Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS
Aula -02
Princípios Básicos/Troca de Energia e Matéria nos organismos vivos
DOS ALIMENTOSAula -02
Princípios Básicos/Troca de Energia e Matéria nos organismos vivos
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
SumárioSumário1. Matéria e seus constituintes (átomos, moléculas,
biomoléculas)2. Grupos funcionais
2.1 Proteínas2.2 Carboidratos
2.3 Lipídeos2.4 Ácidos Nucléicos3. Ciclo de Energia
1. Matéria e seus constituintes (átomos, moléculas, biomoléculas)
2. Grupos funcionais2.1 Proteínas
2.2 Carboidratos2.3 Lipídeos
2.4 Ácidos Nucléicos3. Ciclo de Energia
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SUBSTÂNCIA• O que existe por si só;
• Qualquer espécie de matéria;
• MATÉRIA = que ocupa espaço, tem massa;
• Energia condensada num espaço.
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OS ÁTOMOS FORMAM MOLÉCULAS
AS MOLÉCULAS FORMAM ORGANELAS
AS ORGANELAS FORMAM A CÉLULA
AS CÉLULAS FORMAM TECIDOS
OS TECIDOS FORMAM ORGÃOS
OS ORGÃOS FORMAM SISTEMA
OS SISTEMAS FORMAM CORPO
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O ÁTOMO• Elemento básico que compõe a
matéria;
• Estruturas e processos fisiológicos são devidos às interações entre átomos e íons;
• Átomo elemento que estabelece ligação entre matéria e energia.
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Elemento químico essencial: (deve cumprir quatro condições)
A ingestão insuficiente do elemento provoca:
• Deficiências funcionais, reversíveis se o elemento voltar a ficar nas concentrações adequadas;
* Sem o elemento, o organismo não cresce e nem completa o seu ciclo vital;
* O elemento influi diretamente no organismo e está envolvido em seus processos metabólicos;
* O mesmo efeito no organismo não pode ser conseguido por nenhum outro elemento.
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• A maioria dos elementos que compõem os seres vivos são denominados elementos organógenos
ou bioelementos.
• São classificados segundo a sua abundância em majoritários, traços e microtraços
(oligoelementos).
• A lista seguinte mostra os bioelementos presentes no ser humano, ordenados por ordem
de abundância:
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MOLÉCULAS• Átomos interagem para formar
configurações estáveis;
• Formam as MOLÉCULAS.
CAFEÍNACAFEÍNA
NICOTINANICOTINA
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BIOMOLÉCULAS
Moléculas de importancia biológicaBio = ORGANISMO VIVO
Molécula = união de 2 ou mais átomos distintos
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Constituição
Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) eNitrogênio (N)
BIOMOLÉCULAS
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Classificacão das Biomoléculas
– Ácidos: possuem H+ no início da estrutura molecular
ex: HCl
– Bases: possuem OH- no final da estrutura molecular
ex: NaOH
– Sais: não contem H nem OHex: NaCl
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Importância do Carbono
Biomoléculas são esqueletos carbonados
• Formam ligações covalentes muito estáveis:
• C, O, H e N podem formar novas ligações covalentes aumentando diversidade química das biomoléculas
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Importância biomoléculas• Interações entre biomoléculas são
fundamentais no estudo dos mecanismos de doença;
• 60% dos novos fármacos são proteínas que interagem com proteínas do organismo.
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• Ligações covalentes: entre átomos;
• Forças Van der Walls: atração entre moléculas polares;
• Ligações de H+: atração entre íons de cargas opostas;
• Interações hidrofóbicas: forças de repulsão a água e moléculas com grupos apolares
Interações entre biomoléculas
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Grupos Funcionais das Biomoléculas Orgânicas
1. Ácido Orgânico = COOH Ex: CH3CH2COOH
2. Alcool = OH Ex: CH3OH (metanol)
3. Amina = NH2
Ex: CH3CH2NH2
4. Amino Ácido = NH2 e COOH
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Grupos funcionais5. Éteres = grupo R – O - R
Ex:CH3CH2-O-CH2CH3 (éter etílico)
6. Aldeídos e Cetona = contêm grupo carbonila
(C=O)
Ex: CH3-CO-CH3 (acetona)
7. Ésteres = grupo R´- COOR
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O átomo de CPossibilita várias ligações
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Átomo de CPossibilita formar cadeias
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Átomo de C Possibilita isômeros estruturais e ópticos
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Átomo de C Possibilita isomeria cis - trans
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
CH3CH3
CH3CH3
CH3
cis trans
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Polaridades das biomoléculas
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BIOMOLÉCULAS
Orgânicas
Proteínas
Glicídeos
Lipídeos
Ácidos Nucléicos
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Combinação de biomoléculas
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Importância biomoléculas
• Interações entre biomoléculas são fundamentais no estudo dos mecanismos de doença;
• 60% dos novos fármacos são proteínas que interagem com proteínas do organismo.
