O Observatório de Educação em Direitos Humanos / Unesp (SP) está iniciando uma campanha educativa em defesa da "democracia".

Transcrição

1 O Observatório de Educação em Direitos Humanos / Unesp (SP) está iniciando uma campanha educativa em defesa da "democracia". De que democracia estamos falando? Certamente não de uma democracia apenas formal. Falamos de uma democracia que realmente garanta os direitos humanos sociais e econômicos para a efetivação dos direitos civis, políticos, culturais e ambientais. Assim teremos um país socialmente mais justo, mais humano e solidário.

2

3 PROTEÍNAS Macromolécula mais abundante nas células Produto final da informação genética (DNA-RNA-Proteína) Grande variedade tamanho, estrutura e composição Diversidade funcional (enzimas, estruturais, defesa, sinais, transportadores, hormônios, etc) São polímeros da unidade monomérica, aminoácidos, unidos por ligações peptídicas

4 AMINOÁCIDOS Moléculas constituídas por um grupamento amina, um grupo Acido carboxílico e uma cadeira lateral R unidas a um único átomo de Carbono (α ) Existem 20 aminoácidos primários constituindo as proteínas e peptídeos Grupo amino Grupo carboxílico Classificados de acordo com a cadeia lateral (radical) que o constitui (apolar e polar, com carga positiva ou negativa) Radical

5 Apolares Grupos R alifáticos ou aromáticos Hidrofóbicos - Promovem interações hidrofóbicas importantes na manutenção da estrutura das proteínas Insolubilidade em água

6 Polares grupos R sem carga, carga positiva ou negativa Hidrofílicos Formam ligações de hidrogênio e interações eletrostáticas com a água conferem solubilidade na água.

7 Estrutura dos aminoácidos - Cadeia carbônica variável, um ácido carboxílico, um grupamento amina e hidrogênio, ligados em um único carbono chamado de carbono alfa (α) Carbono é assimétrico...

8 Carbono com 4 ligantes diferentes - assimétrico Substância existe sob duas formas (D e L) IMAGEM ESPECULAR MOLECULA ORIGINAL enantiômeros

9 Carbono 4 radiais diferentes Carbono alfa Assimétrico Estereoisomeria Formas D e L Como saber se um aminoácido é D ou L???

10 Alinhar os C a partir do C da carbonila, deixar o C da cadeia R abaixo do C α e verificar para que lado está o grupo (amino) direita (D) ou esquerda (L)

11 Atividade 1: Utilizando os modelos químicos de bola e bastão, construir um aminoácido D e um L comparar e fotografar... (usar uma bolinha de cor diferente para representar as cadeias R) Responder: Qual(is)as formas isoméricas dos aminoácidos nos organismos vivos? Qual a forma isomérica dos aminoácidos que constituem as proteínas nos seres vivos? Qual é a importância biológica dessas formas de aminoácido? E no laboratório (pratica) esse conhecimento é relevante? Trabalhos para auxiliar as respostas

12 Ligações peptídicas reação de condensação entre dois aminoácidos com a saída de uma molécula de água

13 Atividade 2: Unir os aminoácidos construídos na atividade 1, formar um dipeptídeo e depois formar um peptídeo maior com todos os aminoácidos montados. Observar o esqueleto da molécula e os grupamentos externos Fotografar todas as etapas, descrever as características da molécula proteica formada, resumir a importância dessas características na manutenção da estrutura de cada nível de conformação proteica.

14 Através de várias ligações peptídicas pode ocorrer a formação de dipeptídeo, tri, tetra, penta... oligo, polipeptídeo Essa sequencia de aminoácidos ligados através de ligações peptídicas constituem a estrutura primária das proteínas (determinada pela sequencia de nucleotídeos do material genético) Existem outros níveis estruturais das proteínas (conformação e função)

15 Sequencia linear dos aminoácidos α-hélice, β pregueada e dobras β Dobramento ou arranjo tridimensional União de cadeias iguais ou diferentes Como essa hierarquia estrutural é conseguida e mantida?

