Biomoléculas e a Base Molecular da Vida Prof. Dr. Francisco Prosdocimi [email protected] .
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A BIOLOGIA NO SEC. XIX
Vitalismo, élan vital: característica particular e única existente apenas em organismos vivos – pensamento místico em círculos acadêmicos
Desenvolvimento da bioquímica e da genética Tentativa de explicar a vida em bases físicas Trazer o rigor das ciências exatas para as ciências biológicas Objetivo alcançado com a biologia molecular Estudos do fim do sec. XIX e início do sec. XX mostram que
apenas as forças químicas das moléculas inanimadas é capaz de explicar a constituição dos organismos vivos
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SACO DE MOLÉCULAS?
Organismos vivos são compostos de moléculas sem-vida
O que distingue, então, um organismo vivo de um saco de moléculas? Complexidade e Organização Capacidade de extrair, transformar e utilizar a energia
do ambiente Capacidade de replicação
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DIVERSIDADE DOS ORGANISMOS
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OLHANDO MAIS DE PERTO
Por trás da diversidade anatômica existe uma incrível similaridade em nível celular e químico
A LÓGICA MOLECULAR DA VIDA
Poucas generalizações podem ser feitas para todos os organismos
ORGANISMO
Proteínas
Polissacarídeos Acidos Nucléicos
Sistemas
Órgãos
Tecidos
Células
Organelas
Moléculas
Aminoácidos
Açúcares simples A, T, C e G
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ALFABETO QUÍMICO
Todos os organismos vivos são constituídos a partir das mesmas unidades monoméricas
A estrutura das macromoléculas é o que determina a sua função biológica
Cada espécie apresenta um conjunto distinto de macromoléculas
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VIDA E ABUNDÂNCIA DE ÁTOMOS
A maioria dos constituintes moleculares dos seres vivos são compostos de átomos de C ligados a outros átomos de C, H, O, N, P e S
Se encontrássemos vida fora da Terra... Massa celular -- 99% CHON
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UM POUCO
DE QUÍMICA
Hidrogênio
Água
Amônia
Metano
Sulfeto de Hidrogênio
Ácido Fosfórico
Átomo
Número de elétrons não
emparelhadosCamada Completa
1
8
7
6
16
15
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TRÊS VIVAS
PARA O CARBONO
Corresponde a mais de 50% do peso seco das células
Versatilidade na formação de ligações químicas
Formação de cadeias lineares, cadeias ramificadas e estruturas cíclicas
Compostos orgânicos – moléculas que apresentam esqueletos de carbono covalentemente ligados
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GRUPOS FUNCIONAIS EM
MOLÉCULAS VIVAS
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EXEMPLOS DE BIOMOLÉCULAS
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BIOMOLÉCULAS
Ácidos Nucleicos Armazenamento da
informação genética Proteínas
Enzimática Estrutural Transporte Hormônios
Polissacarídeos Armazenamento Estrutura
Lipídeos Armazenamento Estrutura Hormônios
Características em comum:
ALTO PESO MOLECULAR
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ÁCIDOS
NUCLEICOS
DNA, RNA
Armazenamento da informação genética
Polímeros de nucleotídeos
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DNA E RNA
Polímeros de nucleotídeos
Esqueleto de ribose-fosfato ligado às bases nitrogenadas
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REPLICAÇÃO
DO DNA
O DNA é composto por uma dupla-hélice
Replicação semi-conservativa: as bases presentes em uma das fitas contém toda a informação necessária para a síntese da nova fita
A complementaridade das bases A = T, G = C
As duas fitas do DNA são antiparalelas
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EVOLUÇÃO POR MUTAÇÕES
A modificação das moléculas de DNA ao longo do tempo (mutação) é um dos principais fatores evolutivos
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DOGMA CENTRAL E TRADUÇÃO
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PROTEÍNAS
Moléculas mais importantes?
Polímeros de aminoácidos
Apenas 20 diferentes aminoácidos estão presentes nas moléculas biológicas
Carboxil
Amino
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AMINOÁCIDOS
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LIGANDO AMINOÁCIDOS
Onde acontece? Quem atua como
catalisador?
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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
Enovelamento de proteínas
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HIERARQUIA ESTRUTURAL