Biomoleculas

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BIOMOLÉCULAS



Objetivo da Bioquímica – explicar a forma e a função biológica através de termos químicos.



Melhor forma de abordagem dos fenômenos biológicos – purificar componentes químicos individuais.



Ex.: na proteína de um organismo vivo, podemos caracterizar tanto sua estrutura química como sua atividade catalítica.



QUESTIONAMENTOS INTRODUTÓRIOS.



a) Queelementos químicos são encontrados nas células?

b) Que tipos de moléculas estão presentes na matéria viva?

c) Em quais proporções eles ocorrem?

d) Como aconteceu de estarem aí presentes?

e) Por quais caminhos os tipos de moléculas encontrados nas células vivas são tão especialmente adaptado às suas funções?



REVISÃO DOS PRINCIPIOS QUIMICOS



a) Ligações covalentes entreátomos de carbono e outros elementos;

b) Grupos funcionais ocorrentes em moléculas biológicas comuns;

c) Estrutura tridimensional;

d) Estereoquímica dos compostos de carbono;

e) Reações químicas mais comuns ocorrentes nos organismos vivos.



TÓPICOS A SEREM DISCUTIDOS



a) Unidades monoméricas;

b) A contribuição da entropia para as variações da energia livre das reações(formação das macromoléculas).

c) Origem das unidades monoméricas a partir de compostos simples na atmosfera terrestre na fase pré-biótica(evolução química).

1 - COMPOSIÇÃO QUÍMICA



Lavoisier(1743-1794) – contrastou o “mundo mineral” com a complexidade do “mundo animal e vegetal”, sendo este ultimo sabendo que era formado por elementos carbono, oxigênio, nitrogênio e fósforo.



Odesenvolvimento da Química Orgânica contribuiu para o desenvolvimento da Bioquímica.



A MATÉRIA VIVA É COMPOSTA PRINCIPALMENTE PELOS ELEMENTOS MAIS LEVES



*

De 90 elementos químicos naturais, 21 são essenciais nos organismos vivos.
*

Desses 21 elementos, 5 têm número atômico acima do selênio.
*

4 elementos são os mais abundantes nos organismosem termos de porcentagem do numero total de átomos (H, O, N e C).
*

Juntos são mais de 99% da massa da maioria das células.

São os elementos mais leves capazes de formar até 4 ligações.



*

Elementos mais leves à ligações mais fortes.



*

Dos 8 elementos mais abundantes no corpo humano, 6 deles estão entre os 9 elementos mais abundantes naágua do mar.



* Alguns dos elementos mais abundantes no corpo humano são também encontrados na atmosfera mesmo antes do aparecimento da vida na Terra.
* Os elementos químicos de quantidades menores, microelementos, representam uma fração minúscula do peso do corpo humano, mas são essenciais à vida, porque possuem função de enzimas específicas.



AS BIOMOLÉCULAS SÃO COMPOSTOSDE CARBONO



*

A química dos organismos vivos está direcionada em função do elemento carbono representando mais da metade do peso seco da célula.
*

O átomo de carbono possue a versatilidade de formar ligações covalentes simples, duplas e triplas, sendo que esta ultima raramente ocorre em biomoléculas.



*

Existência de grupos funcionais,permitindo a ilimitada variedade de compostos orgânicos.
*

Essa versatilidade foi um fator determinante na seleção de compostos orgânicos para a engenharia molecular das células na origem e evolução dos organismos vivos.

OS COMPOSTOS ORGÂNICOS TÊM DIMENSÕES E FORMAS ESPECÍFICAS



*

Geometria molecular das ligações do carbono:

ü Ligações simples à arranjotetraédrico à angulação de 109º28’ à comprimento médio de 0,154nm. Permite giro em torno do seu eixo.

ü Ligação dupla à arranjo trigonal plano à angulação de 120º à comprimento mais curto (0,134nm). Ligação rígida dificultando a rotação ao longo do seu eixo.



OS GRUPOS FUNCIONAIS DETERMINAM AS PROPRIEDADES QUÍMICAS



*

A maioria das biomoléculas é derivada dos...
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