RESUMO PRA AV1 DE FUNDAMENTOS DE BIOQUMICA DAS AULAS 1 -5Os
carboidratos so a principal fonte de energia, possuindo importantes
funes no metabolismo e na composio estrutural dos seres vivos,
tornando-se, assim, uma estrutura orgnica muito importante.Os
aminocidos, unidades fundamentais das protenas, so formados por um
grupo amina, um grupo carboxlico, hidrognio, carbono e um radical
caracterstico de cada aminocido.Os carboidratos so constitudos
basicamente por carbono, hidrognio, oxignio. Os carboidratos podem
ser classificados em:* Monossacardeo :So acares de composies
simples, diferenciados em poliidroxicetona e poliidroxialdedo.*
Oligossacardeos:So polmeros de monossacardeos de 2 a 10 unidades,
interligados por ligaes glicosdicas. Oligossacardeos, ou
oligossacridos, so carboidratos que, por hidrlise, originam dois ou
trs monossacardeos:Dissacardeos: Quando, por hidrlise, produzem
dois monossacardeos. Por exemplo:Sacarose + H2O glicose +
frutoseTrissacardeos: Quando, por hidrlise, produzem trs
monossacardeos. Por exemplo:Rafinose + 2 H2O glicose + frutose +
galactose.Dissacardeos: so cadeias orgnicas constitudos por 2
unidades de monossacardeos unidos por uma ligao glicosdica. A
variao entre as unidades de monossacardeos garante a existncia de
um grande sortimento de dissacardeos sintetizados pelos seres
vivos. Ex: molcula de sacarose. Polissacardeo: So polmeros de
monossacardeos com mais de 10 unidades, interligados, tambm, por
ligaes glicosdicas. Ex: molcula de celulose.Dissacardeos so cadeias
orgnicas constitudas por 2 monossacardeos:Sacarose= glucose +
frutoseLactose= glucose+ galactoseMaltose = glucose+ glicoseAs
ligaes entre os dissacardeos so chamadas de ligaes
glicosdicas.Glicosaminoglicanos so longas cadeias polissacardicas
no ramificadas, compostas por unidades de dissacardeos
repetidos.Aminocidos so cidos orgnicos que encerram em sua molcula
um ou mais grupamentos Amina.Existem vrios tipos de aminocidos,
sendo os mais importantes os alfa-aminocidos.
Qualquer molcula de aminocido tem um grupo carboxila (COOH) e um
grupo amina ligados a um tomo de carbono. Nesse mesmo carbono,
ficam ligados, ainda, um tomo de hidrognio e um radical (R).O
radical (R) representa um radical orgnico, diferente em cada
molcula de aminocido encontrado na matria viva.Protenas e peptdeos
podem ser definidos como polmeros compostos de aminocidos, ligados
entre si por ligaes peptdicas, diferindo somente pelo tamanho do
polmero. Um exemplo de protena a Albumina, muito encontrada em
ovos. Ela possui mais de 100 aminocidos em sua composio.A nvel de
biologia molecular: A sntese de protenas ocorre com o auxlio dos
ribossomos que promove a sntese a partir da leitura do RNA
mensageiro (RNAm).A ligao peptdica ocorre entre o grupo a-carboxila
de um aminocido e o grupo a-amino de outro aminocido.
Aproximadamente 500 tipos de aminocidos foram descobertos na
natureza. No entanto, somente 20 atuam como constituintes das
protenas do nosso organismo. Combinaes complexas desses 20 tipos
resultam em mais de 100 mil tipos de protenas. A ligao peptdica
ocorre entre o grupo carboxila de um aminocido e o grupo amino de
outro aminocido.Aminocidos no-essenciais so aqueles sintetizados
pelos seres vivos.Aminocidos essenciais so aqueles que no so
sintetizados pelos seres vivos.
Os lipdios mais comuns so representados pelas gorduras e leos
encontrados em nossa alimentao. Basicamente, possuem funo energtica
e esto presentes na composio das membranas de todas as
clulas.Dentre eles destacam-se as prostaglandinas, derivados
enzimticos de cidos graxos, que so estruturas endgenas compostas
por 20 tomos de carbono presentes em praticamente todas as clulas
do organismo. Lpideos simples: Grupo constitudo por glicerdeos,
triglicerdeos e cerdeos. Lipdeos compostos: Grupo constitudo por
fosfolipdios, glicolipdios e lipoprotenas.Esterides: Grupo
constitudo por hormnios sexuais, vitamina D, sais biliares e
colesterol.Prostaglandinas :So derivados enzimticos de cidos graxos
cuja estruturas endgenas so compostas por 20 tomos de carbono e
esto presentes em praticamente todas as clulas do organismo. As
prostaglandinas de ocorrncia natural so estruturalmente semelhantes
ao cido prostanico, com 20 carbonos e um anel ciclopentano. Funes
das prostaglandinas: Auxilia no controle de presso sangunea Auxilia
no processo inflamatrio Auxilia na contratilidade do msculo liso.
Auxilia na contrao uterina( parto);
Os nucleotdeos so as unidades monomricas dos cidos nuclicos,
constitudos de uma base nitrogenada, um radical fosfato e uma
pentose (acar).Quanto a pentose, os nucleotdeos podem ser
classificados em: Desoxirribose e Ribose. Pentose componente do
DNA. No possui hidroxila no carbono 2. Pentose componente do RNA.
Possui hidroxila nos carbonos 3 e 2.
As bases nitrogenadas dividem-se em: Purinas: Possuem dois anis
em sua estrutura. Adenina e guanina. Pirimidinas: Possuem um anel
em sua estrutura. Timina, citosina e uracila.Ligaes entre os
nucleotdeos:
Ligaes fosfodister entre a hidroxila do carbono 3 de um
nucleotdeo e o fosfato do nucleotdeo seguinte localizado no carbono
5. Sequncias so representadas na orientao 5 3 Uma base purina
pareia com uma base pirimidina:Adenina Timina (2 pontes de
hidrognio)Citosina Guanina (3 pontes de hidrognio)* No RNA, a
adenina pareia com a uracila.
