1. Fundamentos Da Bioquímica

BIOQUÍMICA

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O que é a Bioquímica?

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O que distingue os organismos vivos da matéria inanimada

ØA sua organização e o grau de complexidade química.

ØO facto de extrairem, transformarem e usarem a energia do meio circundante, armazenada nos nutrientes ou na luz solar.

ØA capacidade de reprodução e transmissão das suas características.

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Sendo os organismos vivos compostos por moléculas, como é que surge a vida?

Como é que as diferentes biomoléculas interactuam entre si para conferir as propriedades dos organismos

vivos?

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As condições iniciais na terra eram inóspitas para a maioria das formas de vida actuais. Existia pouco ou nenhum oxigénio livre.

As erupções vulcânicas expeliam gases.

A seta verde indica a formação de biomoléculas a partir de precursores simples.

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Gases existentes na atmosfera primitiva:

NH3, H2S, CO, CO2, CH4, N2, H2, H2O (líquida e vapor)

Experiência de Miller-Urey

Experiência de Miller-Urey:

v Formaldeído (CH2O)

v Ácido cianídrico (HCN)

v Aminoácidos

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Os materiais biológicos são compostos químicos constituídos por determinados elementos de entre os 90 que

ocorrem naturalmente

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Que elementos usa a vida para “fabricar” os seus materiais?

Porquê esses elementos e não outros?

Quais são os compostos formados por esses elementos?

Poderá haver vida baseada noutro grupo de elementos?

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Elementos químicos nos organismos vivos

0,1%: V, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Si, Se, F, I e ainda As, Br, Sn e B

Predominantes

Oligoelementos essenciais

99%: C, H,O, N

0,9%: Na, Mg, K, Ca, P, S, Cl

A química da vida é essencialmente uma química dos elementos leves envolvendo metais e não-metais

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Percentagem de átomos no corpo humano

Elemento Percentagem

Hidrogénio 63

Oxigénio 25,5

Carbono 9,5

Azoto 1,4

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Hidrogénio e Oxigénio

-na sua maior parte combinados na forma de água-

substância básica e condicionante da vida na terra

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Carbono

relativamente pouco abundante na terra e no Universo

O silício é 146 vezes mais abundante que o carbono na crosta terrestre e é muito semelhante ao carbono em propriedades químicas

Então porquê a selecção do carbono?

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O carbono é mais versátil que o silício:

• Forma ligações covalentes simples, duplas e triplas consigo próprio e com outros elementos (H, N,O), originando longas

cadeias lineares e cadeias cíclicas

• Forma um óxido simples relativamente solúvel em água- CO2 mais facilmente “acessível” aos seres vivos que o óxido de sílicio

SiO2 polimérico e insolúvel em água

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Os metais Cálcio, Potássio, Sódio, Magnésio na forma dos respectivos iões Ca 2+, K+ , Na+ , Mg+2

ØTransmissão de estímulo nas células nervosas (perda de potássio e ganho de sódio)

ØFenómenos de contracção muscular (níveis de Magnésio e cálcio)

ØEstabilização de soluções coloidais (globulinas)

ØManter a electroneutralidade dos meios biológicos

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Fósforo, Enxofre, Cloro e Azoto

intervêm na constituição das príncipais moléculas biológicas: aminoácidos, açúcares, ácidos gordos, bases orgânicas

nucleótidos, bem como nas macromoléculas derivadas destas

Para manter a electroneutralidade dos fluídos biológicos são necessários aniões e destes os principais são o Cl- e

os derivados de fósforo e enxofre PO43- , SO4

2-

O Cloro só aparece na forma iónica e não covalente, ao contrário de enxofre e fósforo.

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Oligoelementos presentes em níveis de concentração muito baixa

a maioria está associada a:

• Funcionamento de enzimas

• Proteínas de transporte e armazenamento: hemoglobina, mioglobina

• Processos hormonais

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Principais funções

dos Elementos

Químicos

Funções electroquímicas

Funções estruturais

Funções catalíticas

Outras funções

Pigmentos respiratórios:Hemoglobina-Fe, Hemocianina-Cu

Armazenamento de oxigénio: mioglobina: Músculos, Ferritina: baço dos mamíferos

Clorofila: Magnésio

Hormonal: Tiróide-Iodo

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