Feliz Natal!

Caderno - DNA

Tatuagem - matemática (3)

Frase célebre (24)

Sete Pecados Capitais:
1. Riqueza sem trabalho
2. Prazer sem consciência
3. Ciência sem humanidade
4. Conhecimento sem caráter
5. Política sem princípios
6. Comércio sem moralidade
7. Adoração sem sacrifício.

(Mahatma Gandhi)

Mapa metabólico sobre a atuação do neurotransmissor GABA

Cartoon sobre poluição

Vídeo sobre moléculas polares e apolares

T-shirt - bioquímica (1)

Eletronegatividade

Para se perceber o conceito de eletronegatividade tem que se ter em consideração o seguinte… As moléculas são altamente dinâmicas, e os eletrões encontram-se em constante movimento sobre os átomos que as constituem, na chamada “nuvem eletrónica”. O movimento dos eletrões sobre os átomos vai ser condicionado diretamente pelas características dos mesmos. Ou seja, se um átomo tiver uma maior capacidade de chamar a si a nuvem eletrónica, os eletrões vão-se localizar predominantemente sobre ele. A eletronegatividade diz respeito exatamente a essa capacidade. Portanto, quanto mais eletronegativo for um átomo, maior será a porção de nuvem eletrónica sobre ele. Como consequência, os átomos mais eletronegativos têm tendência a ter cargas parciais negativas, pois em cada instante vão existir mais eletrões sobre eles do que sobre os outros átomos.

É esta assimetria que se cria na distribuição da nuvem eletrónica que faz com que as moléculas sejam polares. Sendo assim, de uma maneira geral, a presença de átomos com eletronegatividades diferentes numa molécula faz com que a molécula se torne polar, ou pelo menos que a região onde isso ocorre seja polar.

No caso concreto da bioquímica, uma vez que o carbono e o hidrogénio apresentam eletronegatividades próximas, regiões de moléculas que apenas contêm estes 2 átomos são apolares, enquanto que a presença de oxigénio, azoto, flúor, fósforo, etc., tendem a tornar essa região polar.

Íman - galactose

Música sobre estudar bioquímica (3)

E que tal ouvirem Frank Sinatra a cantar uma música sobre a bioquímica? Bom, não é mesmo o Frank Sinatra que a canta, mas o Dr. Ahern adaptou a célebre canção My Way e fez mais uma música sobre o studo da bioquímica. É sem dúvida uma das minha favoritas! :)

Faça download da música aqui

My 'A'

And now, the course is done
Except for all that final testing
Dear friends, let’s have some fun
There surely won’t be much protesting

We’ve had a busy term
Addressing all the content swiftly
And so I sit and squirm
B-B three fif-ty

Exams, there’s been a few
Our averages were somewhat lower
The grades are all askew
I wish that Ahern would go slower

I studied hard each time
And even though my grades were iffy
Oh no, I did not whine
B-B three fif-ty

Yes it was tough
You knew it too
I memorized
My knowledge grew
And through it all
I did not frown
I thought it up
And wrote it down
I fought the fight
I hope it’s right
B-B three fif-ty

I laughed, I cried, I swore
Just as I did here on the first day
But since, the term is o’er
Let’s all go out for thirsty Thursday

I guess I have to face
The fact that I am not a swifty
But oh, I need to ace
B-B three fif-ty

The end arrives
Our grades are out
As I log in
To my account
I say some things
I truly feel
I hope I don’t
Have to appeal
There’s no dismay
I made my ‘A’

B-B three fif-ty
.

Tatuagem - neurónio (2)

Video sobre eletronegatividade

Mapa metabólico sobre a transdução do sinal visual

Frase célebre (23)

"A ciência não sabe a dívida que tem para com a imaginação."
Ralph Waldo Emerson
.

Cartoon sobre forças intermoleculares

Interações não covalentes (parte2)

Conforme referi no meu primeiro post sobre as ligações não covalentes, estas tratam-se de algo essencial na bioquímica!