Os nucleotdeos so componentes estruturais do DNA e do RNA,
possuindo, assim, extrema importncia na constituio celular. Possuem
funo energtica atravs da formao da adenosina trifosfato (ATP)
influenciando em processos metablicos.
As protenas so as molculas mais abundantes e importantes nas
clulas, sendo fundamentais para estrutura e funo destas. Expressam
grande parte da informao gentica. Podem ser classificadas quanto s
suas funes que se dividem em:Dinmicas: Transporte (hemoglobina),
Defesa (anticorpos), Catlise de reaes.Estruturais: Sustentao de
clulas e tecidos (colgeno e elastina).
As protenas podem, tambm se dividir de acordo com sua forma,
obtendo-se as protenas:Fibrosas: Ex: colgeno, queratina e
fibrina.Globulares: Ex: enzimas e hemoglobina.
As estruturas de protenas so organizadas em estruturas:Primria:
Sequncia de aminocidos e ligaes peptdicas.Secundria: Arranjo
espacial de aminocidos prximos entre si.Terciria: Distribuio
espacial de mais de uma cadeia polipeptdica.Quartenria: Arranjo
espacial de aminocidos distantes entre si. Forma
tridimensional..
Dentro desse contexto, buscamos dar nfase s protenas fibrosas,
que so cadeias polipeptdicas organizadas em longas molculas com uma
repetio de um elemento de estrutura secundria e que podem
apresentar , ainda, estruturas tercirias e quaternrias. Essas
protenas so insolveis em gua e tm peso molecular elevado. So
responsveis pelo suporte, forma e proteo externa dos
vertebrados.Fibrosas: Tipos principais: Colgeno do tecido
conjuntivo, Queratinas dos cabelos , Esclerotinas dos tegumentos
dos artrpodes, Conchiolina das conchas de moluscos, Fibrina do soro
sanguneo , Miosina dos msculos.
As enzimas so os catalisadores do sistema biolgico. Participam
diretamente nas reaes qumicas pelas quais matria e energia so
transformadas nos sistemas biolgicos. Certos tipos de enzimas
controlam os nveis de colesterol e triglicerdeos de nosso
organismo. Essas enzimas podem ser alteradas por remdios, pela
quantidade de gordura corporal e massa muscular alm da prtica de
exerccios fsicos.A cintica de reaes enzimticas tem como objetivos
principais mediar as velocidades das reaes, estabelecer critrios
para otimizao do processo e projetar o reator mais adequado para
utilizao.A maioria das enzimas representada pelas protenas. Possuem
um centro ativo, onde h a entrada do substrato.O substrato, estando
no centro ativo, faz com que as ligaes qumicas enfraqueam,
facilitando assim a reao qumica.Alguns dos pontos positivos da
utilizao das enzimas como catalisadores, que, diferente de
catalisadores qumicos, as enzimas no se perdem ao trmino da reao
pois so muito especficas.So funes enzimticas:Catlise
metablica.,Regulao da reao cataltica. Devido a essas funes as
enzimas so classificadas como as unidades fundamentais do
metabolismo celular.O principal mecanismo de ao das enzimas
descrito pelo modelo Chave-Fechadura, onde a enzima possui o stio
especfico para a ligao do substrato.
As enzimas podem ser classificadas em:
OXIDORREDUTASES: So enzimas que catalisam reaes de transferncia
de eltrons, ou seja: reaes de oxi-reduo(se uma molcula se reduz,
tem que haver outra que se oxide). So as Desidrogenases e as
Oxidases.TRANSFERASES: So enzimas que catalisam reaes de
transferncia de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato,
acil, carboxil, etc. Como exemplo temos as Quinases e as
Transaminases.HIDROLASES: So enzimas que catalisam reaes de
hidrlise de ligao covalente. Ex: as peptidades.LIASES: So enzimas
que catalisam a quebra de ligaes covalentes e a remoo de molculas
de gua, amnia e gs carbnico. As Dehidratases e as Descarboxilases
so bons exemplos.ISOMERASES: So enzimas que catalisam reaes de
interconverso entre ismeros pticos ou geomtricos. As Epimerases so
exemplos.LIGASES: So enzimas que catalisam reaes de formao e novas
molculas a partir da ligao entre duas j existentes, sempre s custas
de energia (ATP). So as Sintetases.
A cintica de reaes enzimticas tem como objetivos
principais:Mediar as velocidades das reaes., Estabelecer critrios
para otimizao do processo., Projetar o reator mais adequado para
utilizao.Uma equao muito importante para a anlise da cintica
enzimtica a Equao de Michaelis e Menten.
Esta equao consiste em duas etapas.A primeira na ligao da enzima
com um substrato, formando o complexo Enzima-Substrato.A segunda
consiste na formao de um produto a partir do complexo
Enzima-Substrato com recuperao da forma livre da enzima. A equao de
Michaelis e Menten descreve como a velocidade de reao v depende da
posio do equilbrio ligado ao substrato e da constante de velocidade
k2.O estudo da cintica enzimtica importante por duas razes
principais. Em primeiro lugar, ajuda a explicar como as enzimas
trabalham; em segundo, permite prever o comportamento das enzimas
em organismos vivos.
