1. Fundamentos Da Bioquímica
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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
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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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