e casena, a principal protena doleite, so outros exemplos de protenas nutrientes. A ferritina de tecidos animaisarmazena Ferro.


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D. Protenas Contrteis ou de Movimento: algumas protenas dotam as clulas eorganismos com a capacidade de se contrair, mudar de forma ou se mover. Actina emiosina so protenas filamentosas que agem no sistema contrtil de msculosesquelticos e tambm em muitas clulas no musculares.

E. Protenas Estruturais: muitas protenas servem como filamentos, cabos ou lminas para dar firmeza ou proteo a estruturas biolgicas. O maior componente da cartilageme dos tendes uma protena fibrosa denominada colgeno, a qual exibe granderesistncia a tenses. O couro colgeno quase puro. Os ligamentos contm elastina,uma protena estrutural capaz de se distender em duas dimenses. Cabelos, unhas e penas consistem predominantemente da protena resistente e insolvel chamadaqueratina.

F. Protenas de Defesa: muitas protenas defendem os organismos da invaso de outrasespcies ou contra leses. As imunoglobulinas ou anticorpos de vertebrados so protenas especializadas feitas por linfcitos que podem reconhecer, precipitar ouneutralizar bactrias e vrus invasores ou protenas estranhas de outras espcies. Fibrino-gnio e trombina so protenas coaguladoras do sangue e previnem a perda de sanguequando o sistema vascular injuriado. Veneno de serpentes, toxinas bacterianas e protenas txicas de plantas, como a ricina, tambm parecem ter funes de defesa.

G. Protenas Reguladoras: algumas protenas ajudam a regular a atividade celular oufisiolgica. Entre elas esto muitos hormnios como a insulina, que regula ometabolismo dos acares e cuja deficincia a causa do diabetes, o hormnio decrescimento, e o hormnio paratireideo, o qual regula o transporte de Ca+2 e de fosfato.Outras protenas reguladoras, chamadas repressoras, regulam a biossntese de enzimas por clulas bacterianas.

Quanto Forma

A. Protenas Fibrosas: na sua maioria, as protenas fibrosas so insolveis nossolventes aquosos e possuem pesos moleculares muito elevados. So formadasgeralmente por longas molculas mais ou menos retilneas e paralelas ao eixo da fibra.A esta categoria pertencem as protenas de estrutura, como colgeno do tecidoconjuntivo, as queratinas dos cabelos, a fribrina do soro sanguneo ou a miosina dosmsculos.

B. Protenas Globulares: de estrutura espacial mais complexa, so mais ou menosesfricas. So geralmente solveis nos solventes aquosos e os seus pesos moleculares sesituam entre 10.000 e vrios milhes. Nesta categoria situam-se as protenas ativascomo as enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.

Quanto Composio

A. Protenas Simples: por hidrlise liberam apenas aminocidos.

B. Protenas Conjugadas: por hidrlise liberam aminocidos mais um radical no peptdico, denominado grupo prosttico. Ex: metaloprotenas, cromoprotenas,

lipoprotenas, glicoprotenas, etc.


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Quanto ao Nmero de Cadeias Polipeptdicas:

A. Protenas Monomricas: formadas por apenas uma cadeia polipeptdica.

B. Protenas Oligomricas: formadas por mais de uma cadeia polipeptdica. So as

protenas de estrutura e funo mais complexas.

Organizao Estrutural das Protenas

As protenas possuem complexas estruturas espaciais, que podem ser organizadas em quatro nveis, crescentes em complexidade:

Estrutura Primria: dada pela seqncia de aminocidos e ligaes peptdicas damolcula. o nvel estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo oarranjo espacial da molcula. A estrutura primria da protena resulta em uma longacadeia de aminocidos, com uma extremidade "amino terminal" e uma extremidade"carboxi terminal". A estrutura primria de uma protena destruda por hidrlisequmica ou enzimtica das ligaes peptdicas, com liberao de peptdeos menores eaminocidos livres.

Estrutura Secundria: dada pelo arranjo espacial de aminocidos prximos entre sina seqncia primria da protena. o ltimo nvel de organizao das protenasfibrosas, mais simples estruturalmente.

Estrutura Terciria: dada pelo arranjo espacial de aminocidos distantes entre si naseqncia polipeptdica. a forma tridimensional como a protena se "enrola". Ocorrenas protenas globulares, mais complexas estrutural e funcionalmente.