16 Terminal amino e carboxílico Esqueleto carbono-carbono-nitrogenio Grupos N-H e C=O que podem formar ligações de Hidrogênio Cadeias laterais livres para interagir (ligações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio, ligações iônicas, ligações dissulfeto)

17 Estrutura das proteínas - Interações importantes

18 Atividade 3: Usando o material apresentado construir uma estrutura proteica: Marcar o terminal amino e terminal carboxílico da cadeia Pelo menos dois tipos de estrutura secundária Estrutura terciária Colocar na estrutura construída, as forças de manutenção das estruturas secundária e terciária. Fotografar e editar mostrando todas as forças envolvidas na conformação proteica. Chave: Cadeia (fio flexível), fita adesiva colorida (aminoácidos com cadeias diversas) e fita adesiva transparente (ligações de hidrogênio). Seguindo a legenda da figura anteriormente apresentada colocar na figura as interações para manter a estrutura tridimensional da proteína, marcar o terminal amino (preto) e o carboxila (rosa)

19 Funções biológicas variadas Armazenamento de energia e de carbono (gorduras e óleos) Estrutura das membranas biológicas - transporte (fosfolipídios, glicolipídeos e esteróis) Outras funções: Proteção desidratação ceras, cutina e suberina Cofatores enzimáticos e Transportadores de e - Pigmentos que absorvem radiação luminosa Ancoras hidrofóbicas de membranas Agentes emulsificantes Sinais - Hormônios, Mensageiros intracelulares e Moléculas de defesa

20 DEFINIÇÃO LIPÍDEOS - Conjunto de substâncias com estruturas químicas diversas, solúveis em solventes orgânicos e insolúveis em água Classificação dos lipídeos Lipídeos de armazenamento lipídeos neutros Lipídeos de membrana lipídeos polares Lipídeos como sinais, cofatores e pigmentos Unidade estrutural monomérica ácidos graxos

21 Ácidos graxos = ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarboneto (R) de com 4 a 36 átomos de carbonos. Cadeias de hidrocarboneto podem ser saturadas (sem dupla ligação) ou insaturadas (com dupla ligação)

22 Grupo carboxila Região hidrofílica Cadeia hidrocarbônica com 18 C Região hidrofóbica Duplas ligações quase nunca são conjugadas, são separadas por um grupo metileno Normalmente a configuração das duplas é cis Acido graxo Ácido Esteárico Ácido Oleico Ácido Linoleico Ácido Linolênico

23 Estrutura do ácido graxo influencia suas características químicas, físicas e biológicas. Porque???

24 Atividade 4: Construir duas moléculas de ácidos graxos C8:0 e C8:2 4,6 Fotografar as moléculas e descrever suas características Agrupar na mesa os ácidos saturados e insaturados, separadamente e depois juntos. Fotografar Responder: Como essas estruturas podem influenciar nas características dessas moléculas???

25 Dupla ligação causa um encurvamento da cadeia Saturado Insaturado configuração cis Insaturado configuração trans Polinsaturado

26 Interações entre ácidos graxos/lipídeos nas células se baseia em interações hidrofílicas e hidrofóbicas hidrofílica hidrofóbica saturados Mais organizados insaturados Menos organizados Aumento da cadeia carbônica aumenta a interação hidrofóbica (solubilidade diminui e a interação moléculas fique mais forte)

27

28 Como a grande maioria dos ácidos graxos se encontram nas plantas e animais? Ester (ligação de um álcool com um ácido carboxílico liberando H 2 O) Glicerol Alcool cadeia longa Esfingosina

29 Lipídeos de armazenamento apolares/neutros Ésteres de glicerol Moléculas hidrofóbicas, não polares e insolúveis em água Substâncias usadas como moléculas que armazenam energia ou carbono nos seres vivos (animais e vegetais) Triglicerídeos - Gorduras e óleos