Certos tipos de enzimas controlam os nveis de colesterol e
triglicerdeos de nosso organismo. Essas enzimas podem ser alteradas
por remdios, pela quantidade de gordura corporal e massa muscular,
alm da prtica de exerccios fsicos.Uma enzima denominada
hepatolipase (HL) destri o colesterol bom (HDL), mas nesse processo
transforma uma parte em colesterol ruim (LDL). Quanto mais elevado
for o nvel da enzima HL, menor ser o nvel de HDL, o que aumenta o
risco de desenvolvimento de doenas cardacas, como por exemplo a
arteriosclerose.Uma outra enzima, denominada lipoproteinolipase,
conhecida tambm como LPL, est localizada nas paredes dos vasos
sangneos e no corao, nos depsitos de gordura e nos msculos. Essa
enzima destri os triglicerdeos. Uma terceira enzima importante, com
o longo nome de lecitina colesterolacil transferase (LCAT), captura
o colesterol, retirando-o das paredes arteriais.A prtica de
exerccios pode alterar a produo das enzimas que controlam os nveis
de gordura do nosso sangue. A LPL, a enzima que destri os
triglicerdeos e aumenta os nveis de HDL, foi encontrada em
quantidades elevadas entre os praticantes de exerccios aerbios. Alm
disso, a perda de gordura corporal ir aumentar a ao da LPL.O
exerccio pode diminuir o colesterol total (que a soma do colesterol
HDL com o colesterol LDL) em uma mdia de 10mg/dl e os triglicrides
em mdia de 16 mg/dl.Porm o mais importante o fato de que o nvel de
colesterol LDL diminuiu e o HDL aumentou, ou seja, apesar da
diminuio do total ser de 10mg/dl, o corpo ganhou mais HDL e menos
LDL. O que um bom sinal. Algumas enzimas podem provocar alteraes
metablicas que podem estar associadas a patologias.
A respirao celular o processo de converso de ligaes qumicas de
molculas ricas em energia, utilizadas em processos vitais. A
organela responsvel por esse mecanismo a mitocndria. Neste processo
ocorre a liberao de dixido de carbono e energia e o consumo de
oxignio e glicose, ou outra molcula orgnica.
A gliclise o processo de degradao de uma molcula de glicose em
duas molculas de piruvato, para gerar ATP, ocorrido no citoplasma.
Ocorrendo tambm a fosforilao de duas molculas de ATP e reduo de
duas molculas de NAD+.Funes da Gliclise: Preparar a glicose para
ser degradada em CO2 e H2O. Sintetizar ATP com ou sem oxignio.
Utilizao de intermedirios em processos biossintticos.]
O ciclo de Krebs, tambm chamado de ciclo do cido ctrico, um
conjunto de oito reaes ocorrente na matriz mitocondrial. O ciclo de
Krebs, tambm chamado de ciclo do cido ctrico, um conjunto de oito
reaes ocorrente na matriz mitocondrial. Este processo visa a produo
de substratos que sero desidrogenados e descarboxilados, atravs da
degradao de grupos acetil.
Cadeia respiratria: o conjunto de substncias presentes nas
cristas da membrana interna da mitocndria, onde ocorrem reaes de
xido reduo, fornecendo a energia necessria para a sntese do ATP,
ocorrendo tambm a formao de H2O.
Composta por: Quatro complexos proticos I a IV; e duas molculas
conectoras mveis, a coenzima Q (ubiquinona) e o Citocromo C (Cyt
c).Fosforilaco oxidativa: o processo metablico de sntese de ATP a
partir da energia liberada pelo transporte de eltrons na cadeia
respiratria. Este processo depende de dois fatores: da energia
livre obtida do transporte de eltrons; e de uma enzima
transportadora denominada ATP sintase.
Metabolismo intermedirio: Aps a ingesto dos alimentos, em um
perodo posterior, (estado alimentado), devido ao afluxo abundante
de nutrientes, h o predomnio dos processos anablicos sobre os
catablicos. No organismo, havendo um ambiente hormonal em que h
predomnio das aes da insulina sobre as do glucagon, o afluxo de
glicose determina a captao de glicose e sua fosforilao. A
glicose-6-fosfato serve como substrato para a sntese de glicognio
ou sofre gliclise, cujo produto final, o piruvato, d origem ao
acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs para a produo de ATP. Em
condies de anaerobiose, o piruvato produz lactato. A insulina
apresenta efeitos, predominantemente anabolizantes, viabilizando a
sntese de glicognio e de cidos graxos, bem como a captao de
aminocidos e a sntese protica. Efeitos anti-catabolisantes da
insulina incluem a diminuio da glicogenlise, da cetognese, da
liplise, do catabolismo protico e da gliconeognese.
A fermentao e a respirao aerbia so duas vias possveis de
degradao dos compostos orgnicos vias catablicas que permitem s
clulas retirar energia qumica desses compostos. Os seres vivos mais
primitivos, como algumas bactrias, utilizam a fermentao como nico
processo de obteno de energia, sendo por isso designadas anaerbios
obrigatrios. Outros seres vivos, como as leveduras ou as clulas
musculares de diversos animais (incluindo o Homem) tm a capacidade
de retirar maior quantidade de energia a partir dos compostos
orgnicos, utilizando o oxignio neste processo catablico. Contudo,
na ausncia deste gs, estes seres podem usar a fermentao como via
energtica alternativa, sendo por isso designados anaerbios
facultativos. Existem etapas comuns fermentao e respirao aerbia e
outras que so diferentes.Vrios organismos, particularmente
microrganismos que vivem em meios onde o oxignio est quase ou
completamente ausente, obtm energia por processos anaerbios, sendo
a fermentao uma via catablica que ocorre nestas condies.
Existem vrios tipos de fermentao. Consideraremos apenas a
fermentao alcolica, que pode ocorrer nas leveduras, e a fermentao
ltica, efetuada, por exemplo, por bacilos lticos. A fermentao um
processo simples e mais primitivo de obteno de energia.A fermentao
ocorre no hialoplasma das clulas e compreende duas etapas:
Gliclise: conjunto de reaes que degradam a glicose at o
piruvato.Reduo do piruvato, conjunto de reaes que conduzem a formao
dos produtos de fermentao.