Estrutura Quaternria: surge apenas nas protenas oligomricas, dada peladistribuio espacial de mais de uma cadeia polipeptdica no espao, as subunidades damolcula. Estas subunidades se mantm unidas por foras covalentes, como pontesdissulfeto, e ligaes no covalentes, como pontes de hidrognio, interaeshidrofbicas, etc.

Enzimas

As enzimas so protenas especializadas na catlise de reaes biolgicas. Elasesto entre as biomolculas mais notveis devido a sua extraordinria especificidade e poder cataltico, que so muito superiores aos dos catalisadores produzidos pelohomem. Praticamente todas as reaes que caracterizam o metabolismo celular socatalisadas por enzimas.

Como catalisadores celulares extremamente poderosos, as enzimas aceleram avelocidade de uma reao sem, no entanto, participar dela como reagente ou produto.As enzimas so, portanto, consideradas as unidades funcionais do metabolismo celular.

Propriedades das Enzimas

Enzimas so catalisadores proticos que aumentam a velocidade de uma reaoqumica e no so consumidos durante a reao que catalisam.


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Stios ativos: as molculas de enzimas contm um bolso ou fenda especialdenominado stio ativo. O stio ativo contm aminocidos cujas cadeias laterais criamuma superfcie tridimensional complementar ao substrato. O stio ativo liga-se aosubstrato, formando um complexo enzima-substrato (ES). O ES convertido a enzima- produto (EP), que subseqentemente dissocia-se em enzima e produto.

Eficincia cataltica: a maioria das reaes catalisadas por enzimas so altamenteeficientes, ocorrendo 103 a 108 vezes mais rpido que as reaes no-catalisadas.

Especificidade: as enzimas so altamente especficas, interagindo com um ou algunssubstratos especficos e catalisando somente um tipo de reao qumica.

Cofatores: algumas enzimas se associam a um cofator no-protico que necessrio para a atividade enzimtica. Os cofatores comumente encontrados incluem onsmetlicos (por exemplo, Zn+2, Fe+2) e molculas orgnicas, conhecidas comocoenzimas, que so freqentemente derivadas de vitaminas.Holoenzimarefere-se enzima com seu cofator.Apoenzima refere-se poro protica da holoenzima. Naausncia do cofator apropriado, a apoenzima no mostra atividade biolgica. Umgrupoprosttico uma coenzima fortemente ligada que no se dissocia da enzima.

Fatores que Afetam a Velocidade de Reao

Concentrao do substrato: a velocidade de uma reao (V) o nmero demolculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo. A velocidade deuma reao catalisada por enzimas aumenta conforme a concentrao do substrato atatingir umavelocidade mxima(Vmax). A obteno de um plat na velocidade dereao em altas concentraes de substrato reflete a saturao pelo substrato de todos osstios de ligao disponveis na enzima.

Temperatura:A. Aumento da velocidade com a temperatura: A velocidade de reao aumenta

com a temperatura at um pico de velocidade ser atingido.B. Diminuio da velocidade com a temperatura: Uma elevao adicional da

temperatura resulta em uma reduo na velocidade de reao, como resultado dadesnaturao da enzima induzida pela temperatura.

pH: o pH no qual a atividade mxima da enzima atingida difere para cada enzima.Por exemplo, a pepsina, uma enzima digestiva presente no estmago, tem como pHtimo o pH 2. Outras enzimas, destinadas a funcionar em pH neutro so desnaturadasneste meio cido.

Inibio da Atividade Enzimtica

Qualquer substncia que possa diminuir a velocidade de uma reao catalisada por enzima denominada um inibidor. Os dois tipos de inibio mais comumenteencontrados so a competitiva e a no-competitiva.

A inibio competitiva ocorre quando o inibidor se liga reversivelmente ao

mesmo stio que o substrato normalmente ocuparia, competindo com este pelo stio. Ainibio no-competitiva ocorre quando o inibidor e o substrato se ligam em diferentes


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stios na enzima. O inibidor no-competitivo pode se ligar enzima livre ou aocomplexo ES, impedindo assim a ocorrncia da reao.

