Introdução à Bioquímica - Aula 1 - Parte 1 - Fundamentos Básicos de Sistemas Biológicos

o nome nádia eu sou o departamento de bioquímica e você a professora de vocês juntamente com a professora maria teresa nesta disciplina e aí essa disciplina se chama introdução à bioquímica então hoje a gente vai começar na verdade vou começar falando para vocês porque que essa disciplina se chama introdução bioquímico que é bioquímica vocês nunca escutaram falar sobre bioquímica e o que a gente vai fazer nessa disciplina é contextualizar vários conceitos que são necessários para que vocês entendam o metabolismo regulação e biologia molecular que vocês vão estudar quando vocês forem fazer bioquímica e biologia molecular

então alguns dos tópicos das das das aulas vão parecer um pouco sem sentido e vão parecer desconectados uns dos outros na verdade eles até são um pouco desconectados uns dos outros mas eles apresentam com em cada uma das aulas a gente vai apresentar conceitos que são necessários para que vocês entendam o que vocês forem estudar quando vocês forem estudar a estrutura de moléculas quando vocês forem estudar metabolismo regulação e tudo que vocês vão estar nas próximas disciplinas de bioquímica tá certo essa primeira aula na verdade é um agente vai discutir alguns conceitos que são importantes

para a gente pensar em sistemas biológicos entre o título da aula que eu acho que é representa muito bem o que essa disciplina é e sistemas biológicos ea química de biomoléculas eu gosto de começar com duas é duas cores que a gente eu tirei de um livro que chama land a princípio vai o que me free aqui estão os autores e aliás a maior parte da dessa aula utilizou esse livro referência do capítulo 11 eu acho que explica muito bem o que é a intersecção entre química e biologia que a gente chama de bioquímica então

ele fala assim como a célula a biologia descobriu o seu átomo que é átomo gente dá onde ver qual a origem da palavra ato alguém sabe indivisível né então a célula é o átomo da biologia é a menor unidade existente para caracterizar a vida é portanto necessário estudar a célula e analisar a sua estrutura identificar o denominador comum é necessário para a vida de cada célula ou alternativamente identificar as diferenças associadas com a performance de funções especiais quem disse isso foi o fãs ou agem tcheca de a cop que era francesa pronúncia errada é no

quando ele estava contando a história da hereditariedade ele esteve envolvido identificar o código genético e muitas outras coisas então era um biólogo molecular é muito importante e eu gosto também muito dessa frase do dado em que falou 'mas however nós devemos entretanto reconhecer que o que me parece apesar de todas as qualidades mais nobres do homem a gente ainda carrega no nosso corpo a estampa da sua origem simples a sua baixa origem o que dava eu queria dizer com isso o da jovem queria dizer com isso que na verdade não existem diferenças do ponto de

vista molecular claro que não pensava em ponto de vista molecular mas o ponto de vista molecular não existem diferenças significativas entre sistemas biológicos sistemas não biológicos a não ser algumas particularidades e o que são essas particularidades então o que a bioquímica tenta fazer a bioquímica tenta descrever temos moleculares as estruturas e mecanismos e processos químicos compartilhados por todos os organismos vivos e propõe princípios organizadores que são comuns a todas as distintas formas de vida então a bioquímica tenta entender como que a vida funciona do ponto de vista molecular então se nós estamos interessados em sistemas

vivos como definimos e sistemas tá então a gente tem que ter algum conjunto de características que a gente aplica para um sistema desconhecido e se esses conjuntos de características forem preenchidos a gente define esse sistema diz conhecido como sistema como todo ser vivo e quais são essas características eles apresentam obrigatoriamente um alto grau de complexidade química e organização estrutural eles apresentam algum sistema para extrair e converter a energia do ambiente eles apresentam uma capacidade para autorreplicação e auto montagem de uma maneira fiel eles têm mecanismos para perceber e responder alterações no ambiente e funções definidas

para cada componente interações reguladas entre eles não está vendo que a gente está indo cada vez mais em grau de complexidade molecular e funcional e por último eles têm que apresentar uma história de mudança evolutiva tem que ser inter relações evolutivas então o jeito já o dia que eu já tinha colocado que as é a célula era o átomo da biologia então o que a célula é a menor unidade de um organismo vivo ea maioria grande maioria dos organismos vivos são organismos celular um ponto importante em bioquímica em biologia é que quase que todas as

regras têm exceções obviamente é com exceção dessa e nem todos os organismos vivos são celulares vocês conseguem me dizer um organismo vivo que não é celular os vírus muito bem passar no vestibular é e os vírus até muito recentemente eles não eram classificados como um fino de de organismo de organismo vivo porque na verdade os vírus não preenchem todas essas características mais recentemente alguns vírus específicos foram descobertos que tem algo que tem características que preenchem essas é essa e que é as novas propostas de filogenia incluem os vírus como o quarto filho de organismos vivos

