Fundamentos da Bioquimica: Lógica molecular seres vivos Células Biomoléculas Água O objetivo da...
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Fundamentos da Bioquimica: Lógica molecular seres vivos Células Biomoléculas Água
O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica em têrmos químicos
-Uma estratégia tem sido isolar, purificar e caracterizar a estrutura quimica. - Que elementos quimicos são encontrados nas células?- Que tipos de moléculas estão presentes na matéria viva?- Em que proporções estão presentes?- Porque estas moleculas estão adaptadas as suas funções
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Ambiente aquoso terrestre conduziu osSeres vivos a utilizarem propriedadesda água
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1 - Interações fracas em sistemas aquosos Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento
3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
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Diferentes estados da água
VAPOR
LÍQUIDO
GELO
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ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA
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ESQUEMA DA FORMAÇÃO DE UMA PONTE DE HIDROGÊNIO
PONTE DE HIDROGÊNIONÃO É UMA LIGAÇÃOCOVALENTE
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ESTRUTURA ORGANIZADADAS MOLÉCULAS DE ÁGUANO ESTADO DE GELO (CadaMolécula de água forma 4 pon-tes de hidrogênio com outramolécula de água)
Na água (líquida) ocorrem3,4 ligações por molécula
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PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES ELEMENTOS
DEFINIÇÃO DE PONTE DE HIDROGÊNIO: interação que ocorrecom o Hidrogenio quando ligado a elementos químicos eletronegativos (*)
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EXEMPLOS BIOLÓGICOS DE PONTES DE HIDROGÊNIO
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ORIENTAÇÃO DOS ELEMENTOS ELETRONEGATIVOS* FORMA PONTES FORTES OU PONTES FRACAS
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EXEMPLOS DE MOLÉCULAS:
POLARES
NÃO POLARES apolares
ANFIPATICAS
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DISSOLUÇÃO DE SAIS CRISTALINOS PELA HIDRATAÇÃODOS IONS CONSTITUÍNTES
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Compostos apolares produzem mudanças desfavoráveis na Organização da água
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O aumento da concentração de moléculas apolares na água produz estruturas organizadas com exclusão da água
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A saída da água organizadaentre o substrato e a enzimafavorece a formação do Complexo enzima-substrato
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Interações fracas são importantes Fatores para aFunção e Estruturade macromoléculas
1. Pontes Hidrogênio2. Interações iônicas3. Interações hidrofóbicas4. Van de Waals
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SOLUTOS ALTERAM
AS
PROPRIEDADES COLIGATIVAS
DE
SOLUÇÕES AQUOSAS
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OSMOSE E MEDIÇÃO DA PRESSÃO OSMÓTICA
Pressão osmótica: é medida como a força que precisa ser colocada para (em b) para restabelecer o nível do líquido no becker.
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INFLUÊNCIA DA
OSMÓLARIDADE EXTRACELULAR
NO MOVIMENTO DA ÁGUA
ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
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EXEMPLOS DA OSMOLARIDADE EM FUNÇÕES BIOLÓGICAS
Dionea muscipula carnivora
Mimosa pudica dormideira (sensitiva)
Toque a pelos sensitivos desencadeiam mudanças no turgorpela saída de íons K+
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1 - Interações fracas em sistemas aquosos Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento
3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
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Dissociação (Ionização da água)
Salto de Próton
H2O H+ + OH-
H-O+-H + OH-
H
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Dissociação da água e Escala de pH
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CURVAS DE TITULAÇÃO DE TRES ÁCIDOS FRACOS
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CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO
Equação de Henderson-Hasselbach
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O par: ácido acético- acetato como exemplo de sistema tampão
Ácido
Base
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Curvas de
Titulação de
ácidos fracos
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Radicais de aminoácidos (Histidina) na estrutura proteica Podem exercer controle de pH (tamponamento)
Exemplo: dissociação do H+ em pH próximo dopH fisiológico (6.0)
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Sistema tampão bicarbonato
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Efeito do pH
na atividade
de diferentes enzimas
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PARTICIPAÇÃO
DA
ÁGUA (H2O)
EM REAÇÕES
BIOLÓGICAS
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1 - Interações fracas em sistemas aquosos Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento
3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
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Significados Biológicos e propriedades da água usados pelos seres vivos
Considerar:Ponto de fusão e ebulição elevados: são consequência da formação de pontes de Hidrogênio, necessitando portanto maior energia para rompê-las.
Calor específico da água (caloria): é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 g de água de 15, para 16oC.
Calor de vaporização: Se I kg de água absorver 1Kcal de calor, sua temperatura aumenta1oC. Porém, a vaporização de apenas 2g de água, diminuem a temperatura das 998g de Água restantes, em 1 oC. Esse efeito de resfriamento minimiza a perda de água por grandesvariações de temperatura (funciona como termostado): ex: SUOR
Calor de fusão: O calor despreendido pela água no congelamento minimiza mudanças detemperatura no inverno. O calor absorvido quando o gelo derrete, diminui as mudançasde temperatura na primavera.
Tensão superficial: capilaridade
Densidade: O congelamento da água ocorre com aumento de volume e diminuição dadensidade. Logo, quando ocorre formação de gelo, sempre será de cima para baixo.
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TENSÃO SUPERFICIAL
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ESTRUTURA ORGANIZADADAS MOLÉCULAS DE ÁGUANO ESTADO DE GELO (CadaMolécula de água forma 4 pon-tes de hidrogênio com outramolécula de água)
Na água (líquida) ocorrem3,4 ligações por molécula
D = M
V