Princípios Básicos/Troca de Energia e Matéria nos organismos vivos BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS Aula -02 Princípios Básicos/Troca de Energia e Matéria nos organismos vivos

Matéria e seus constituintes (átomos, moléculas, biomoléculas) Sumário Matéria e seus constituintes (átomos, moléculas, biomoléculas) Grupos funcionais 2.1 Proteínas 2.2 Carboidratos 2.3 Lipídeos 2.4 Ácidos Nucléicos 3. Ciclo de Energia

SUBSTÂNCIA O que existe por si só; Qualquer espécie de matéria; MATÉRIA = que ocupa espaço, tem massa; Energia condensada num espaço.

OS ÁTOMOS FORMAM MOLÉCULAS AS MOLÉCULAS FORMAM ORGANELAS AS ORGANELAS FORMAM A CÉLULA AS CÉLULAS FORMAM TECIDOS OS TECIDOS FORMAM ORGÃOS OS ORGÃOS FORMAM SISTEMA OS SISTEMAS FORMAM CORPO

O ÁTOMO Elemento básico que compõe a matéria; Estruturas e processos fisiológicos são devidos às interações entre átomos e íons; Átomo elemento que estabelece ligação entre matéria e energia.

Elemento químico essencial: (deve cumprir quatro condições) A ingestão insuficiente do elemento provoca: Deficiências funcionais, reversíveis se o elemento voltar a ficar nas concentrações adequadas; * Sem o elemento, o organismo não cresce e nem completa o seu ciclo vital; * O elemento influi diretamente no organismo e está envolvido em seus processos metabólicos; * O mesmo efeito no organismo não pode ser conseguido por nenhum outro elemento.

A maioria dos elementos que compõem os seres vivos são denominados elementos organógenos ou bioelementos. São classificados segundo a sua abundância em majoritários, traços e microtraços (oligoelementos). A lista seguinte mostra os bioelementos presentes no ser humano, ordenados por ordem de abundância:

MOLÉCULAS CAFEÍNA NICOTINA Átomos interagem para formar configurações estáveis; Formam as MOLÉCULAS. CAFEÍNA NICOTINA

BIOMOLÉCULAS Moléculas de importancia biológica Bio = ORGANISMO VIVO Molécula = união de 2 ou mais átomos distintos

Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e BIOMOLÉCULAS Constituição Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N)

Classificacão das Biomoléculas Ácidos: possuem H+ no início da estrutura molecular ex: HCl Bases: possuem OH- no final da estrutura molecular ex: NaOH Sais: não contem H nem OH ex: NaCl

Importância do Carbono Biomoléculas são esqueletos carbonados Formam ligações covalentes muito estáveis: C, O, H e N podem formar novas ligações covalentes aumentando diversidade química das biomoléculas

Importância biomoléculas Interações entre biomoléculas são fundamentais no estudo dos mecanismos de doença; 60% dos novos fármacos são proteínas que interagem com proteínas do organismo.

Interações entre biomoléculas Ligações covalentes: entre átomos; Forças Van der Walls: atração entre moléculas polares; Ligações de H+: atração entre íons de cargas opostas; Interações hidrofóbicas: forças de repulsão a água e moléculas com grupos apolares

Grupos Funcionais das Biomoléculas Orgânicas 1. Ácido Orgânico = COOH Ex: CH3CH2COOH 2. Alcool = OH Ex: CH3OH (metanol) 3. Amina = NH2 Ex: CH3CH2NH2 4. Amino Ácido = NH2 e COOH

Grupos funcionais 5. Éteres = grupo R – O - R Ex:CH3CH2-O-CH2CH3 (éter etílico) 6. Aldeídos e Cetona = contêm grupo carbonila (C=O) Ex: CH3-CO-CH3 (acetona) 7. Ésteres = grupo R´- COOR

O átomo de C Possibilita várias ligações

Átomo de C Possibilita formar cadeias

Átomo de C Possibilita isômeros estruturais e ópticos

Átomo de C Possibilita isomeria cis - trans

Polaridades das biomoléculas

BIOMOLÉCULAS Orgânicas Lipídeos Proteínas Ácidos Nucléicos Glicídeos

Combinação de biomoléculas

Importância biomoléculas Interações entre biomoléculas são fundamentais no estudo dos mecanismos de doença; 60% dos novos fármacos são proteínas que interagem com proteínas do organismo.