Gliclise: etapa comum fermentao e respirao aerbia A molcula de
glicose quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradao se
inicie, necessrio que esta seja ativada atravs da energia fornecida
pelo ATP. Segue-se um conjunto de reaes que levam degradao da
glicose at cido pirvico, com formao de ATP e NADH.A gliclise
compreende: Uma fase de ativao durante a qual fornecida energia
glicose para que esta se torne quimicamente ativa e d incio ao
processo de degradao. Assim:A glicose fosforilada por 2 ATP,
formando-se frutose-difosfato;A frutose-difosfato se desdobra em
duas molculas de aldedo fosfoglicrico (PGAL).vO PGAL oxidado,
perdendo 2 hidrognios (2e- + 2H+), os quais so utilizados para
reduzir a molcula de NAD+, formando-se NADH + H+;Formam-se 4
molculas de ATP;Aps estas reaes, forma-se cido pirvico (ou
piruvato), uma molcula que contm, ainda, uma elevada quantidade de
energia qumica.No final da gliclise, restam: 2 molculas de NADH;2
molculas de cido pirvico;2 molculas de ATP (formam-se 4, mas 2 so
gastas na ativao da glicose).O rendimento energtico da gliclise
muito pequeno comparado com a energia total da glicose.
Duas molculas de ATP correspondem apenas a cerca de 14
kcal/mole, enquanto que se a glicose em laboratrio for
completamente oxidada formando H2O e CO2, liberta, sob a forma de
calor, 686 kcal/mole.
Assim, as molculas de ATP formadas diretamente na gliclise
representam apenas cerca de 2% da energia total da glicose. So as
duas molculas de NADH, e especialmente as duas molculas de cido
pirvico, que contm a maior parte da energia qumica inicialmente
proveniente na glicose.O aproveitamento da energia contida no cido
pirvico depende da organizao estrutural das clulas e da existncia
ou no de oxignio no meio.
A reduo do cido pirvico (piruvato), em condies de anaerobiose,
faz-se pela ao do NADH, formado durante a gliclise, e pode conduzir
formao de diferentes produtos. Assim, existem vrios tipos de
fermentao, cujas designaes indicam o produto final: fermentao
alcolica (lcool etlico), fermentao lctica (cido lctico), fermentao
actica (cido actico) e fermentao butrica (cido butrico). Dada a sua
relevncia econmica e freqncia de ocorrncia, destacaremos a
fermentao alcolica e a fermentao lctica.
Fermentao alcolica
Os produtos finais da fermentao alcolica e da fermentao lctica
diferem em funo das reaes que ocorrem a partir do cido pirvico.
Na fermentao alcolica, o cido pirvico, resultante da gliclise,
composto com 3 C, experimenta uma descarboxilao, libertando-se CO2
e originando um composto com 2 C, aldedo actico, o qual, por reduo
origina etanol (lcool etlico) composto com 2 C. Essa reduo devida a
uma transferncia de hidrognios do NADH formado durante a gliclise,
o qual fica ento na sua forma oxidada, o NAD+, podendo ser de novo
reduzido.
O rendimento energtico da fermentao alcolica de 2ATP formados
durante a gliclise. Grande parte da energia da glicose permanece no
etanol, um composto orgnico altamente energtico.
A fermentao alcolica realizada por diversas clulas, sendo
aplicada na industria de produo do lcool. As leveduras do gnero
Saccaromyces so utilizadas na produo de vinho, de cerveja e de po.
No caso do vinho e da cerveja, interessa, sobretudo, o lcool
resultante da fermentao. No caso da indstria de panificao, o dixido
de carbono que interessa. As bolhas deste gs contribuem para
levedar a massa, tornando o po leve e macio.
Fermentao lctica
Na fermentao ltica, o cido pirvico experimenta uma reduo ao
combinar-se com o hidrognio transportado pelo NADH que se forma
durante a gliclise. Origina-se, assim, cido lctico composto com 3
C, tendo sido reciclado o NAD+, livre, ento, para outras reaes de
oxirreduo.
O rendimento energtico na fermentao lctica tambm de 2 ATP
sintetizados durante a gliclise. Tal como o etanol, o cido lctico
uma molcula rica em energia.
A fermentao lctica efetuada por diversos organismos, alguns dos
quais so utilizados na indstria alimentar, nomeadamente, no sector
dos lacticnios.
O cido lctico altera o PH do meio, sendo por isso responsvel
pela coagulao das protenas processo fundamental para o fabrico de
derivados do leite, como o iogurte.
Em caso de exerccio fsico intenso, as clulas musculares humanas,
por no receberem oxignio em quantidade suficiente, podem realizar
fermentao lctica, alm da respirao aerbia. Desta forma, conseguem
sintetizar uma quantidade suplementar de molculas de ATP.
A acumulao de cido lctico nos msculos responsvel pelas dores
musculares que surgem durante estes perodos de intenso exerccio. O
cido lctico, assim formado, rapidamente metabolizado no fgado, sob
pena de se tornar altamente txico para o nosso organismo.
