Introdução:
1. A Bioquímica é uma ciência que estuda principalmente a química dos processos biológicos que ocorrem em todos os seres vivos. É voltada, principalmente, para o estudo da estrutura e função dos componentes celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e outras biomoléculas, bem como o metabolismo celular.
A célula é a menor unidade estrutural básica do ser vivo, ou a menor unidade capaz de manifestar propriedades de um ser vivo. Ela é capaz de sintetizar seus componentes, de crescer e multiplicar. Todos os seres vivos são compostos por esta unidade fundamental, desde as mais simples estruturas unicelulares (as bactérias e os protozoários), até os mais complexos, com o ser humano e as plantas. Dentro do mesmo indivíduo as células de diferentes tecidos são diferentes, não existindo célula típica.
No interior da célula são encontradas organelas, as quais desenvolvem funções distintas. Na célula animal eucariótica encontramos três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo.
A membrana que reveste a célula é composta por uma bicamada lipídica intercalada por grandes moléculas globulares de proteínas, onde uma parte de cada molécula fosfolípidica é solúvel em água, portanto, hidrofílica e a outra parte só é solúvel em gordura, portanto, hidrofóbica. Ela é uma importante barreira, impermeabilizando as substâncias hidrossolúveis usuais (íons, glicose e uréia), enquanto as substâncias lipossolúveis (oxigênio, gás carbônico e álcool) entram facilmente.
O citoplasma é o espaço intracelular entre a membrana plasmática e o envoltório nuclear composto de organelas celulares. Tem como função, desempenhar papel estrutural, mantendo a consistência e a forma da célula, proporcionando um meio de suspensão das organelas. É também um local de armazenamento de substâncias e onde as reações metabólicas vitais são desenvolvidas neste compartimento. É composto do Hialoplasma que são os íons e macromoléculas solúveis como as enzimas, carboidratos, sais, proteínas e uma porção do RNA, e do Morfoplasma, que são os componentes figurados do citoplasma, ou seja, o Núcleo, o REG e REA, as Mitocôndrias, os Ribossomos, o Complexo de Golgi, os Lisossomos e os Centríolos, todos esses são componentes da célula animal.
· O núcleo – é um compartimento essencial da célula eucarionte, pois é onde se localiza o material genético, responsável pelas características que o organismo possui. Ele é delimitado pela carioteca ou envoltório nuclear, que é composto de uma membrana nuclear externa que é contínua com a membrana do retículo endoplasmático, e uma membrana interna, que é contínua com o lúmem do RE. O envoltório nuclear é cheio de poros que comunica o interior do núcleo com o citosol. O nucléolo é constituído por uma porção aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos e íons, onde se encontram os nucléolos e a cromatina. A maioria das proteínas da matriz nuclear é de enzima envolvida com a transcrição e com a duplicação do DNA. O nucléolo é geralmente esférico, pode ser único ou múltiplo, é onde há a transcrição do RNA ribossômico e a montagem das subunidades ribossomais.
· O Retículo Endoplasmático – é uma rede de estruturas tubulares e vesículas achatadas, interconectados uns com os outros, diferenciando-se em: a) REGranular/rugoso – apresenta grande número de pequenas partículas granulares (ribossomos) pressas à superfície externa. b) REAgranular/liso – atua na síntese lipídica e em outros processos enzimáticos celulares.
· As Mitocôndrias – são organelas formadas por duas membranas lipoprotéicas. Dentro delas se realiza o processo de extração de energia dos alimentos. Nelas encontramos grande quantidade de enzimas, necessárias para a extração de energia dos nutrientes e resultando em gás carbônico e água. Durante esse processo, é liberada energia utilizada para a síntese do Trifosfato de Adenosina (ATP). O ATP é então transportado para fora da mitocôndria, difundido-se por toda a célula para liberar sua energia onde for necessária à execução de funções celulares. As mitocôndrias são auto-replicativas, o que faz com que aumentem de número sempre que a célula necessitar maiores quantidades de ATP. Portanto, o ATP fornece energia necessária para as reações químicas celulares.
· Os Ribossomos – atuam na síntese celular das proteínas.
· O Complexo de Golgi – são bolsas membranosas e achatadas, que podem armazenar e transformar substâncias que chegam via retículo endoplasmático. Podem também eliminar substâncias produzidas pelas células, mas que irão atuar fora dela, e ainda, produzem os lisossomos.
· Os Lisossomos – são estruturas que apresentam enzimas digestivas capazes de digerir um grande número de produtos orgânicos, portanto, eles realizam a digestão celular. São importantes para os glóbulos brancos e, de modo geral, para a célula já que digere as partes desta (autofagia) que serão substituídas por outras mais novas, o que ocorre com freqüência em nossas células.
· Os Centríolos – são estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares. Dão origem aos cílios e flagelos (menos os das bactérias), estando também relacionados com a formação do fuso acromático.