LIPDIOSConceito:

So biomolculas insolveis em gua, e solveis em solventes orgnicos. Desempenham vrias funes no organismo, entre elas:

Reserva de energiaEstruturalFonte de energiaIsolamento e proteo de rgos

A maioria dos lipdios derivada ou possui cidos graxos na sua estrutura.cidos Graxos:

So cidos orgnicos, a maioria de cadeia carbnica longa, com mais de 12 carbonos.Esta cadeia carbnica pode ser saturada ou insaturada.cidos graxos saturados:No possuem duplas ligaes.So geralmente slidos temperatura ambiente.Gorduras de origem animal so geralmente ricas em cidos graxos saturados.

cidos graxos insaturadosPossuem uma ou mais duplas ligaes (mono ou poliinsaturados).So geralmente lquidos temperatura ambiente.Os leos de origem vegetal so ricos em AG insaturados.Quando existem mais de uma dupla ligao, estas so sempre separadas por pelo

menos 3 carbonos, nunca so adjacentes nem conjugadas.

Nomenclatura de cidos Graxos:

O nome sistemtico do cido graxo vem do hidrocarboneto correspondente.Existe um nome usual para a maioria dos AG.

Os AG tem seus carbonos numerados de 2 formas:A partir da carboxila: numerao Delta -"". A partir do grupamento metil terminal: numerao mega -"". As duplas ligaes, quando presentes, podem ser descritas em nmero e posio em

ambos os sistemas; por exemplo: O cido linolico possui 18 tomos de carbono e 2duplas ligaes, entre os carbonos 9 e 10, e entre os carbonos 12 e 13; sua estrutura pode ser descrita como: 18:2 9,12ou 18:2;9,12. Pertence famlia 6.

Outros exemplos de cidos graxos: Nome

descritivo Nome sistemtico tomos de

carbonoDuplasligaes

Posies das duplasligaes (Delta )

Classe de AGPoliinsaturado

Palmtico Hexadecanico 16 0 - -


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Palmitoleico Hexadecenico 16 1 9 7 Esterico Octadecanico 18 0 - -Oleico Octadecenico 18 1 9 9 Linoleico Octadecadienico 18 2 9, 12 6 Linolnico Octadecatrienico 18 3 9, 12, 15 3 Aracdnico Eicosatetraenico 20 4 5, 8, 11, 14 6

cidos Graxos Essenciais:

O homem capaz de sintetizar muitos tipos de cidos graxos, incluindo os saturadose os monoinsaturados.

Os AG poliinsaturados, no entanto, principalmente os das classes 6(famlia docido linolico) e 3 (famlia do cido linolnico), devem ser obtidos da dieta, pois sosintetizados apenas por vegetais.

Classes de Lipdeos:

Triacilgliceris:Os triacilgliceris so lipdios formados pela ligao de 3 molculas de cidos graxoscom o glicerol, um trilcool de 3 carbonos, atravs de ligaes do tipo ster.

So tambm chamados de "Gorduras Neutras", ou triglicerdeos.Os cidos graxos que participam da estrutura de um triacilglicerol so geralmente

diferentes entre si.A principal funo dos triacilgliceris a de reserva de energia, e so armazenados,

principalmente, nas clulas do tecido adiposo.So armazenados em uma forma desidratada quase pura, e fornecem, por grama,

aproximadamente o dobro da energia fornecida por carboidratos.

Ceras:So steres de cidos graxos de cadeia longa com lcoois de cadeia longa.Nos vertebrados as ceras so secretadas pelas glndulas da pele como capa protetora,

para manter a pele flexvel, lubrificada e "a prova de gua".Os pssaros, particularmente os aquticos, secretam cera nas suas glndulas do bico

para tornar suas penas impermeveis gua.As folhas de muitas plantas so cobertas com uma camada protetora de cera. A

aparncia brilhante das folhas de muitas plantas tropicais um reflexo das suas camadasde cera.

Fosfolipdios:So tambm chamados de "Lipdios Polares" e so lipdios que contm fosfato na suaestrutura.

Os mais importantes so tambm derivados do glicerol - fosfoglicerdeos - o qualest ligado por uma ponte tipo fosfodister geralmente a uma base nitrogenada.

As outras hidroxilas do glicerol esto esterificadas a AG.Os fosfoglicerdeos desempenham importante funo na estrutura e funo das

membranas biolgicas.

Esfingolipdios:So lipdios importantes tambm na estrutura das membranas biolgicas.