30 Ceras Ésteres de ácidos graxos com alcoóis de cadeia longa Cadeias de álcool tem de 14 a 30 C Ácidos graxos tem de 14 a 36 C Ponto de fusão alto: 60 a 100 o C Moléculas altamente hidrofóbicas Funções biológicas: Plâncton armazenamento de energia Animais repelentes à água em penas e pelos Plantas folhas evita desidratação e proteção Cera de abelhas acido graxo (16C saturado) e álcool de cadeia longa(30c)

31 Lipídeos de membrana polares esterificação com glicerol ou esfingosina) Glicerol - glicerolipideos Esfingosina - esfingolipideos

32 Atividade 5: 1 - Construir um glicerol e uma esfingosina Fotografar e marcar os grupos polares e apolares dessas moléculas. 2 - Usando as moléculas construídas (ácidos graxos, glicerol e esfingosina), formar um lipídeo de armazenamento e um de membrana considerando os grupos polares das moléculas uma peça de cor cinza. Fotografar e apontar na imagem as regiões apolares e polares... Comparar as duas estruturas e relacionar com suas atividades biológicas.

33

34 Biomoléculas mais abundantes Terra A cada ano mais de 100 bilhões de tonelada de CO 2 e H 2 O são transformados em carboidratos pelo processo fotossintético CO 2 + H 2 O O 2 + (CH 2 O) n Luz Moléculas com fórmula geral (CH 2 O) n

35 Função biológica dos carboidratos Fonte de energia (amido e açúcar comum) base da dieta na maior parte dos organismos do mundo, a oxidação dos carboidratos é uma das principais vias fornecedora de energia nas células nãofotossintéticas

36 Estrutural polímeros insolúveis de carboidratos participam como elementos estruturais e de proteção da parede celular de bactérias, fungos e vegetais, exoesqueleto insetos e do material de coesão entre as células animais.

37 Sinais conjugados a proteínas e lipídeos podem funcionar como sinais que determinam a localização ou destino metabólico de muitas moléculas e a interação entre células.

38 Classificação de acordo com o número de unidades Monossacarídeos unidades mais (glicose, frutose, ribose...) simples Oligossacarídeos cadeias pequenas de monossacarídeos (2 a 20 unidades) unidos por ligação gliosídica - (di, tri, tetrassacarídeo) Polissacarídeos polímero com mais que 20 unidades ligadas por ligações glicosídicas formando cadeias lineares ou ramificadas

39 Compostos incolores, sólidos cristalinos, solúveis em água e insolúveis em solventes não polares, maioria tem sabor adocicado Monossacarídeos Carboidratos mais simples (unidades monoméricas de oligo e polissacarídeos) Como é a sua estrutura química? 80%

40 Cadeia carbônica não ramificada, com os átomos de carbono unidos por ligações covalentes simples (3 a 7) Um dos carbonos é ligado por dupla ligação a um oxigênio (carbonila) formando um aldeído ou uma cetona. Formam duas famílias - Aldoses e Cetoses Cada um dos outros carbonos possuem uma hidroxila

41 Monossacarídeos são caracterizados pelo número de átomos de carbono de sua cadeia Denominação prefixo da quantidade de C + ose Mais simples 3 C - trioses 4C - tetroses 5C - pentoses 6C - hexoses 7C - heptoses Acrescentar antes a classificação em aldose ou cetose Aldotriose, Cetohexose, Aldopentose, etc. Além disso...

42 O que se observa nos átomos de C onde as hidroxilas estão ligadas???? O que acontece com uma molécula que tem C assimétrico?