O metabolismo celular corresponde a função que a célula realiza. Portanto, é um conjunto altamente organizado e complexo de reações bioquímicas, catalisadas e reguladas por enzimas, através das Vias metabólicas, que podem ser anabólicas (ocorrem com utilização de energia) e catabólicas (ocorrem sempre com liberação de energia).
2. Reconhecimento das biomoléculas.
- Constitui-se de bases – biomolecular, bioenergéticas e metabólicas.
- Biomoléculas – são compostos sintetizados pelos seres vivos e que participam da estrutura e do funcionamento da matéria viva. São, na sua maioria, compostos de Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio, ou seja, são proteínas, açúcares, lipídios, DNA e etc.
3. Os princípios da regulação do metabolismo celular – As Enzimas.
Enzimas são um grupo de substâncias orgânicas de natureza protéica formada por longas cadeias de pequenas moléculas de aminoácidos com atividade intra ou extracelular que tem função catalisadora onde quebram moléculas juntando-as para formar novas substâncias, induzindo reações químicas que, sem sua presença, dificilmente ocorreriam. Também, aumentam a velocidade das reações químicas, possibilitando o metabolismo dos seres vivos. Nas células elas são armazenadas nos lisossomos e, para cada nutriente existe uma enzima específica, logo, para o: amido - amilase; carboidrato - carboidrase; lipídio – lipase; sacarose – sacarase; proteína – protease; lactose – lactase; maltose – maltase.
1. A Bioquímica é uma ciência que estuda principalmente a química dos processos biológicos que ocorrem em todos os seres vivos. É voltada, principalmente, para o estudo da estrutura e função dos componentes celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e outras biomoléculas, bem como o metabolismo celular.
A célula é a menor unidade estrutural básica do ser vivo, ou a menor unidade capaz de manifestar propriedades de um ser vivo. Ela é capaz de sintetizar seus componentes, de crescer e multiplicar. Todos os seres vivos são compostos por esta unidade fundamental, desde as mais simples estruturas unicelulares (as bactérias e os protozoários), até os mais complexos, com o ser humano e as plantas. Dentro do mesmo indivíduo as células de diferentes tecidos são diferentes, não existindo célula típica.
No interior da célula são encontradas organelas, as quais desenvolvem funções distintas. Na célula animal eucariótica encontramos três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo.
A membrana que reveste a célula é composta por uma bicamada lipídica intercalada por grandes moléculas globulares de proteínas, onde uma parte de cada molécula fosfolípidica é solúvel em água, portanto, hidrofílica e a outra parte só é solúvel em gordura, portanto, hidrofóbica. Ela é uma importante barreira, impermeabilizando as substâncias hidrossolúveis usuais (íons, glicose e uréia), enquanto as substâncias lipossolúveis (oxigênio, gás carbônico e álcool) entram facilmente.
O citoplasma é o espaço intracelular entre a membrana plasmática e o envoltório nuclear composto de organelas celulares. Tem como função, desempenhar papel estrutural, mantendo a consistência e a forma da célula, proporcionando um meio de suspensão das organelas. É também um local de armazenamento de substâncias e onde as reações metabólicas vitais são desenvolvidas neste compartimento. É composto do Hialoplasma que são os íons e macromoléculas solúveis como as enzimas, carboidratos, sais, proteínas e uma porção do RNA, e do Morfoplasma, que são os componentes figurados do citoplasma, ou seja, o Núcleo, o REG e REA, as Mitocôndrias, os Ribossomos, o Complexo de Golgi, os Lisossomos e os Centríolos, todos esses são componentes da célula animal.
· O núcleo – é um compartimento essencial da célula eucarionte, pois é onde se localiza o material genético, responsável pelas características que o organismo possui. Ele é delimitado pela carioteca ou envoltório nuclear, que é composto de uma membrana nuclear externa que é contínua com a membrana do retículo endoplasmático, e uma membrana interna, que é contínua com o lúmem do RE. O envoltório nuclear é cheio de poros que comunica o interior do núcleo com o citosol. O nucléolo é constituído por uma porção aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos e íons, onde se encontram os nucléolos e a cromatina. A maioria das proteínas da matriz nuclear é de enzima envolvida com a transcrição e com a duplicação do DNA. O nucléolo é geralmente esférico, pode ser único ou múltiplo, é onde há a transcrição do RNA ribossômico e a montagem das subunidades ribossomais.
· O Retículo Endoplasmático – é uma rede de estruturas tubulares e vesículas achatadas, interconectados uns com os outros, diferenciando-se em: a) REGranular/rugoso – apresenta grande número de pequenas partículas granulares (ribossomos) pressas à superfície externa. b) REAgranular/liso – atua na síntese lipídica e em outros processos enzimáticos celulares.