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Formados por uma molcula de cido graxo de cadeia longa, a esfingosina - umaminolcool de cadeia longa - ou um de seus derivados, e uma cabea polar alcolica.Existem 3 subclasses de esfingolipdios: esfingomielinas, cerebrosdeos e gangliosdeos.

Esterides:

So lipdios que no possuem cidos graxos em sua estrutura.Derivam do anel orgnico Ciclopentanoperidrofenantreno.O principal exemplo o Colesterol.O colesterol um esteride importante na estrutura das membranas biolgicas, e atua

como precursor na biossntese dos esterides biologicamente ativos, como os hormniosesterides e os cidos e sais biliares.

O excesso de colesterol no sangue um dos principais fatores de risco para odesenvolvimento de doenas arteriais coronarianas, principalmente o infarto agudo domiocrdio.

Lipoprotenas:So associaes entre protenas e lipdios encontradas na corrente sangunea, e que

tm como funo transportar e regular o metabolismo dos lipdios no plasma.A frao protica das lipoprotenas denomina-se Apoprotena.A frao lipdica das lipoprotenas muito varivel, e permite a classificao das

mesmas em 4 grupos, de acordo com suas densidades: Quilomcron: a lipoprotena menos densa, transportadora de triacilglicerol

exgeno na corrente sangunea; VLDL ("Lipoprotena de Densidade Muito Baixa"): transporta triacilglicerol

endgeno; LDL ("Lipoprotena de Densidade Baixa"): a principal transportadora de

colesterol; seus nveis aumentados no sangue aumentam o risco de infarto agudodo miocrdio;

HDL ("Lipoprotena de Densidade Alta"): atua retirando o colesterol dacirculao. Seus nveis aumentados no sangue esto associados a uma diminuiodo risco de infarto agudo do miocrdio.

CIDOS NUCLICOS

Introduo:

So definidos como polinucleotdeos ligados em cadeia. Por controlarem a atividadecelular, so considerados as molculas mestras dos seres vivos. Normalmente,encontram-se associados a protenas (nucleoprotenas).


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Os cidos nuclicos, assim chamados por terem sido descobertos no ncleo dasclulas, so as maiores e mais importantes molculas orgnicas, e esto presentes emtodas as formas de vida, desde vrus at mamferos.

Comandam todo o funcionamento das clulas e do organismo porque constituem osgenes, nos quais esto inscritas as instrues para a fabricao de protenas.

H dois tipos de cidos nuclicos: o DNA (acido desoxirribonuclico) e o RNA(acido ribonuclico). Ambos so constitudos por dezenas, centenas ou ate milhes denucleotdeos unidos em seqncia, formando longas cadeias. Portanto, pode-se dizer que os cidos nuclicos so polinucleotdeos.

Nucleotdeo:

a unidade que compe o cido nuclico; seja ele pertencente ao DNA ou ao RNA. uma molcula formada pela unio de trs outras molculas: fosfato, pentose(monossacardeo de cinco carbonos) e base nitrogenada. Nos nucleotdeos do DNA, a pentose a desoxirribose, enquanto no RNA a ribose. Quanto s bases nitrogenadas,tanto o DNA quanto o RNA apresentam adenina, citosina e guanina. Porm, somente oDNA contm timina, enquanto que somente o RNA contm uracila.

O nucleotdeo a unidade formadora de um cido nuclico. Um filamento ouencadeamento dessas unidades chamado de fita polinucleotdica e um cido nuclico pode apresentar uma ou duas dessas fitas-hlice simples ou dupla.

As bases nitrogenadas que entram na constituio dos nucleotdeos podem ser dedois tipos: pricas, formadas por dois anis de tomos de carbono e nitrognio e pirimdicas, formadas por um anel de tomos de carbono e nitrognio.

Nucleosdeo:

Composto formado por uma pentose unida a uma base nitrogenada.

Formao de um Polinucleotdeo:

A unio de vrios nucleotdeos forma um polinucleotdeos. O cido fosfrico de umnucleotdeo se liga pentose de outro, e assim por diante na formao do cidonuclico. Um polinucleotdeo constando de uma longa cadeia covalentemente ligada deunidades de desoxirribonucleotdeo chamado cido desoxirribonuclico (DNA).Quando a cadeia consta de ribonucleotdeos, um cido ribonuclico (RNA).