Rendimento energtico da fermentao e da respirao: O ATP produzido
no hialoplasma de todas as clulas durante o processo glicoltico,
comum fermentao e respirao aerbias. tambm produzido ao nvel das
mitocndrias, por via aerbia, em reaes do ciclo de Krebs, na matriz,
e ainda devido ao transporte de eltrons ao nvel das cadeias
respiratrias, situadas na membrana interna. Os produtos finais da
respirao, CO2 e H2O, so molculas simples com pouca energia
potencial, ao contrrio do etanol, produto final da fermentao
alcolica, que um composto de elevada energia potencial.Durante a
fermentao sintetizam-se quatro molculas de ATP na fase glicoltica,
mas, como so utilizadas duas molculas de ATP na ativao da glicose,
o rendimento de duas molculas de ATP. Na respirao aerbia, para alm
das duas molculas de ATP, como rendimento da gliclise,
sintetizam-se mais 36 ou 34 molculas, devido aos processos que
ocorrem aps a formao do cido pirvico. No total produzem-se molculas
de ATP.Sabendo que na sntese de uma molcula de ATP se transferem
cerca de 7 kcal, as clulas, na fermentao, aproveitam cerca de 14
kcal da energia potencial da glicose, sendo o rendimento energtico
de cerca de 2%. Da energia restante, uma parte fica retida nos
produtos finais e outra libertada sob a forma de calor.
Na respirao aerbia a eficcia do processo muito superior. Assim,
38 ATP 7 kcal = 266 kcal. O rendimento energtico de cerca de 40%.Os
clculos anteriores suscitam alguma controvrsia. Essa controvrsia
relaciona-se com o NADH formado na gliclise. Esse NADH, originado
fora da mitocndria, incapaz de transpor a membrana mitocondrial,
transferindo os seus eltrons atravs da membrana. O processo de
transferncia dos eltrons pode variar, o que vai afetar a quantidade
de molculas de ATP que se formam na cadeia transportadora. Assim,
podero constituir-se dois ou trs ATP. Se formarem apenas dois ATP,
o saldo final, dado que se trata de duas molculas de NADH nessas
condies, ser de 36 ATP e no 38 ATP.
Os carboidratos representam a principal fonte de energia para a
clula, conhecidos tambm como os acares, hidratos de carbono,
glicdios, entre outros.
J os lipdios so substncias orgnicas que liberam grande
quantidade de energia quando oxidadas. Essas estruturas orgnicas so
de grande importncia quando nos referimos durao de uma reserva de
energia. A energia que os seres vivos utilizam em suas atividades
so obtidas a partir da oxidao dos alimentos, atravs da respirao
celular.Os carboidratos abrangem um dos grandes grupos de
biomolculas na natureza, alm de serem a mais abundante fonte de
energia. Eles servem como combustvel energtico para o corpo, sendo
utilizados para acionar a contrao muscular, assim como todas as
outras formas de trabalho biolgico.Os carboidratos so armazenados
no organismo humano sob a forma de glicognio e nos vegetais sob a
forma de amido.Glicognio: a reserva energtica de carboidratos em
fungos e animais. Tem a seguinte estrutura tridimensional. No homem
armazenado no fgado e msculos.Amido: a principal reserva energtica
em plantas. Muito abundante em alimentos como massas, farinhas,
arroz, feijo, cenoura, batata, beterraba, entre outros.
So exemplos de carboidratos importantes:Frutose: Encontrada
principalmente nas frutas e no mel. o mais doce dos acares simples.
Fornece energia de forma gradativa, por ser absorvida lentamente, o
que evita que a concentrao de acar no sangue (glicemia) aumente
muito depressa.Glucose: Resultado da "quebra" de carboidratos mais
complexos, polissacardeos, encontrados nos cereais, frutas e
hortalias. rapidamente absorvida, sendo utilizada como fonte de
energia imediata ou armazenada no fgado e no msculo na forma de
glicognio muscular.Galactose: Proveniente da lactose, o dissacardeo
do leite e seus derivados. No fgado, transformada em glicose para
fornecer energia.
A via das pentoses fosfato uma via multifuncional, que ocorre
principalmente nos tecidos animais como no fgado, glndula mamria e
crtex adrenal, onde ocorre principalmente a sntese de cidos graxos
a partir de acetil Coenzima A. A biossntese de cidos graxos requer
poder redutor na forma de NADPH . Em tecidos menos ativos na produo
de cidos graxos, como os msculos por exemplo, a via das pentoses
est quase ausente. A via das Pentoses ou o caminho do
Fosfogluconato, produz NADPH e Ribose 5- Fosfato.
Os Lipdios so constitudos por carbono, hidrognio e oxignio,
fornecendo 2,23 vezes mais energia/kg quando da oxidao, em relao
aos carboidratos (acares, amidos, celuloses, gomas, entre outros).
As gorduras servem principalmente como fornecedores de energia,
sendo degradadas nas clulas durante a respirao celular. Alimentos
ricos dessas substncias costumam ser chamados de alimentos
energticos.Metabolismo das Lipoprotenas: As lipoprotenas so
compostas por um ncleo formado de triglicerdeos e steres de
colesterol.O colesterol proveniente da alimentao absorvido no
intestino delgado sendo depois transportado para o fgado, onde
metabolizado, seguindo depois para os tecidos atravs da circulao
sangunea.Este transporte dependente de duas lipoprotenas
plasmticas, a HDL e a LDL.As HDLs recolhem o colesterol presente na
circulao, transportando-o at ao fgado, onde este metabolizado ou
excretado.As LDLs transportam o colesterol do fgado para todos os
outros rgos e tecidos do corpo, de modo a ser utilizado.Algumas
molculas orgnicas de grande poder energtico podem ser sintetizadas
a partir do momento metablico do indivduo. Como por exemplo temos
as snteses de : aula06-10lipdios aps a alimentao, com a liberao do
hormnio insulina; glicose durante o jejum, com a liberao do hormnio
glucagon.Os Lipdios so sintetizados a partir de vias endergnicas e
redutoras, ou seja, consomem ATP e utilizam NADPH como agente
redutor. Podendo ser classificados quanto a presena de cido graxo
em sua sntese, lipdios que possuem cidos Graxos em sua composio so
saponificveis, pois reagem com bases formando sabes. So as
biomolculas mais energticas, fornecendo acetil-coA para o ciclo de
Krebs.