· As Mitocôndrias – são organelas formadas por duas membranas lipoprotéicas. Dentro delas se realiza o processo de extração de energia dos alimentos. Nelas encontramos grande quantidade de enzimas, necessárias para a extração de energia dos nutrientes e resultando em gás carbônico e água. Durante esse processo, é liberada energia utilizada para a síntese do Trifosfato de Adenosina (ATP). O ATP é então transportado para fora da mitocôndria, difundido-se por toda a célula para liberar sua energia onde for necessária à execução de funções celulares. As mitocôndrias são auto-replicativas, o que faz com que aumentem de número sempre que a célula necessitar maiores quantidades de ATP. Portanto, o ATP fornece energia necessária para as reações químicas celulares.
· Os Ribossomos – atuam na síntese celular das proteínas.
· O Complexo de Golgi – são bolsas membranosas e achatadas, que podem armazenar e transformar substâncias que chegam via retículo endoplasmático. Podem também eliminar substâncias produzidas pelas células, mas que irão atuar fora dela, e ainda, produzem os lisossomos.
· Os Lisossomos – são estruturas que apresentam enzimas digestivas capazes de digerir um grande número de produtos orgânicos, portanto, eles realizam a digestão celular. São importantes para os glóbulos brancos e, de modo geral, para a célula já que digere as partes desta (autofagia) que serão substituídas por outras mais novas, o que ocorre com freqüência em nossas células.
· Os Centríolos – são estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares. Dão origem aos cílios e flagelos (menos os das bactérias), estando também relacionados com a formação do fuso acromático.
O metabolismo celular corresponde a função que a célula realiza. Portanto, é um conjunto altamente organizado e complexo de reações bioquímicas, catalisadas e reguladas por enzimas, através das Vias metabólicas, que podem ser anabólicas (ocorrem com utilização de energia) e catabólicas (ocorrem sempre com liberação de energia).
2. Reconhecimento das biomoléculas.
- Constitui-se de bases – biomolecular, bioenergéticas e metabólicas.
- Biomoléculas – são compostos sintetizados pelos seres vivos e que participam da estrutura e do funcionamento da matéria viva. São, na sua maioria, compostos de Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio, ou seja, são proteínas, açúcares, lipídios, DNA e etc.
3. Os princípios da regulação do metabolismo celular – As Enzimas.
Enzimas são um grupo de substâncias orgânicas de natureza protéica formada por longas cadeias de pequenas moléculas de aminoácidos com atividade intra ou extracelular que tem função catalisadora onde quebram moléculas juntando-as para formar novas substâncias, induzindo reações químicas que, sem sua presença, dificilmente ocorreriam. Também, aumentam a velocidade das reações químicas, possibilitando o metabolismo dos seres vivos. Nas células elas são armazenadas nos lisossomos e, para cada nutriente existe uma enzima específica, logo, para o: amido - amilase; carboidrato - carboidrase; lipídio – lipase; sacarose – sacarase; proteína – protease; lactose – lactase; maltose – maltase.
4. Cinética enzimática e Processos de Transporte.
A cinética enzimática está relacionada à velocidade da reação gerando uma quantidade de produto formado em contraponto com a quantidade de produto transformado e essa atividade enzimática pode ser medida pela velocidade da reação catalisada. No entanto, existem fatores que interferem na função enzimática, a saber: temperatura, ph, concentração de substratos, concentração de enzima e afinidade da enzima pelo substrato.
Os processos de transporte podem ser: a. ativo – é quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema, no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de ATP. Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular são envolvidas no transporte de matéria para dentro e fora da célula, podendo ser por endocitose (em que a membrana celular envolve partículas ou fluidos do exterior e a transporta para dentro, na forma de uma vesícula) e exocitose (em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une a membrana celular, que depois expele seu conteúdo) b. passivo – é quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas, podendo ocorrer por osmose, difusão e difusão facilitada.
A cinética enzimática está relacionada à velocidade da reação gerando uma quantidade de produto formado em contraponto com a quantidade de produto transformado e essa atividade enzimática pode ser medida pela velocidade da reação catalisada. No entanto, existem fatores que interferem na função enzimática, a saber: temperatura, ph, concentração de substratos, concentração de enzima e afinidade da enzima pelo substrato.
Os processos de transporte podem ser: a. ativo – é quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema, no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de ATP. Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular são envolvidas no transporte de matéria para dentro e fora da célula, podendo ser por endocitose (em que a membrana celular envolve partículas ou fluidos do exterior e a transporta para dentro, na forma de uma vesícula) e exocitose (em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une a membrana celular, que depois expele seu conteúdo) b. passivo – é quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas, podendo ocorrer por osmose, difusão e difusão facilitada.
5. Química e Metabolismo.
Estão relacionados às substâncias: Carboidratos, lipídios, aminoácidos, nucleotídeos e proteínas.