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Ex: ferritina
Ex: hemoglobina
Funções das
Proteínas
Enzimática
Ex: lipases
Nutricional
Hormonal Transporte
Armazenamento
Sistemas contrácteis
Estrutural
Imunidade
Ex: insulina
Ex: colágenio
Ex: imunoglobolina
Ex: caseína
Ex: troponina
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CarboidratosCompostos orgânicos (C, O e H) aldeídos ou cetonas
Classificação:
Monossacarídeos
Dissacarídeos
Oligossacarídeos
Polissacarídeos
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Funções dos glicídios
• Energética (metabolismo)
• Reserva
• Estrutural (celulose e quitina)
• Regulação
• Crescimento
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Funções dos
Glícidios
Antigénica
Ex: quitina
Estrutural
Cicatrização
Armazenamento
Lubrificante
Ex: quitina
Ex: lactose
Ex: glicogênio
Ex: heparina
Ex: líquido sinovial
Anticoagulante
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Lipídios• Biomoléculas insolúveis em água e
solúveis em solventes orgânicos;
• Fonte primária de energia dos seres vivos.
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Lipídios
• Muito energéticos devido elevado número de C-H, o dobro da capacidade dos hidratos de carbono;
• Lipídeos - 9 kcal/g;
• Hidratos de carbono - 4 kcal/g;
• Classificados em 3 classes: simples, conjugados e derivados.
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Lipídios SIMPLES
• GLICERÍDEOS e as CÊRAS
Lipídios CONJUGADOS
• Fosfolípidios• Glicolípidios
• Lipoproteínas
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Lipídios DERIVADOS• Ácidos graxos• Vitaminas D, E e K• Hormônios
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TRIGLICÉRIDES
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COLESTEROL
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Ácidos Nucléicos• Biomoléculas de importância no controle
celular.
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Á c i d o s N u c l e i c o s
2 tipos com constituição e estrutura distintas:
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Função dos Ácidos Nucléicos
•DNA - Armazenamento e expressão da Informação genética;
• RNA - Síntese protéica e outros mecanismos a nível celular.
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CICLO DA ENERGIA
Todos os seres vivos necessitam de matéria-
prima para seu crescimento, reprodução, desenvolvimento
e reparação de perdas. Necessitam também de
energia para a realização de seus processos vitais. Essas necessidades são supridas
pelo alimento orgânico.
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Ciclo de Energia Seres autótrofos - sintetizam seus próprios alimentos (fotossíntese ou da quimiossíntese). O alimento produzido pelos autótrofos é utilizado por eles mesmos e pelos organismos heterótrofos (organismos fotossintetizantes). A energia luminosa do Sol é fixada pelo autótrofo e transmitida, sob a forma de energia química, aos demais seres vivos. Essa energia diminui à medida que passa pelos consumidores (parte - realização dos processos vitais do organismo; perde-se sob a forma de calor;
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Ciclo de Energia
Sempre restará, portanto, apenas uma parcela menor de energia disponível para o nível seguinte.
Na transferência de energia entre os seres vivos não há reaproveitamento da energia liberada, diz-se que essa transferência é unidirecional e se dá como um fluxo de energia.
A matéria, no entanto, pode ser reciclada; fala-se, então, em ciclo da matéria ou ciclo biogeoquímico.
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Bioenergética Células e organismos necessitam realizar
trabalho para: manutenção da vida, crescimento e reprodução;
Trabalho químico: síntese dos componentes celulares;
Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais e outros compostos contra gradiente de concentração;
Trabalho mecânico: contração muscular e movimento de flagelos.
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Bioenergética
• Estuda fenômenos de transferência de energia para o trabalho celular dos seres vivos;
• Descreve como os organismos vivos capturam, transformam e usam energia;
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Atividade Física• Qualquer movimento do corpo produzido pela
musculatura esquelética, gerando gasto energético.
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Exercício
• Atividade física com o objetivo de melhorar algum componente da condição física.
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Tipos de Exercício• Aeróbio - Baixa
intensidade e longa duração
• Anaeróbio - Alta intensidade e curta duração
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Metabolismo Energético vegetal
Sol Energia
Nuclear
Luminosa Térmica
Fotossíntese Energia Química
H2O + CO2 = Carboidratos
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nCOnCO22 + nH + nH22O + luz ---> (CHO + luz ---> (CH22O)n + nOO)n + nO22
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Metabolismo Energéticoanimal
Alimentos
Carboidratos Lipídios Proteínas
• Térmica 60%• Mecânica 20%• Elétrica 10%• Química 10%
BIO-QUIMICA
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Reações celulares
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As reações químicas que ocorrem nas células são reações acopladas;
A energia liberada em uma reação é utilizada para desencadear a reação seguinte.
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Reações químicas do metabolismo
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• Reações de fosforilação/desfosforilação: transferência do grupo fosfato entre 2 substratos. Catalisadas pelas enzimas quinases;
• Reações de oxi-redução: transferência de elétrons entre 2 substratos:
Redução: ganho de elétrons
Oxidação: perda de elétrons
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FIM!
BOA SEMANA!