Ao todo os lipdios que possuem cidos graxos so classificados
em:Acilgliceris (glicerdeos): 1 a 3 molculas de cido graxo
esterificado + glicerol(formando mono, di ou tri-acil-gliceris -
mono, di ou triglicerdeos).Ceras: cido graxo de 16 a 30C + lcool
mono-hidroxilco de 18 a 30C.FosfoLipdios: cido graxo +
fosfato.EsfingoLipdios: cido graxo + esfingosina.GlicoLipdios: cido
graxo + glicerol + acar.
A maior parte dos cidos graxos sintetizados por um organismo tem
dois destinos fundamentais:Formar triacilglicerol para armazenar
energia. Formar fosfolipdeos de membranas.* Ambos so sintetizados a
partir dos mesmos precursores: acil-graxos e glicerol
3-fosfato.
O Glicerol 3-Fosfato formado a partir do glicerol pela ao da
glicerol cinase, no fgado e nos rins.Sntese de triacilglicerol:
Parte dos cidos graxos presentes no sangue empregada na produo de
energia.A outra parte captada pelo fgado para sntese de
triacilglicerol.O hormnio insulina estimula a converso em gordura
dos carboidratos e das protenas da alimentao
A sntese dos fosfolipdeos a partir de precursores simples
requer: Sntese de uma molcula de esqueleto(glicerol ou
esfingosina); Ligao de cidos graxos a esse esqueleto; Adio de um
grupo-cabea hidroflico a esse esqueleto; Modificao ou troca do
grupo-cabea para liberar o produto fosfolipdico final.
GLICONEOGNESEPor definio a produo de glicose a partir de
compostos no glicdicos.Nos mamferos ocorre no fgado e em menor
proporo nos rins (especificamente no crtex renal), e os principais
precursores so: piruvato, lactato, glicerol , aminocidos
glicognico.Na falta dessa fonte, outro recurso utilizado para a
obteno de glicose o fornecimento de lactato pelas fibras musculares
atravs do Ciclo de Cori e do ciclo da Glicose/Alanina.A produo de
glicose ocorre em situao de jejum prolongado, onde h a liberao do
hormnio Glucagon, que atua na quebra de molculas de glicerol
localizadas nos adipcitos para sua liberao na corrente
sangunea.
Cetognese a produo de corpos cetnicos em resposta a nveis
elevados de cidos graxos no fgado.Funes: Importantes fontes de
energia para tecidos perifricos; So solveis em soluo aquosa (no
precisam de transportadores no sangue); Usados nos tecidos
extra-hepticos (inclusive crebro); Em jejum muito prolongado 75%
das necessidades energticas do crebro so atendidas pelo
aceto-acetato;
A acetona no utilizada pelo corpo como um combustvel, ela voltil
e pode ser eliminada pela respirao (Hlito Cetnico).
Alguns constituintes celulares no podem ser absorvidos pelo
organismo, devendo ser transformados em outras molculas. Dois
exemplos so:a amnia, que transformada em uria atravs da urognese;
as bases nitrogenadas pirimidinas, que so transformadas em
uria.Vamos estudar um pouco sobre o metabolismo relacionado com
essas molculas...
UROGNESEUtiliza dois grupos amino derivados da amnia e
aspartato. As etapas de produo de carbamoil-fosfato e citrulina
ocorrem na mitocndria. A citrulina transportada para o citosol onde
ocorre o resto do ciclo.
Existem duas vias metablicas para a produo de nucleotdeos:
Sntese de novo: nucleotdeos formados a partir de precursores no
nucleotdicos como aminocidos, ribose-5-fosfato, CO2 e NH3 Vias de
salvamento: bases nitrogenadas livres e nucleosdeos resultantes da
degradao de cidos nuclicos so reciclados para a regenerao do
conjunto de nucleotdeos.*A regulao dessas vias pode ser feita pelos
produtos e substratos delas. *Estas vias contribuem para a
homeostase dos nucleotdeos intracelulares e defeitos nelas podem
gerar doenas graves.
Ureia : A ureia atua como um marcador sensvel a alteraes
primrias das condies renais. Os valores de referncia ou normais
para ureia so de 10 a 40 mg/dl.UremiaAcmulo de ureia no sangue,
provocado pela deficincia na funo de filtrao dos rins, causando
alteraes em diversos rgos.Pode ocorrer devido a desidratao, dieta
altamente protica, obstruo do fluxo de urina.Sintomas: nuseas;
mal-estar; vmitos; fraqueza; cefalia; distrbio de coagulao; torpor;
em alguns casos indcio de coma.
Considera-se por alimento toda a matria benfica ao ser vivo que
favorece a sua conservao metablica, ou seja a vida.Existe todo um
processo metablico quando ingerimos alimentos, que podem ser ricos
em carboidratos, lipdios e etc.Os vegetais so capazes de sintetizar
protenas de fontes inorgnicas de nitrognio, mas os animais no
possuem essa capacidade, razo pela qual necessitam de alimentos
ricos em protenas e aminocidos.
METABOLISMOO processo metablico ocorre tanto no domnio celular,
como no do organismo em geral.A expresso metabolismo basal designa
o mnimo de energia necessria para regular a fisiologia normal de um
organismo.Reao exergnica(libera energia) Respirao celular
CatabolismoReao endergnica(requer energia) Transporte ativo
Movimento Anabolismo
As substncias que penetram nas clulas (seja por trasporte
passivo, transporte ativo ou endocitose)passam por fragmentaes,
adies e reestruturaes moleculares, que produzem compostos
biologicamente teis, empregados como fonte de energia e tambm como
elementos de construo e reparao dos tecidos.Essas transformaes
sucessivas denominam-se vias metablicas.Do ponto de vista
fsico-qumico, os organismos vivos so sistemas abertos que, para
sobreviver, realizam com o exterior uma constante troca de energia
e matria.
