Bases Moleculares da Vida -...
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Bases Moleculares da Vida
Instituto de Química de São Carlos – IQSC
Universidade de São Paulo
Disciplina: Bioquímica I
Docente: Profa. Fernanda
Sugestão de leitura: Cap. 1 do Lehninger
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Bioquímica
Estudo da química da vida.
Sobrepõe-se a outras disciplinas como a biologia celular, a genética, a imunologia, a microbiologia, a
farmacologia e a fisiologia.
A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu plano molecular.
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*Conteúdo
• Compostos chaves para a vida
• A origem da vida
• Evolução química
• Auto-organização – as biomoléculas
• Dogma central da biologia molecular
• Evolução biológica
• Evolução molecular
• Procariotos x Eucariotos
• Arquitetura celular
• Estruturas biológicas
• O organismo
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A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu plano
molecular
Um pouco sobre evolução molecular
“...todas as condições para a primeira
produção de um organismo vivo estavam
presentes, as quais poderiam estar presentes
desde sempre. Mas se pudéssemos imaginar
que, em alguma pequena e quente lagoa, na
presença de todos os tipos de amônia e sais
fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., um
composto proteico tenha se formado
quimicamente, pronto para ser submetido a
mudanças mais complexas, atualmente tal
substância seria devorada instantaneamente, o
que não ocorreria antes da formação das
criaturas vivas”.
Charles Darwin, 1871.
Compostos chaves para a vida: Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio,
Fósforo, Enxofre, Cálcio, Potássio, Ferro, Cloro, Sódio, Magnésio, e outros
O gene egoísta
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Há 4,5 bilhões de anos, havia uma atmosfera redutora composta de
H2O, H2, N2, NH3, CO2, CO, CH4 e SO2
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A origem da Vida
www.johnkyrk.com/evolution.pt.html
...
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Se a história da vida na
terra fosse descrita na
escala de um calendário
mensal de 30 dias, a
história humana
registrada ocuparia
somente os últimos 30
segundos
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A origem da Vida
As três fases...
1o: Evolução Química
2o: Auto-organização
3o: Evolução Biológica
T
E
M
P
O
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Evolução Química
Moléculas biológicas “evoluíram” a partir de precursores presentes no mundo
prébiótico
Alexander Oparin e J.B.S.
Haldene, em 1920: Radiação UV do
sol ou descargas magnéticas na
atmosfera levariam compostos
orgânicos simples a reagirem e
formarem compostos complexos
como aminoácidos, bases
nitrogenadas e açúcares.
Em 1953, Stanley Miller e Harold Urey mostraram experimentalmente a validade
desta sugestão
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Evolução Química
O Experimento de Miller-Urey mostrou a formação de moléculas orgânicas
importantes para a vida como a conhecemos.
Variações experimentais mostraram a formação de outros compostos
importantes.
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Auto-organização
Grupos de moléculas formaram polímeros, que se reuniram e formaram
entidades autorreplicativas, resultando na transição para um sistema vivo.
Mas como foi possível a formação de polímeros?
Formação das Biomoléculas são 4 principais tipos, sendo que 3 são polímeros
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Formação de polímeros
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Auto-organização
A informação armazenada no
DNA funciona como molde para
a sua autorreplicação e a
origem da progênie celular.
A bicamada lipídica
O RNA O DNA
A proteína
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Dogma central da Biologia
A Informação é...
Armazenada
DNA
Decodificada
RNA
Executada
Proteínas
Transcrição Tradução
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Evolução Biológica
A Informação evoluiu a partir de um ancestral comum e eventos aleatórios de
mutação e seleção
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A evolução ocasionou o
surgimento de
diferentes espécies a
partir de um ancestral
comum
A maquinaria e
linguagem bioquímica é
comum nos diferentes
organismos, com
algumas diferenças
pontuais devido à
evolução divergente
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Genes que nos fazem humanos
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Evolução Molecular
A comparação da sequência de DNA ou da proteína permite classificar
os organismos com mais precisão do que as suas características
fenotípicas.
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Procarioto versus Eucarioto
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* Procariotos
abrangem os vários tipos de bactérias
Eletromicrografia de Escherichia coli
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*A célula eucariótica animal
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*A célula eucariótica vegetal
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Diferentes níveis organizacionais formam uma célula...
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...e um
organismo
A Bioquímica
compreende o
estudo da vida no
seu nível molecular,
desde seus
componentes até a
integração entre
eles, levando a auto-
organização e
funções específicas
de cada célula.