Bases Moleculares da Vida

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1 Instituto de Química de São Carlos IQSC Universidade de São Paulo Bases Moleculares da Vida Disciplina: Bioquímica I Docente: Profa. Fernanda Sugestão de leitura: Cap. 1 do Lehninger

2 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.

3 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 *Conteúdo

4 A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu plano molecular Compostos chaves para a vida: Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio, Fósforo, Enxofre, Cálcio, Potássio, Ferro, Cloro, Sódio, Magnésio, e outros 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, O gene egoísta

5 Há 4,5 bilhões de anos, havia uma atmosfera redutora composta de H 2 O, H 2, N 2, NH 3, CO 2, CO, CH 4 e SO 2

6 A origem da Vida

7 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

8 A origem da Vida As três fases... 1 o : Evolução Química 2 o : Auto-organização 3 o : Evolução Biológica T E M P O

9 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

10 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.

11 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

12 Formação de polímeros

13 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

14 Dogma central da Biologia A Informação é... Armazenada DNA Decodificada RNA Executada Proteínas Transcrição Tradução

15 Evolução Biológica A Informação evoluiu a partir de um ancestral comum e eventos aleatórios de mutação e seleção

16 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

17 Genes que nos fazem humanos

18 Evolução Molecular A comparação da sequência de DNA ou da proteína permite classificar os organismos com mais precisão do que as suas características fenotípicas.

19 Procarioto versus Eucarioto

20 * Procariotos abrangem os vários tipos de bactérias Eletromicrografia de Escherichia coli

21 * A célula eucariótica animal

22 * A célula eucariótica vegetal

23 Diferentes níveis organizacionais formam uma célula...

24 ...e um organismo A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu nível molecular, desde seus componentes até a integração entre eles, levando a autoorganização e funções específicas de cada célula.

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