Tipos de cidos Nuclicos:cido Desoxirribonuclico (DNA):Constitudo por duas cadeias de nucleotdeos enroladas uma ao redor da outra na

forma de dupla hlice.Os eixos das hlices so formados por molculas de cido fosfrico e desoxirribose

enquanto as bases nitrogenadas se dispem perpendicularmente ao eixo principal daestrutura e voltadas para dentro dela.

As bases nitrogenadas de uma hlice se unem s bases nitrogenadas da hlicecomplementar atravs de ligaes denominada pontes de hidrognio. Adenina se liga aTimina e Guanina se liga a Citosina.

Localizao: no ncleo das clulas, nos cloroplastos e nas mitocndrias.


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Funes: o responsvel pela determinao das caractersticas hereditrias alm decomandar o funcionamento celular e promover a sntese do RNA.

Autoduplicao do DNA: o processo de formao de duas molculas-filhas deDNA a partir de uma molcula-me. As duas molculas-filhas so idnticas entre si e molcula-me. A autoduplicao do DNA pode ser dividida em duas etapas.

Primeira etapa: rompimento das pontes de hidrognio que unem as basesnitrogenadas da molcula-me. Dessa forma, ocorre a separao das duas hlicesque compe a molcula me do DNA.

Segunda etapa: nucleotdeos livres (que j se encontram no interior da clula)se ligam aos nucleotdeos das hlices separadas de forma altamente especfica, ouseja, adenina s se liga timina e guanina s se liga citosina. Nessa etapa ocorrea atuao de enzima DNA polimerase ou DNA sintetase que catalisa a formaodas hlices complementares O resultado desse processo a formao de duasnovas molculas de DNA, idnticas entre si. Em cada nova molcula de DNAformada, h um filamento antigo que pertencia molcula-me e um filamentonovo formado atravs do processo de complementao de bases. Diz-se que amolcula de DNA apresenta uma autoduplicao semiconservativa j que cadamolcula-filha conserva metade da molcula-me.

cido Ribonuclico (RNA): formado por uma nica cadeia polinucleotdica, geralmente enrolada sobre si

mesma.Localizao: ncleo das clulas, livre no citoplasma, no interior de cloroplastos e

fazendo parte da estrutura dos ribossomos.Funo: Sntese proticaTranscrio do RNA: o processo de formao de RNA a partir de DNA; a

transcrio pode ser dividida em duas etapas: Primeira etapa: rompimento das pontes de hidrognio que unem as bases

nitrogenadas da molcula-me de DNA. Dessa forma, ocorre a separao das duashlices.

Segunda etapa: apenas uma das clulas da molcula-me de DNA funcionacomo molde para a sntese do RNA. Assim, a molcula de RNA a ser formada teruma fita simples, diferentemente da molcula de DNA que possui fita dupla. Ahlice do DNA que servir de molde para a sntese do RNA denomina-se hliceativa.

Tipos de RNA:

RNA mensageiro (RNA m)RNA transportador (RNA t)RNA ribossmico (RNA r)

NUTRIO

Classificao dos Alimentos:

Energticos: fornecem substratos para a manuteno da temperatura corprea a nvelcelular, liberando energia para as reaes bioqumicas. So os carboidratos, lipdios e


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protenas (macronutrientes). Os carboidratos so os alimentos energticos por excelncia, pois so diretamente sintetizados na fotossntese dos auttrofos e todos osseres vivos possuem as enzimas necessrias para sua degradao. Os lipdios e as protenas, apesar de possurem poder energtico igual ou superior mesmo aoscarboidratos, tm funes outras no organismo e so absorvidos aps a absoro dos

carboidratos, sendo utilizados, secundariamente, como produtores de energia, apesar doalto poder calrico. Os lipdios so os principais elementos de reserva energtica umavez que so primariamente armazenados nos adipcitos antes da metabolizaoheptica.

Estruturais: atuam no crescimento, desenvolvimento e reparao de tecidos lesados,mantendo a forma ou protegendo o corpo. So as protenas, minerais, lipdios e gua.

Reguladores: aceleram os processos orgnicos, sendo indispensveis ao ser humano:so as vitaminas, aminocidos e lipdios essenciais, minerais e fibras.

Necessidades Dietticas Recomendadas (NDR)

Estimativa da quantidade de um nutriente necessria para preencher as necessidadesde 95% da populao.Fatores que interferem na NDR: idade, sexo, atividade fsica, gravidez, doenas.