Por um lado, uma vez que são forças fracas, permitem uma dinâmica grande das comunicações entre moléculas ou dentro da mesma molécula. Dito por outras palavras, como são fracas permitem, por exemplo, que duas moléculas interatuem temporariamente uma com a outra; ou então permitem que determinada macromolécula adquira temporariamente determinada conformação. Mas em qualquer um dos casos, se for necessário alterar essa situação, não é complicado, pois tratam-se de forças fracas… Como exemplos da primeira situação temos uma interação entre um substrato e o centro ativo de uma enzima (atenção que nalguns casos o substrato pode interatuar covalentemente com a enzima!), uma interação entre um recetor e o seu ligando, uma interação entre duas proteínas, etc. Como exemplos da segunda situação temos alterações conformacionais de uma enzima induzidas pela ligação de um substrato ou pela ligação de um modulador alostérico, alterações conformacionais de uma proteína em resposta a uma alteração de pH (o que acontece, por exemplo, com a fosfofrutocinase-1 durante a fermentação lática, sendo esse um dos fatores associados à fadiga muscular…), etc.

Mas não se deixem enganar pela fraqueza individual de cada uma das interações não covalentes. De facto, como na bioquímica lidamos frequentemente com moléculas grandes (polissacarídeos, proteínas, ácidos nucleicos, por exemplo), existem inúmeros locais no interior dessas moléculas que podem interatuar uns com os outros. Sendo assim, forma-se uma rede de interações não covalentes que é responsável pela manutenção da estrutura 3D dessas moléculas. O somatório de todas as forças torna-se enorme, conferindo uma grande estabilidade às biomoléculas. Por isso é que, por exemplo, uma proteína adquire um ou poucas conformações possíveis, apesar de virtualmente existir um número elevadíssimo de conformações que a proteína poderia apresentar…

Finalmente, existe um aspeto muito importante que está relacionado com as forças não covalentes que as moléculas podem estabelecer: a sua solubilidade! Na realidade, muitas vezes quando dissolvemos algo em água (sal ou açúcar, por exemplo), não pensamos no porquê da dissolução ocorrer. A ideia é muito simples… Para uma substância se dissolver num determinado solvente, as moléculas qua a constituem devem ser capazes de interatuar com as moléculas do solvente, de uma forma energeticamente mais favorável do que o seu arranjo inicial. Por exemplo, o somatório da rede de interações entre os átomos de Na⁺ e Cl^- no sal é inferior ao somatório das interações desses iões com as moléculas de água. Sendo assim, na presença de água o sal dissolve-se. E o raciocínio é válido para qualquer soluto e/ou solvente. Por isso se diz a frase “Semelhante dissolve semelhante”, que na realidade nos diz que a dissolução ocorre quando existe afinidade química entre moléculas do soluto e do solvente.

Íman - bioquímica (1)

Vídeo sobre ligações covalentes e não covalentes

Música sobre estudar bioquímica (2)

O "desespero" e a "angústia" de se ter que estudar bioquímica, com todo aqueles nomes complicados, e conceitos nem sempre muito fáceis de entender voltou a ser tema de inspiração para o Dr. Ahern, que desta vez se baseou na canção She’ll Be Comin’ ‘Round the Mountain.

Faça download da música aqui

Anthem for BB 350

Oh the students taking BB 350 - 350
Have an awful lot of things that we must know - 350
With acetic acid buffer
Kevin Ahern makes us suffer
The exams could not be tougher 3-5-0 – 350

There’s amino acid side chains to recall - 350
And the things it takes to make cholesterol - 350
Anabolic catabolic
Kevin Ahern’s diabolic
I’m becoming alcoholic 3-5-0 -350

There must be a way to jam into my head - 350
All the metabolic enzyme names I dread - 350
Can you help me learn the spaces
Where the endonucleases
Cut the DNA in places 3-5-0 -350

I must find a way to make a better grade
Or my GPA will truly get waylaid
I shall overcome frustration
To achieve my aspiration
On the last examination 3-5-0, 350

Here’s the plan I made to help me to succeed
Fill the notecard with the knowledge I will need
I’ve put all of Ahern’s quotes
Along with what each one denotes
Onto a massive stack of notes for 3-5-0, 350

So there’s just one teensy problem I must fix
It requires some very skillful penman tricks
Squeezing info I must store
Onto the card he gave before
Will mean a font the size of zero point one four

Tatuagem - Física

Frase célebre (22)

"Os maus momentos têm valor científico. São ocasiões que um bom aluno não perderia."
Ralph Waldo Emerson
.