43 Os átomos de carbono onde as hidroxilas estão ligadas são centros quirais possuem 4 ligantes diferentes espelho Imagem especular não pode ser sobreposta à molécula os monossacarídeos tem isômeros A molécula existe sob duas formas distintas

44 Monossacarídeos podem existir com duas formas isoméricas opticamente ativas D e L OH direita = forma D OH esquerda = forma L Nos seres vivos a forma dos principais açúcares é a D

45 Cada monossacarídeo pode ter mais que um isômero quando tem mais que um centro quiral n centros quirais 2 n isômeros D ou L determinado pela posição da OH do átomo de carbono mais distante da carbonila ( aldeído ou cetona) Desta forma são criadas famílias de monossacarídeos com os diferentes tamanhos e formas isoméricas

46 Aldohexoses

47 Cetohexoses

48 Atividade 6: 1. Construir uma molécula de L-glicose e L-frutose considerando as fórmulas de tridimensionais abaixo, 2. Transformar em seus isômeros D. L-Glicose L-Frutose D-Glicose D-Frutose Responder: Como ficarão as fórmulas de Fisher projetando essas imagens? Qual a disposição dos grupos dos carbonos assimétricos?

49 Monossacarídeos possuem grupos cetona / aldeído e hidroxilas, esses grupos podem reagir dentro da molécula em solução aquosa Aldotetroses e os carboidratos com cinco ou mais carbonos em solução aquosa existem em uma forma cíclica decorrente da reação entre Carbonila de C1 (Aldeído) ou C2(cetona) reagem com a hidroxila do C4, C5 ou C6

50 origina formas cíclicas diferentes de moléculas anéis com 5 ou 6 vértices (furano ou pirano) Nomeadas de piranose ou furanose pirano furano

51 Após a formação da estrutura cíclica aparece na molécula um novo C assimétrico (C da carbonila ou C anomérico) C1 das aldoses C2 das cetoses Formação de dois isômeros que diferem apenas na configuração do C envolvido na reação - formas e - formas anoméricas - mutarrotação

52 Formas anoméricas ficam em equilíbrio na solução e a fração da molécula na forma aberta é muito pequena α-d-glucopyranose (38%) β-d-glucopyranose (62%) Linear D-Glucose (0.01%) α-d-glucofuranose (traços). β-d-glucofuranose (traços)

53 Atividade 7: Transformar a D-glicose e D-frutose em suas formas cíclicas mais comuns, piranose e furanose, respectivamente. Fotografar e comparar com as estruturas encontradas no site : Usar para visualizar o programa PcViewer3d que poder ser obtido no link

54 Reação glicosídica Grupo hidroxila de um monossacarídeo reage por condensação com o OH do carbono anomérico de outro monossacarídeo Dissacarídeo Trissacarídeo Oligossacarídeo Polissacarídeo

55 Dissacarídeos importantes Lactose - é o principal açúcar encontrado no leite. Não existe em vegetais e está limitada quase exclusivamente às glândulas mamárias de animais glicose frutose Sacarose - é o açúcar de uso comum, encontrada na cana-de-açúcar, beterraba, frutas, vegetais e mel.

56 Amido é constituído por dois tipos de polímeros de glicose amilose Cadeias longas, não ramificadas com ligações ( 1 4) Variam em massa molecular de milhares a milhões de unidades Ligações ( 1 4) nas cadeias lineares e ( 1 6) nas ramificações. amilopectina Altamente ramificada (24 a 30 unidades)

57 Ligações glicosídicas da celulose As unidades de D-glicose na celulose têm a configuração ( cadeia linear) enquanto que na amilose e amilopectina e glicogênio tem a configuração (cadeias encurvadas).

58 Atividade 8: Construir uma molécula de sacarose pela união da glicose e frutose por uma ligação glicosídica, fotografar. Transformar a molécula da frutose em glicose ficando com uma glicose em cada configuração (α e β) Unir as moléculas de glicose de todos os grupos por ligação α 1 4 e β1 4, fotografar Responder: Organizar as estruturas e justificar a correlação dessas estruturas e as funções biológicas dos açúcares