bom então a sala é o a unidade básica e as células em geral tem cara muito parecido uma com a outra então as células a maior parte das células que a gente conhece tem é diâmetros entre 5 e 100 nanômetros ou seja elas são a maioria delas são invisíveis a olho nu existem algumas salas que são visíveis a olho nu mas são é bastante é limitada todas as células que a gente conhece tem algumas estruturas comuns e alguma e essas algumas estruturas comum são uma região que pode ser limitada ou não na qual material genético

tá organizado tem algumas estruturas que a gente chama de supramoleculares organelas porque elas são chamadas de super amoled populares porque elas são agregados proteicos de massa molar se a gente for calcular massa molar do agregado todo muito grande então é essas estruturas podem ser gallas quando elas têm grana só podem não se podem não ter membranas mas que tem função definida que tem estrutura e função definida e um em uma região uma solução que é uma solução é é mais um gel do que uma solução que é onde tudo está imerso que a gente chama

de se tornou o que é composto de íons pequenas moléculas a gente vai olhar e se um pouco adiante na disciplina então essa estrutura estrutura comum mas é claro que a gente sabe só de olhar a cor o mundo à nossa volta que nem todas as mães em todos os organismos são iguais aliás a variedade de organismos é absurda e nem todas as células obviamente são iguais apesar delas manterem uma organização básica muito parecida então todos os organismos celulares eles são classificados em filo de acordo com em filhos né de acordo com características comuns e

toda a vida na terra ela é organizada em três grandes filhos os filhos de eu bater téria ou bactérias os arquivos que são aqui bactérias e o seu carinho e outros e esses dois têm uma diferença muito fundamental desse outro filo que esses dois englobam organismos procare óticos ou seja que não tem núcleo que não têm o material genético envolta num membrana todos os eucariotos tem um material genético envolto em uma membrana ou seja tem núcleo em relação a número de espécies a gente está aqui a gente está aqui essa pontinha isso aqui fosse dividindo

muito mais a gente está mais lá aquela pontinha gente se acha tão especial que a gente se coloca na mais alta pontinha de qualquer escala né é então a gente está aqui em número de espécies apesar desse círculo roxinho aqui ser maior que os outros esses cinco no rostinho é muito menor do que o número do que esses dois o número de bactérias só de de algumas famílias de bactérias é cerca de mil vezes maior do que o número de o carinhoso que a gente conhece arquias a gente não nem separava usar que as até

cerca de alguns sei lá algumas décadas atrás eo número de arquivos que a gente conhece cresce com uma velocidade que a gente queria que os cientistas descobrem cresce com uma velocidade enorme em massa se a gente fosse olhar para a massa na terra representada por organismos procure outros em relação ao seu cair eucariotos a gente ia se sentir infinitamente diminuído porque cerca de 80 por cento da massa viva é de bactérias então apesar de os organismos superiores na nossa classificação estarem colocados todos no filho do seu carinho e outros predominantemente a biodiversidade na terra está

nesses dois filhos abandonou então vamos dar uma olhadinha nas celas as ervas são compostas de estruturas complexas então isso aqui é uma foto de uma célula animal isso aqui é uma célula vegetal então eu não vou nem querer que vocês lêem tudo o que está escrito aqui porque é um monte de cozinha mas esse monte de flechinha já não mostra pra gente isso aqui é complexo tem um monte de estrutura diferente tem núcleo tem mitocôndrias tem boj seja estudaram isso no colegião nem tem um monte de gala para lembrar o nome cada uma tem um

monte de atividades então imaginem se do ponto de vista molecular isso é bastante complicado só que a gente começar a recompor essas estruturas então a gente por exemplo olhar para o núcleo de uma célula ea gente começar a diminuir o nosso ângulo de visão a gente vai ver que é o núcleo é cheio de cromossomos os cromossomos são estruturas que são compostas por dna o dna é um polímero que é composto por nucleotídeos então tá muito ruim de ver aqui mas vocês como químicos já conseguem olhar para isso aqui ver isso aqui não é uma

molécula tão complexo é uma molécula pequena só que é um açúcar isso aqui é uma base que só tem um ciclo só que estão três dos fatos então do ponto de vista molecular do ponto de vista químico os componentes dos ácidos nucleicos são simples se a gente for olhar para as próprias estruturas das outras estruturas que não núcleo a gente vai achar um monte de proteínas essas estruturas são complexas são compostas de lipídios e proteínas que são moléculas grandes em proteínas que tem massa molar da ordem de 400 mil daltons moléculas bastante grandes só que

todas as proteínas conhecidas são compostas por apenas 20 aminoácidos aminoácidos são moléculas muito simples todos os 20 aminoácidos tem a mesma estrutura todos os 20 aminoácidos tem uma estrutura parecida que isso aqui o que varia é o substituto int aqui na posição nessa posição então do ponto de vista químico é simples se a gente for olhar componentes de membro de membranas e de paredes como os polissacarídeos são polímeros de açúcar a maior parte dos açúcares que a gente encontra em sistemas biológicos são açúcares de 456 carbonos são hidratos de 456 carbonos ou seja são moléculas