A dose energtica deve ser equilibrada em termos de qualidade, de
acordo com as necessidades do organismo. O ideal para o metabolismo
humano so as seguintes porcentagens por dia:Protenas: 12 a 15 % da
dose diriaLpidios: 30 a 35 % da dose diriaGlcidos: 50 a 55 % da
dose diriaUma alimentao diria e equilibrada permite fornecer todos
os minerais e vitaminas necessrios para o bom funcionamento do
organismo. O equilbrio alimentar assenta na dose diria, mas tambm
no contedo das refeies.
O corpo composto por massa livre de gordura (magra), gordura e
gua. A soma destes valores do o total de seu peso corporal; (a
massa livre de gordura inclui msculos, ossos, rgos vitais, e etc.);
tanto o tecido gordo como o magro contm gua. Para ter um corpo so,
extremamente importante uma proporo adequada de tecido magro e
gordo.Por exemplo, o seu corpo deve ter aproximadamente 79%
(setenta e nove porcento) de tecido magro e 21% (vinte e um
porcento) de tecido gordo.Quanto mais magro voc , mais ativo seu
metabolismo, mais saudveis so seus rgos e mais energia voc ter.Peso
Corporal = Gordura Corporal + Massa Corporal Magra
Como realizado a bioimpednciaO analisador de composio corporal
mede a passagem de sinais eltricos quando estes sinais passam pela
gordura, tecido magro e gua. Quando a quantidade de gordura, tecido
magro e gua variam, tambm variam os sinais, dando a voc uma medida
confivel e precisa da quantidade de cada um destes componentes que
formam seu peso total.
A transduo de sinal consiste na transferncia intercelular ou
intracelular de informaes, atravs de uma via sinalizada,
desempenhando importante papel na ativao de funes celulares e na
diferenciao e proliferao de clulas. A transferncia de sinal pode
ser mediada por receptores que ativam os segundos mensageiros.Um
receptor uma molcula que reconhece um ligante (agonista) especfico,
ou uma famlia de ligantes, produzindo regulao de um processo
celular como resposta essa ligao.Se classificam de acordo com a
molcula que reconhecem:Receptores intracelulares,localizados no
citoplasma ou ncleo celular.Quando uma molcula capaz de realizar
sua funo bsica sem a interao com um ligante, chamada de Aceptor. O
ligante ento chamado agonista. Sudiviso de receptores:Associados a
canais de ons - modificam a permeabilidade da membrana
estes.Catalticos - se comportam como enzimas quando ativados por um
ligante especfico.Associados protena-G - interao com o ligante
mediada por uma protena associada a uma molcula de GTP.
A Transduo de sinal ocorre por receptores ligados membrana :Com
canais inicos: A ligao de um agonista a canais inicos resulta em
mudana na conformao e na abertura de um canal situado no interior
do receptor, permitindo o fluxo de ons a favor de um gradiente de
concentrao. Isso transduz o sinal qumico para um evento eltrico na
membrana plasmtica.Com atividade cataltica: A ligao de um agonista
ao domnio extracelular de receptores catalticos causa uma modificao
conformacional que desperta a atividade enzimtica do domnio
citoplasmtico.Associados com a protena-G: Esses receptores no
possuem enzimas ou canais inicos. Constitudos por sete domnios
transmembrana, se associam a molculas efetoras por meio da protena
regulatria de ligao ao GTP (protena-G). Podem haver diversos
receptores para um agonista especfico, cada um com sua
farmacologia.Receptores intracelulares: Ligantes hidrofbicos, como
alguns hormnios, penetram na membrana plasmtica e se ligam a
receptores monomricos no citoplasma ou no ncleo. As respostas
celulares ativao desses receptores so relativamente lentas, devido
necessidade de transcrio e traduo.
O DNA um polmero constitudo por quatro tipos de cidos nuclicos,
unidos atravs de ligaes fosfodister, formando uma fita. Duas fitas
de DNA se pareiam por pontes de hidrognio entre as bases
nitrogenadas, formando uma dupla hlice, onde as fitas de DNA so
dispostas em sentidos opostos (senso e anti-senso).As informaes
contidas no DNA so organizadas em unidades funcionais, chamadas
genes.
O RNA uma molcula intermediria entre o DNA e as protenas.
Disposto em simples fita, esse polmero composto por
ribonucleotdeos, ligados por ligaes fosfodister assim como o
DNA.RNA mensageiro: Codificam protenas.RNA ribossomal: Parte da
estrutura dos ribossomos, catalisam a sntese de protenas.RNA
transportador: Realizam a conexo cdon-aminocido.
Genoma replicao o Processo de duplicao da molcula de DNA, dando
origem a duas novas molculas com as caractersticas da molcula de
origem.Este processo ocorre da seguinte forma:A molcula
desenovelada pela DNA helicase. A DNA topoisomerase atua rompendo e
religando as fitas desenoveladas, impedindo a formao de um
emaranhado.Uma protena de ligao ao DNA fita nica se liga,
protegendo as fitas da degenerao at o incio da duplicao do
DNA.Usando um fragmento de RNA como iniciador, a DNA polimerase
catalisa a incorporao de nucleotdeos.Uma das fitas ter polaridade
3'-5' (contnua) enquanto a outra ter polaridade 5'-3'
(descontnua).A replicao a partir da fita descontnua gera fragmentos
curtos, chamados fragmentos de Okazaki. So utilizados vrios
iniciadores, posteriormente removidos por uma RNAse.A DNA
polimerase completa a fita de DNA nas lacunas deixadas pelos
iniciadores e a DNA ligase une os fragmentos adjacentes.