Fornecimento de Energia

Oxidao dos trs nutrientes principais: carboidratos, lipdios e protenas.A unidade de energia usada no clculo da necessidade energtica a quilocaloria

(kcal), tambm chamada de caloria nutricional.Carboidratos puros produzem em mdia cerca de 4,2 kcal/g, os lipdios cerca de 9,5

kcal/g e as protenas cerca de 4,3 kcal/g.Gasto de energia: taxa de metabolismo basal (60%), efeito trmico do alimento

(10%) e atividade fsica (30%).

Carboidratos

MonossacardeosPrincipais: glicose e frutoseFontes: frutas, milho doce, xarope de milho e mel.

DissacardeosPrincipais: sacarose, lactose e maltose.Fontes: acar de mesa (sacarose), leite (lactose) e bebidas maltadas (maltose).

Polissacardeos (Amido)No possuem gosto doce.Fontes: trigo e outros gros, batata, ervilha, feijo e po.

FibrasCarboidratos no-digerveis, incluindo a celulose, lignina e pectina.No fornecem energia.

Efeitos benficos: adiciona volume dieta, retm gua, aumenta a mobilidadeintestinal, reduz a absoro de compostos txicos, diminui o risco de constipao,


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hemorridas, diverticulose e cncer de clon.Excesso: liga-se a microelementos e diminui a absoro de vitaminas lipossolveis.

Lipdios

Fornecem mais do que o dobro de energia por grama do que os carboidratos.Possuem grande poder de saciedadeSo necessrios para a absoro de vitaminas lipossolveis.Os cidos linolnico e linolico so essenciais (vegetais, peixes e aves).

Gorduras animais:Constituintes: cidos graxos saturados e o colesterol.Fontes: carne, leite e ovos manteiga e queijo.Doenas: aterosclerose, doenas cardacas e derrames.

Gorduras vegetaisConstituintes: cidos graxos poliinsaturados.Margarina: hidrogenao parcial dos leos vegetais.

ColesterolFontes: produtos animais (gema do ovo, manteiga e carne).Ausente nos alimentos vegetaisSintetizado no organismoEliminado do organismo pela converso em sais biliares que so eliminados nas

fezes.

Obesidade

Resultado da ingesto calrica alm das necessidades do organismo.Aumenta o risco das doenas cardiovasculares, da hipertenso e diabetes.Obesidade no necessariamente o resultado do superconsumo de gorduras per si.

Protenas

Adultos requerem nove aminocidos.Os bebs e as crianas em crescimento requerem 10 aminocidos, o extra a

arginina.

O valor ou qualidade nutricional da protena depende de dois fatores: perfil qumico (o seu contedo em aminocidos essenciais) evalor biolgico (sua digestibilidade).

Doenas:

Marasmo a desnutrio calrica.Alimentao inadequadaCaracterizado pela parada de crescimento, debilidade muscular extrema e fraqueza.

Kwashiorkor

a deficincia de protenas.Dieta predominantemente de origem vegetal.


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Caracterizado por edema, leses de pele, degenerao de alguns rgos e deficinciano aprendizado.

DIGESTOIntroduo:

Hidrlise enzimtica dos macronutrientes em seus componentes unitriosfundamentais para que possam ser absorvidos e utilizados

Trato gastrintestinal: boca, estmago, intestinos delgado e grosso (absoro de gua).

Carboidratos:

Amido e GlicognioSo completamente hidrolisados pela ao enzimtica no trato gastrintestinal,

produzindo as suas unidades fundamentais, a glicose livre.Este processo comea na boca durante a mastigao, atravs da ao da amilase

secretada pelas glndulas salivares. A amilase salivar hidrolisa muitas das ligaesglicosdicas (1 4) do amido e do glicognio, produzindo uma mistura de maltose,glicose e oligossacardeos.

completada no intestino delgado, principalmente pela ao da amilase pancretica,sintetizada pelo pncreas e secretada pelo duto pancretico na poro superior dointestino delgado, o duodeno.

DissacardeosA sacarose da cana-de-acar hidrolisada a glicose e frutose pela sacarase, tambm

chamada de invertase; a lactose hidrolisada a glicose e galactose pela lactase, tambmchamada de-galactosidase; e a maltose hidrolisada pela maltase, produzindo duasmolculas de glicose.