Funções das Proteínas Ex: troponina Enzimática Nutricional Hormonal Ex: ferritina Ex: hemoglobina Funções das Proteínas Enzimática Ex: lipases Nutricional Hormonal Transporte Armazenamento Sistemas contrácteis Estrutural Imunidade Ex: insulina Ex: colágenio Ex: imunoglobolina Ex: caseína Ex: troponina

Compostos orgânicos (C, O e H) aldeídos ou cetonas Carboidratos Compostos orgânicos (C, O e H) aldeídos ou cetonas Classificação: Monossacarídeos Dissacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos

Funções dos glicídios Energética (metabolismo) Reserva Estrutural (celulose e quitina) Regulação Crescimento

Funções dos Glícidios Antigénica Estrutural Cicatrização Armazenamento Ex: quitina Estrutural Cicatrização Armazenamento Lubrificante Ex: lactose Ex: glicogênio Ex: heparina Ex: líquido sinovial Anticoagulante

Biomoléculas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos; Fonte primária de energia dos seres vivos. Lipídios

Lipídios Muito energéticos devido elevado número de C-H, o dobro da capacidade dos hidratos de carbono; Lipídeos - 9 kcal/g; Hidratos de carbono - 4 kcal/g; Classificados em 3 classes: simples, conjugados e derivados.

Lipídios SIMPLES Lipídios CONJUGADOS GLICERÍDEOS e as CÊRAS Lipídios CONJUGADOS Fosfolípidios Glicolípidios Lipoproteínas

Lipídios DERIVADOS Ácidos graxos Vitaminas D, E e K Hormônios

TRIGLICÉRIDES

COLESTEROL

Ácidos Nucléicos Biomoléculas de importância no controle celular.

2 tipos com constituição e estrutura distintas: Á c i d o s N u c l e i c o s 2 tipos com constituição e estrutura distintas:

Função dos Ácidos Nucléicos DNA - Armazenamento e expressão da Informação genética; RNA - Síntese protéica e outros mecanismos a nível celular.

CICLO DA ENERGIA Todos os seres vivos necessitam de matéria-prima para seu crescimento, reprodução, desenvolvimento e reparação de perdas. Necessitam também de energia para a realização de seus processos vitais. Essas necessidades são supridas pelo alimento orgânico.

Ciclo de Energia Seres autótrofos - sintetizam seus próprios alimentos (fotossíntese ou da quimiossíntese). O alimento produzido pelos autótrofos é utilizado por eles mesmos e pelos organismos heterótrofos (organismos fotossintetizantes). A energia luminosa do Sol é fixada pelo autótrofo e transmitida, sob a forma de energia química, aos demais seres vivos. Essa energia diminui à medida que passa pelos consumidores (parte - realização dos processos vitais do organismo; perde-se sob a forma de calor;  

Ciclo de Energia Sempre restará, portanto, apenas uma parcela menor de energia disponível para o nível seguinte. Na transferência de energia entre os seres vivos não há reaproveitamento da energia liberada, diz-se que essa transferência é unidirecional e se dá como um fluxo de energia. A matéria, no entanto, pode ser reciclada; fala-se, então, em ciclo da matéria ou ciclo biogeoquímico.

Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com Bioenergética Células e organismos necessitam realizar trabalho para: manutenção da vida, crescimento e reprodução; Trabalho químico: síntese dos componentes celulares; Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais e outros compostos contra gradiente de concentração; Trabalho mecânico: contração muscular e movimento de flagelos. Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com Bioenergética Estuda fenômenos de transferência de energia para o trabalho celular dos seres vivos; Descreve como os organismos vivos capturam, transformam e usam energia; Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

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Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com Atividade Física Qualquer movimento do corpo produzido pela musculatura esquelética, gerando gasto energético. Exercício Atividade física com o objetivo de melhorar algum componente da condição física. Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Tipos de Exercício Aeróbio - Baixa intensidade e longa duração Anaeróbio - Alta intensidade e curta duração Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Metabolismo Energético vegetal Sol Energia Nuclear Luminosa Térmica Fotossíntese Energia Química H2O + CO2 = Carboidratos nCO2 + nH2O + luz ---> (CH2O)n + nO2 Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Metabolismo Energético animal BIO-QUIMICA Metabolismo Energético animal Alimentos Carboidratos Lipídios Proteínas Térmica 60% Mecânica 20% Elétrica 10% Química 10% Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Reações celulares As reações químicas que ocorrem nas células são reações acopladas; A energia liberada em uma reação é utilizada para desencadear a reação seguinte. Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

Reações químicas do metabolismo Reações de fosforilação/desfosforilação: transferência do grupo fosfato entre 2 substratos. Catalisadas pelas enzimas quinases; Reações de oxi-redução: transferência de elétrons entre 2 substratos: Redução: ganho de elétrons Oxidação: perda de elétrons Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com

FIM! BOA SEMANA!