Mapa metabólico sobre o ciclo celular (fases G1-S)

Cartoon sobre pessimistas e relacionamentios amorosos

Interações não covalentes (parte 1)

Hoje vou dedicar um post a um tipo de interação fraca que muitas vezes é desprezada nas aulas de química (provavelmente por serem mais fracas do que as ligações covalentes…), mas que na bioquímica são tanto ou mais importantes do que as ligações covalentes. Estou a falar das interações (ou ligações) não covalentes. Antes de começar a falar delas convém destacar qual a diferença entre as ligações não covalentes e as covalentes. Nas primeiras não existe partilha de eletrões entre os átomos participantes na ligação, enquanto que na segunda existe partilha dos mesmos (eletrões ligantes). Como não existe partilha de eletrões, a ligação resultante é significativamente mais fraca.

 

Existem diferentes tipos de interações não covalentes que, coletivamente, são designadas de forças de van der Waals. Os principais tipos são:

- interação iónica

- interação dipolo-dipolo

- interação dipolo-ião

- ligação de hidrogénio

- forças de dispersão de London

 

Muitas vezes estas interações são designadas de forças intermoleculares, ou seja, forças que existem entre moléculas. De facto, é a existência deste tipo de interações que permite que as moléculas interatuem umas com as outras, justificando assim a existência de substâncias no estado líquido ou sólido. Apesar de todas as forças intermoleculares serem deste tipo, elas são também muitas vezes responsáveis por interações que ocorrem entre diferentes regiões dentro de uma molécula, sendo então designadas de forças intramoleculares. Esta situação é particularmente frequente no caso da bioquímica, onde lidamos frequentemente com macromoléculas, ou seja, com moléculas grandes. Portanto, as ligações não-covalentes podem ser intra- ou intermoleculares.

Música sobre estudar bioquímica

Como é lógico, o Dr. Ahern não poderia deixar de fazer uma música sobre os exames de Bioquímica, e sobre a árdua tarefa que é estudar para eles. Inspirou-se na canção The Yellow Rose of Texas. E já agora... para todos aqueles que estão neste momento a estudar Bioquímica... Boa sorte! ;)

Faça download da música aqui

The Mellow Woes of Testing

The term is almost at an end
Ten weeks since it began
I worried how my grade was ‘cause
I did not have a plan
The first exam went not so well
I got a fifty three
‘Twas just about the average score
In Biochemistry

I buckled down the second time
Did not sow my wild oats
I downloaded the videos
And took a ton of notes
I learned about free energy
And Delta Gee Naught Prime
My score increased by seven points
A C-plus grade was mine

I sang the songs, I memorized
I played the mp3s
I learned the citrate cycle
And I counted ATPs
I had electron transport down
And all of complex vee
I gasped when I saw my exam
It was a ninety three

So heading to the final stretch
I crammed my memory
And came to class on sunny days
For quizzing comedy
I packed a card with info and
My brain almost burned out
‘Twas much to my delight I
Got the ‘A’ I’d dreamed about

So here’s the moral of the song
It doesn’t pay to stew
If scores are not quite what you want
And you don’t have a clue
The answers get into your head
When you know what to do
Watch videos, read highlights and
Review, review, review
.

Tatuagem - matemática (2)

Mapa metabólico sobre a apoptose induzida por danos no DNA

T-shirt bioquímica (1)

Frase célebre (21)

"A ciência sem religião é coxa, a religião sem a ciência é cega". - Albert Einstein

Vídeo sobre síntese de ácidos gordos

Cartoon sobre a vida nos frigoríficos dos solteirões

Respiração celular - considerações gerais

Hoje vou dedicar um post a algumas considerações gerais sobre a respiração celular. Este processo decorre na mitocôndria, mais concretamente, na membrana interna mitocondrial.

