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Biomoléculas e a Base
Molecular da Vida
• Prof. Dr. Francisco Prosdocimi
[email protected]
http://www.chicopros.com
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
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
DIVERSIDADE DOS ORGANISMOS
ORGANISMO
OLHANDO MAIS DE PERTO
Órgãos
Por trás da
diversidade anatômica
existe uma incrível
similaridade em nível
celular e químico
Tecidos
Células
Proteínas
A LÓGICA MOLECULAR
DA VIDA
Poucas generalizações
podem ser feitas para
todos os organismos
Sistemas
Organelas
Moléculas
Aminoácidos
Polissacarídeos
Acidos Nucléicos
Açúcares simples
A, T, C e G
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
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
UM POUCO
DE QUÍMICA
Hidrogênio
Água
Número de
elétrons não
emparelhados
Átomo
Camada
Completa
Amônia
1
8
7
Metano
6
16
15
Sulfeto de
Hidrogênio
Ácido Fosfórico
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
GRUPOS FUNCIONAIS EM
MOLÉCULAS VIVAS
EXEMPLOS DE BIOMOLÉCULAS
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
ÁCIDOS
NUCLEICOS
DNA, RNA
Armazenamento
da informação
genética
Polímeros de
nucleotídeos
DNA E RNA
Polímeros de
nucleotídeos
Esqueleto de
ribose-fosfato ligado
às bases nitrogenadas
REPLICAÇÃO
DO DNA
O DNA é composto por uma
dupla-hélice
Replicação semiconservativa: 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
EVOLUÇÃO POR MUTAÇÕES
A modificação
das moléculas de
DNA ao longo do
tempo (mutação)
é um dos
principais fatores
evolutivos
DOGMA CENTRAL E TRADUÇÃO
PROTEÍNAS
Moléculas mais
importantes?
Polímeros de
aminoácidos
Apenas 20
diferentes
aminoácidos
estão presentes
nas moléculas
biológicas
Carboxil
Amino
AMINOÁCIDOS
LIGANDO AMINOÁCIDOS
Onde acontece?
Quem atua como
catalisador?
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
Enovelamento de
proteínas
HIERARQUIA ESTRUTURAL