Mutao definida como qualquer alterao permanente no DNA. Podem
ocorrer em qualquer clula, desde as germinativas at as somticas.
Existem as mutaes cromossmicas e mutaes gnicas.Veja as formas de
mutao do DNA:Mutao por substituio de nucleotdeos: A substituio de
um nucleotdeo pode alterar o cdigo de um cdon, ocasionando em uma
alterao de funo protica.Mutao por delees e inseres: So causadas
pela deleo de um ou mais pares de bases. Quando o nmero de bases
envolvidas mltiplo de 3, a mutao resulta em uma protena com adio ou
falta de aminocido.Mutao em seqncias promotoras: Envolvem mutaes
nas seqncias promotoras CAT e TATA box.O DNA est exposto a uma srie
de agentes fsicos e qumicos que provocam leso nessa molcula. Caso
no sejam resolvidas essas leses podem gerar uma mutao ou at mesmo
morte celular.Os organismos desenvolveram mecanismos capazes de
remover leses para manter a estabilidade do material gentico.
Existem mecanismos que revertem a leso, enquanto outros a
removem.
Entende se por mutao qualquer modificao sbita e hereditria no
conjunto gnico de um organismo. Outras alteraes podem vir atravs de
recombinao, onde ocorre a troca de fragmentos de DNA, como no
crossing-over. O DNA transformado em RNA atravs da transcrio, por
meio da enzima RNA polimerase, no ncleo. Para amplificao de DNA sem
utilizar recorre-se ao mtodo de PCR. As protenas so uma cadeia de
aminocidos, so molculas essenciais para manter a estrutura e
funcionamento de todos os organismos vivos e podem ter diferentes
propriedades e funesExistem dois tipos de mutao do DNA:Mutao
gnica:. alteraes num nmero reduzido de nucleotdeos da molcula de
DNA, resultando no aparecimento de um novo alelo.Mutao cromossmica:
mutaes que alteram de maneira visvel (ao microscpio), o numero ou a
estrutura dos cromossomos.
TRANSCRIO: Consiste na sntese do RNA, sendo realizada por um
complexo enzimtico.Na primeira diviso meitica ocorre o
crossing-over, ou sobrecruzamento de cromtides homlogas, no-irms
que se encontram lado a lado, sendo este processo responsvel pela
variabilidade gentica.
Homloga: Requer regies homlogas nos dois DNAs que iro se
recombinar. Ocorre a formao da juno de Holliday.Stio-especfica: Os
dois DNAs que iro se recombinar possuem sequncias especficas para
essa recombinao. Possuem alto grau de especificidade, e ocorre
conservao da sequncia. Envolve recombinases.Transposio: Utiliza
transposons, regies de DNA que podem se transferir de uma regio
para outra do genoma, deixando ou no uma cpia no local antigo onde
estavam. Envolve uma enzima, denominada transposase.
A principal enzima a RNA polimerase, que realiza polimerizao de
RNA a partir de um molde de DNA.O processo ocorre em trs etapas
principais: iniciao, alongamento e trmino. Nos eucariotos a
transcrio ocorre no ncleo.
A Reao de Polimerizao em Cadeia um mtodo de amplificao de DNA
sem uso de um organismo vivo.O processo ocorre em trs etapas:
DESNATURAO, ANELAMENTO EXTENSO.O DNA extrado, adicionado a ele um
mix contendo dNTPs, primers e uma enzima DNA polimerase. O
resultado analisado em eletroforese. Essa tcnica utilizada em
anlises mdicas e biolgicas, como medicina forense e diagnstico de
doenas hereditrias.
Sntese de protenas:Ocorre por um processo conhecido como traduo,
que ocorre nos ribossomos situados no Retculo Endoplasmtico Rugoso
(RER). O RNAm, que serve de molde para a traduo, dividido em cdons.
O primeiro cdon se liga ao stio um do ribossomo e em seguida ocorre
a ligao do anticdon do RNAt carregando o aminocido correspondente,
para o encadeamento de aminocidos, formando a protena.
O cdigo gentico a relao entre a sequncia de bases do DNA e a
sequncia correspondente de aminocidos na protena. Forma os modelos
hereditrios dos seres vivos, contendo a informao que rege a
sequncia de aminocidos atravs do encadeamento de nucleotdeos.Para
mais informaes sobre a importncia dos genes, leia agora o texto
Biologia molecular das doenas.
Apoptose a morte celular programada, diferente da necrose
celular, onde a morte celular ocorre de maneira inesperada,
acidental.Ocorre em respostas a gatilhos fisiolgicos no
desenvolvimento (remodelamento tecidual), defesa, homeostase, e
envelhecimento.As clulas apoptticas inicialmente sofrem um
encolhimento; o citoesqueleto e o envelope nuclear se rompem e as
clulas perdem as microvilosidades e junes celulares.As organelas
mantm sua estrutura mas a membrana plasmtica se torna altamente
convoluta e a clula se rompe formando pequenos corpos apopttipos,
que so rapidamente fagocitados por macrfagos.
O termo carcirognese se refere ao processo de formao do cncer.O
corpo humano todo formado por clulas que se organizam em tecidos e
rgos. As clulas normais se dividem, amadurecem e morrem,
renovando-se a cada ciclo. O cncer se desenvolve quando clulas
anormais deixam de seguir esse processo natural, sofrendo mutao que
pode provocar danos em um ou mais genes de uma nica clula.As clulas
cancerosas se dividem mais rapidamente do que as normais e
geralmente so bem desorganizadas. Com o tempo, podem se empilhar
umas sobre as outras, formando uma massa de tecido chamada tumor.
Todo esse processo, em que uma clula normal se torna um tumor
maligno ou cncer, pode levar muitos anos.