Doenas:Intolerncia LactoseFalta da atividade da lactose no intestino delgado depois da infncia e adolescncia.Fermentao da lactose por microrganismos intestinais.Conseqncias: diarria e formao de gases.

Protenas:

As protenas ingeridas so hidrolisadas enzimaticamente nos seus aminocidosconstituintes no trato gastrintestinal.

Quando a protena entra no estmago, ela estimula a secreo do hormnio gastrina,que por seu lado estimula a secreo suco gstrico (cido clordrico e pepsinognio).

O suco gstrico atua como anti-sptico.O pepsinognio convertido na sua forma ativa pepsina pelo HCl e tambm por

autocatlise.No estmago, a pepsina hidrolisa as ligaes peptdicas das protenas ingeridas,

clivando longas cadeias polipeptdicas numa mistura de peptdeos menores.


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Quando o contedo do estmago passa ao intestino delgado, o pH baixo desencadeiaa secreo do hormnio secretina no sangue. A secretina estimula o pncreas a secretar bicarbonato para o intestino delgado, para neutralizar o HCl gstrico. O pH sobe ento para 7.

A entrada dos aminocidos no duodeno estimula a secreo de enzimas proteolticas

e peptidases inativas (tripsinognio, quimiotripsinognio e procarboxipeptidase).Depois que o tripsinognio entra no intestino delgado, ele convertido na sua formaativa tripsina pela enteropeptidase e tambm por autocatlise.

A tripsina tambm ativa os dois outros zimognios.A degradao dos peptdeos curtos no intestino delgado completada pela

carboxipeptidase e pela aminopeptidase (sintetizada pelas clulas do intestino).

Doenas:Doena CelacaEnzimas intestinais so incapazes de digerir certas protenas insolveis do trigo,

especialmente a gliadina, que lesiva s clulas que revestem o intestino delgado.

Pancreatite AgudaObstruo do canal pancretico.Os zimognios das enzimas proteolticas so convertidos nas suas formas ativas

dentro da clula pancretica.Enzimas atacam o prprio tecido pancretico, causando dor e uma sria destruio do

rgo, que pode ser fatal.

Lipdios:

Comea no intestino delgado, onde ocorre a ativao do zimognio prolipase emlipase.

A lipase hidrolisa as gotculas dos triacilgliceris produzindo uma mistura de cidosgraxos livres, na forma de sabes de Na+ ou K + e monoacilgliceris.

A emulso e a digesto dos lipdios no intestino delgado so facilitadas pelos sais biliares.

Os principais sais biliares humanos so o glicocolato de sdio e o taurocolato desdio.

Os sais biliares so agentes emulsionantes poderosos secretados pelo fgado na bile,que desemboca na poro superior do intestino delgado.

Os sais biliares so extremamente importantes na absoro de todos os nutrientes

lipossolveis, no apenas dos triacilgliceris. Doenas:

EsteatorriaEliminao de gorduras nas fezes.Formao ou secreo deficiente dos sais biliares.Conseqncia: deficincia de vitaminas lipossolveis A, D, E e K.

Distribuio dos Nutrientes:

Depois de serem absorvidos no trato intestinal, os nutrientes, exceto uma grande

poro de triacilgliceris, passam diretamente ao fgado, o principal centro dedistribuio nos vertebrados.


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L, os acares, aminocidos e alguns lipdios so processados e distribudos aosoutros rgos e tecidos.

Metabolismo

Introduo:

O metabolismo uma atividade celular altamente coordenada, com propsitosdeterminados, e na qual cooperam muitos sistemas multienzimticos.

Funes:Obter energia qumica pela degradao dos macronutrientes;Converter as molculas dos macronutrientes em unidades fundamentais

precursoras das macromolculas celulares;Reunir e organizar estas unidades fundamentais em protenas, cidos nuclicos

e outros componentes celulares;Sintetizar e degradar biomolculas necessrias s funes especializadas das

clulas.

Ciclo do Carbono e do Oxignio:

Organismos autotrficos empregam o CO2 atmosfrico para constituir suas biomolculas e alguns deles geram oxignio gasoso.

Organismos heterotrficos utilizam os produtos orgnicos dos autotrficos comonutrientes e devolvem o CO2 atmosfera.O carbono e o oxignio so constantemente reciclados entre os reinos animal e

vegetal, um processo que envolve enormes quantidades de matria e cuja foracondutora provida pela energia solar.