simples então quimicamente os componentes básicos são moléculas pequenas e simples então aí é que está a grande beleza dos sistemas biológicos são o sistema extremamente organizados altamente complexos mas que são constituídos por um número pequeno de moléculas muito simples e são essas essas reações que mantém essa estrutura utilizando essas moléculas simples que são interesses da bioquímica e isso é sempre foi complicado alguém sabe o que é isso alguém já viu isso aqui na vida é um mapa como se chama a jéssica já só chutou que o mapa o mapa do que não é uma genética

quase é um mapa metabólico que os alunos costumam chamar de mapa diabólico é porque parece um mapa de inferno mesmo cada uma dessas coisinhas mínimas que tem aqui é um composto e cada flechinha que não dá nem pra gente ver os flashes minha é uma reação tá tudo bem que cada um desses é um composto mas numa célula no organismo vivo tudo isso está acontecendo ao mesmo tempo agora então a gente volta pra esse preconceito do aldo sistema biológico em que os componentes básicos são simples mas a organização a estrutura e ea regulação é muito

complexa tá porque eu coloquei isso aqui eu coloquei isso aqui pra vocês terem uma idéia de como é que a gente trabalha em bioquímica e 6 acham que a gente consegue pegar tudo isso aqui vamos dizer que eu quero estudar constantes já estudar um consenso e equilíbrio já então eu quero citar constante de equilíbrio dessa reação zinho aqui essa aqui dessa data desse composto por esse composto como eu consigo estudar com fonte de equilíbrio dessa reação zinho no meio de tudo isso alguém sabe me dizer é prática em praticamente impossível não dá né então um

dos enfoques que a gente usa em bioquímica é separar as coisas então os bioquímicos começam a separar os componentes dos sistemas biológicos para conseguir ter a capacidade de estudar cada uma dessas reações individualmente estudar cada um desses componentes do ponto de vista estrutural individualmente para depois que a gente entender como isso acontece a gente começar a juntar as peças tudo de novo e montar uma coisa um mapa diabólico de si então isso cria dois duas palavras dois dos dois enfoques que são duas palavras que vocês vão escutar bastante em bioquímica que é um enfoque em

vidro que significa literalmente vidro que é um esse enfoque reducionista em que a gente reduza o sistema aos mínimos componentes necessários para que a gente consiga estudar e se esses mínimos componentes e as regiões envolvidas de uma maneira mais quantitativa de uma maneira mais química e o enfoque em vivo que literalmente quer dizer em vida em que a gente estuda agora propriedades no próprio sistema biológico então qualquer coisa que vocês escutarem in vitro significa um sistema racional definido porque isso aqui certamente não é um sistema racional definido bom então o que eu acho legal agora

então a gente até agora a gente tá eu tentando convencer vocês que apesar de toda essa complexidade estrutural e moip morfológica dos sistemas biológicos eles são compostos eles são constituídos por apenas alguns tipos de moléculas relativamente simples a gente pode olhar para essas moléculas do mesmo jeito que a gente olha pra que vocês olham pra qualquer molécula no laboratório de orgânica existe alguma diferença fundamental entre esse aminoácido dentro de uma célula e esse aminoácido sintetizado aqui no bloco 7 não a gente pode olhar para sistemas biológicos e pelos constituintes dos sistemas biológicos como moléculas que

quando são isoladas e examinado individualmente elas estão em conformidade com todas as leis físicas e químicas que descrevem o comportamento da matéria não animada todas as leis que se aplicam a moléculas não biológicas se aplicam a moléculas biológicas é isso que é importante assim como todos os processos que ocorrem os organismos vivos não existe nenhum processo que ocorre nos organismos vivos que consegue quebrar a primeira lei uma dinâmica então um ponto muito importante que vocês têm que manter em mente sempre que vocês pensarem sobre bioquímica sobre sistemas biológicos é que as leis que se aplicam

a sistemas não biológicos também se aplicam a estes sistemas ea gente pode tratar as moléculas da mesma maneira bom então como eu falei pra vocês são moléculas relativamente simples do que elas são constituídas elas são basicamente constituídas desses quatro átomos então 99 por cento da massa da maioria das células que a gente conhece é constituída por carbono hidrogênio oxigênio e nitrogênio aqui nessa tabela os autores são os autores daquele livro que eu já citei eles marcaram os elementos que compõem em massa o a maioria da massa dos organismos vivos e o que eles chamaram de

elementos traços que são essenciais para a vida mas quem massa tem uma uma contribuição muito pequena vocês vejam que não tem nenhum componente nem é principal nem traço não tem nenhum átomo com peso molecular aqui maior que 50 53 então os átomos que compõem os sistemas biológicos eles são na maioria na sua maioria absoluta atuamos muito pequena e não esqueçam que de longe a grande maioria é do peso é nesses quatro