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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Disciplina: BIOQUÍMICA I-A Código: 20-297 Carga horária: 75 horas Nº de Créditos: 05
1 EMENTA Principais constituintes dos seres vivos: água; aminoácidos; proteínas; enzimas; carboidratos; lipídeos; ácidos nucléicos. Metabolismo de: carboidratos; proteínas, lipídeos. Bioquímica de hormônios. Bioquímica do fígado e músculo.
2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Oferecer ao aluno condições de aprendizagem para que ele possa explicar a forma e a função biológica através da química identificar que elementos químicos e substâncias são encontrados nas células: proporções em que ocorrem; como ocorre o metabolismo de tais substâncias; como ocorrem os mecanismos bioquímicos que possibilitam o crescimento na infância, manutenção na idade adulta e senilidade na velhice.
3 CONTEÚDOS CURRICULARES
Introdução à Bioquímica, Biomoléculas, Composição química da matéria-viva. Biomoléculas e suas unidades fundamentais pH e sistema tampão - Noções de pH e sistema tampão; escala de Ph
Aminoácidos - Conceito, classificação e estrutura química; propriedades ácido-básicas dos aminoácidos; curvas de titulação; estereoquímica dos aminoácidos; reações químicas dos aminoácidos; caracterização de aminoácidos
Peptídeos e Proteínas - Peptídeos: conceito de ligação peptídica; estrutura e formação de oligopeptídeos e polipeptídeos; peptídeos de importância biológica - Proteínas: conceito, classificação, função biológica; níveis de organização da estrutura protéica (conformação); propriedades ácido-básicas das proteínas, pl, solubilidade, desnaturação e agentes desnaturantes, métodos de purificação e caracterização de proteínas
Enzimas - Conceito de catálise, enzima, substrato e centro ativo; mecanismo básico de ação; classificação; nomenclatura; cofatores e coenzimas; cinética enzimática; equação de Michaelis-Menten, conceito de Km; fatores que afetam a velocidade das reações enzimáticas, inibição enzimática, isoenzimas e enzimas regulatórias
Carboidratos - Conceito, classificação e importância biológica - Monossacarídeos: conceito, classificação, nomenclatura, estruturas, estereoisomeria e estruturas cíclicas, mutarrotação, formas anoméricas, principais derivados de monossacarídeos - Dissacarídeos: conceito de ligação glicosídica, estruturas e propriedades dos dissacarídeos mais comuns. Açúcares redutores - Polissacarídeos: classificação, função e estrutura (amido, frutanos, glicogênio, celulose, quitina) - Mucopolissacarídeos: Estruturas: da parede celular bacteriana e parede celular vegetal
Vitaminas, coenzimas e nucleotídeos - Conceito de vitaminas, classificação - Vitaminas hidrossolúveis: estruturas, funções bioquímicas, fontes nutricionais, carência - Coenzimas: conceito e principais coenzimas - Vitaminas lipossolúveis: estrutura, função bioquímica, carência, ocorrência - Nucleotídeos: conceito, estrutura. Nucleotídeos mono, di e tri fosfatados, nucleotídeos cíclicos e função biológica (AMPc e GMPc)
Princípios da bioenergética - Conceito do potencial redox. Conceito geral de reações de oxidoredução. Oxidoreduções biológicas. Conceito de energia livre, determinação de delta G, reações acopladas. Compostos ricos em energia, energia livre padrão de hidrólise do ATP; compostos fosfatados de alta e baixa energia
Introdução ao metabolismo - Conceito de metabolismo. Visão geral do metabolismo. Descrição geral das vias anabólicas e anfibólicas. Aspectos da estrutura e função celular. Ciclo do ATP. Noções gerais de regulação metabólica
Metabolismo de carboidratos - Digestão e absorção de carboidratos - Glicólise - Visão geral do metabolismo de açúcares simples e reações da via gliolítica; fermentação láctica; fermentação alcoólica; descarboxilação do piruvato. Reações irreversíveis. Regulação da via, produção de ATP, balanço energético - Ciclo de Krebs - Localização intracelular das enzimas do Ciclo de Krebs. Oxidação do piruvato a acetilCoA. Papel da acetil-CoA no metabolismo intermediário. Inter relação com a glicólise. Reações do ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Natureza anfibólica do ciclo. Reações anapleróticas. Regulação e balanço energético - Glicogenólise e glicogênese - Degradação e biossíntese do glicogênio amido. Regulação hormonal da degradação e síntese do glicogênio, mecanismo de ativação da fosforilase e sistetase e papel do AMPc. Papel do