Ciclo do Nitrognio:

Todos os organismos vivos necessitam de uma fonte de nitrognio.O nitrognio necessrio para a biossntese dos aminocidos e das bases pricas e

pirimdicas, as unidades fundamentais nitrogenadas constituintes das protenas e dos

cidos nuclicos.Poucos organismos so capazes de usar (fixar) o nitrognio atmosfrico (N2).Nos animais superiores, o nitrognio ingerido deve estar na forma de aminocidos.Os vegetais so capazes de empregar ou a amnia ou nitratos solveis como nica

fonte de nitrognio.O nitrognio pode ser fixado pelas cianobactrias ou pelas algas verdes e azuis.Muitas outras espcies de bactrias fixadoras de nitrognio ocorrem no solo.

Algumas delas vivem simbioticamente em ndulos das razes de certas plantas,especialmente de membros da famlia das leguminosas, realizando a fixao simbiticado nitrognio.

Outros organismos microscpicos (bactrias nitrificantes) realizam a oxidao daamnia at nitritos e nitratos, e outros microrganismos (bactrias desnitrificantes) podem reconverter os nitratos em amnia.


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Vias Metablicas:

As enzimas so as unidades mais simples da atividade metablica, cada umacatalisando uma reao qumica especfica.

O metabolismo realizado por seqncias multienzimticas.O produto da primeira enzima torna-se o substrato da segunda, o produto desta osubstrato da terceira, e assim por diante.

Os sucessivos produtos destas transformaes so conhecidos como intermediriosmetablicos ou metablitos.

Cada um dos passos consecutivos nas vias metablicas provoca uma mudanaqumica pequena e especfica, geralmente a remoo, transferncia ou adio de umtomo, molcula ou grupo funcional. Atravs dessas mudanas qumicas ordenadamenteescalonadas a biomolcula que penetra em uma dada via transformada em seu produtometablico final.

Vias Catablicas (Degradativas):

O catabolismo a fase degradativa do metabolismo.Nele as molculas orgnicas nutrientes, carboidratos, lipdios e protenas provenien-

tes do meio ambiente ou dos reservatrios de nutrientes da prpria clula sodegradados por reaes consecutivas em produtos finais menores e mais simples.

O catabolismo acompanhado pela liberao da energia inerente estruturacomplexa das grandes molculas orgnicas. Em certos passos de uma dada viacatablica a maior parte de energia conservada na forma da molcula transportadorade energia adenosina trifosfato (ATP). Alguma energia tambm pode ser conservada naforma de tomos de hidrognio ricos em energia transportados pela coenzimanicotinamida adenina dinucleotdeo fosfato em sua forma reduzida NADPH.

Estgios:No estgio I, as macromolculas celulares so degradadas em suas unidades

fundamentais (polissacardeos hexoses e pentoses; lipdios cidos graxos,glicerol e outros componentes; e protenasaminocidos).

No estgio II do catabolismo, os vrios produtos formados no estgio I soreunidos e convertidos em um nmero menor de molculas ainda mais simples,o acetil-CoA.

No estgio III, o grupo acetil do acetil-CoA introduzido no ciclo do cidoctrico (ciclo de Krebs), via final comum, atravs da qual a maioria dos

nutrientes fornecedores de energia so finalmente oxidados a dixido decarbono. A gua e a amnia (ou outros produtos nitrogenados) so os outros produtos finais do catabolismo.

Vias Anablicas (Biossintetizantes):

O anabolismo tambm chamado biossntese, fase sintetizante ou construtiva.Nele as pequenas molculas precursoras, ou unidades fundamentais, so reunidas

para formar grandes macromolculas componentes das clulas, como as protenas e oscidos nuclicos.

Como a biossntese resulta em grandes estruturas ela requer fornecimento de energia

livre. Isto feito pela quebra do ATP em ADP e fosfato. A biossntese de alguns


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componentes celulares tambm requer tomos de hidrognio ricos em energia,fornecidos pelo NADPH.

Assim como o catabolismo um processo convergente, o anabolismo um processodivergente, pois principia com poucas molculas precursoras pequenas e a partir delasconstri-se uma grande variedade de macromolculas. Assim, as vias anablicas

centrais tm muitas ramificaes que levam a centenas de componentes celularesdiferentes.

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Quimica Da Vida