fígado na manutenção da glicemia - Gliconeogênese - Reversão da via glicolítica; neoglicogênese a partir de aminoácidos, intermediários do ciclo de Krebs, do ácido láctico e do glicerol - Via das pentoses-fosfato - Etapa oxidativa e etapa não-oxidativa. Relação entre via das pentoses-fosfato, biossíntese de ácidos graxos e biossíntese de ácidos nucléicos. Funções da via das pentoses-fostato e principais tecidos onde a via é mais ativa em plantas e animais - Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa - Enzimas e coenzimas envolvidas na cadeia de transporte de elétrons. Citocromos e via de trasnporte de elétrons. Acoplamento da fosforilação oxidativa e balanço energético. Inibidores e desacopladores. Balanço energético da oxidação completa da glicose
Química de lipídios - Conceito, função, classificação. Estruturas químicas e propriedades. Papel dos lipídios nas membranas biológicas. Lipídios complexos: triacilgliceróis, fosfogliceróis, esfingolipídeos e ceras. Lipídeos simples: terpenos, esteróides e prostaglandinas. Ácidos graxos essenciais - Metabolismo de lipídios - Digestão e absorção de lipídios simples - Beta-oxidação de ácido graxos, cetogênese e cetólise. Ciclo do glioxilato - Ativação dos ácido graxos. Papel da carnitina. Reações de oxidação do ácidos graxos saturados e insaturados com número par e ímpar de átomos de carbono; formação de corpos cetônicos. Balanço energético. Regulação da beta-oxidação, cetogênese e cetólise. Diferenças e semelhanças no metabolismo lipídico dos animais e plantas. Relação entre beta-oxidação e ciclo do glioxilato nas plantas e bactérias
Metabolismo de aminoácidos e proteínas - Digestão de proteínas e absorção de aminoácidos - Metabolismo geral de proteínas e equilíbrio dinâmico. Balanço nitrogenado. Relação ingestão/excreção. Degradação de aminoácidos. Remoção do alfa-amino grupo. Descarboxilação e conversão dos esqueletos carbonados em intermediários anfibólicos; aminoácidos glico e cetogênicos. Origem metabólica do nitrogênio animal e vegetal. Ciclo da uréia e sua relação com o ciclo de Krebs - Ácidos nucléicos - Conceito, estrutura. Nucleotídeos. DNA e estrutura dos cromossomos; equivalência de bases. Modelo estrutural de Watson e Crick; fluxo da informação genética; transcrição do DNA; estrutura e função; RNA mensageiro, de transferência e ribossomal - Biossíntese de proteínas - Componentes requeridos na biossíntese protéica. Processo biossintético: ativação dos aminoácidos, iniciação da cadeia polipeptídica, alongamento e término da cadeia polipeptídica. Inibidores da síntese protéica. Unidade da síntese protéica: poliribossomos. Código genético. Noções de regulação da síntese de proteínas
Interrelação metabólica - Esquema geral do metabolismo e sua regulação. Interconversão: glicídio-lipídio; glicídio-aminoácido; aminoácido-glicídio; lipídio-aminoácido; aminoácido-lipídio. Adaptações metabólicas ao “stress” e ao jejum. Regulação hormonal
Ciclo e fixação do nitrogênio - Ciclo do nitrogênio. Fixação biológica livre e simbiótica. Sistema de nitrogenase e regulação. Assimilação da amônia e principais compostos nitrogenados e seu transporte em leguminosas e não leguminosas
4 METODOLOGIA A disciplina será desenvolvida sob a forma de aulas teóricas e de aulas práticas. Leitura de textos e interpretação dinâmica dos mesmos. Desenvolvimento de estudos dirigidos, seminários, entre outros.
5 AVALIAÇÃO Provas teóricas, relatórios de aulas práticas, seminários.
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6 BIBLIOGRAFIA BÁSICA CAMPBELL, M.K.; FARRELL, S.O. Bioquímica. São Paulo: Cengage Learning, 2011. LEHNINGER, A. L. Bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 2006. RIEGEL, R.E.B. Bioquímica. 5. ed. São Leopoldo: Universidade do Vale do Rio dos Sinos, 2012.
7 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR BERG, J.M.; TYMOCZKO, J.L.; STRYER, L. Bioquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. CHAMPE, P; C. ; HARNEY, R. A. Bioquímica Ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artes Médicas, 1996. DEVLIN, T.M. (Coord.). Manual de bioquímica com correlações clínicas. São Paulo: Edgard Blücher, 1997. VOET, D.; VOET, J. G; PRATT, C. W. Fundamentos de bioquímica: a vida em nível molecular. 4. Ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. MARZZOCO,A.; TORRES, B.P. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011.
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