Dito de uma forma simples, é um processo de oxidação-redução, que envolve o transporte de eletrões, provenientes do NADH e do FADH2 até ao oxigénio. Na realidade, é principalmente por causa deste processo que nós precisamos de inspirar oxigénio. Durante o processo, as moléculas de O2 vão sendo reduzidas a H2O, sendo este o principal motivo para nós expirarmos vapor de água. Ou seja, na realidade grande parte da respiração pulmonar que nós efetuamos, não é mais do que uma consequência da respiração das nossas células!

Mas voltando à respiração celular... os eletrões são recebidos e transportados ao longo de 4 complexos, designados por I, II, III e IV. Estes complexos não são mais do que conjuntos de proteínas transportadoras de eletrões, muitas delas com cofatores especializados no transporte eletrónico, tais como centros de ferro-enxofre, grupos heme e flavoproteínas. Um elemento central em todos este processo são os metais de transição (ferro e cobre, por exemplo), pois devido ao facto de poderem oscilar entre 2 estados de oxidação permite que possam temporariamente ceder ou captar eletrões.

Para os eletrões passarem do complexo I ou II para o III, existe uma molécula lipofílica que os vai transportar, que se chama ubiquinona. Para os eletrões passarem do complexo III para o IV, existe uma proteína do espaço intermembranar que o transporta, designada de citocromo c.

À medida que os eletrões vão percorrendo os complexos, nalguns deles vai ocorrendo um processo acoplado, que é o bombeamento de protões (H+) da matriz para o espaço intermembranar. Ou seja, vai-se criando um gradiente de H+, designado de força eletromotriz, que vai acumular energia suficiente para a síntese de ATP, através de um processo designado de fosforilação oxidativa. O interveniente nesse processo é a ATP sintase mitocondrial.

Nos próximos posts vou dedicar alguma atenção ao funcionamento em detalhe da respiração celular...

Música sobre hormonas (epinefrina)

Simon and Garfunkel imortalizaram várias músicas, entre as quais se destaca "The sound of silence". O Dr. Ahern adaptou esta bonita música e criou uma música sobre a hormona epinefrina. Podem fazer download da música em www.davincipress.com/metabmelodies.html.

 
The Tao of Hormones

Biochemistry my friend
It's time to study you again
Mechanisms that I need to know
Are the things that really stress me so
"Get these pathways planted firmly in your head,"
Ahern said
Let's start with ep-inephrine

Membrane proteins are well known
Changed on binding this hormone
Rearranging selves without protest
Stimulating a G alpha S
To go open up and displace its GDP
With GTP
Because of ep-inephrine

Active G then moves a ways
Stimulating ad cyclase
So a bunch of cyclic AMP
Binds to kinase and then sets it free
All the active sites of the kinases await
Triphosphate
Because of ep-inephrine

Muscles are affected then
Breaking down their glycogen
So they get a wad of energy
In the form of lots of G-1-P
And the synthases that could make a glucose chain
All refrain
Because of ep-inephrine

Now I've reached the pathway end
Going from adrenalin
Here's a trick I learned to get it right
Linking memory to flight or fright
So the mechanism that's the source of anxious fears
Reappears
When I make ep-inephrine

Frase célebre (20)

O aspeto mais triste da vida atualmente é que a ciência reúne conhecimento mais rapidamente do que a sociedade reúne sabedoria. (Isaac Asimov)

Tatuagem - microscópio (2)

Cartoon sobre feromonas

Mapa metabólico sobre corticosteroides e cardioproteção

Video com rap sobre glicólise

Regulação do ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs tem um papel central no nosso metabolismo. Em todas as aulas de metabolismo que eu dou, o ciclo de Krebs está presente...
Tal como já referi em posts anteriores, é composto por 8 passos, sendo que 3 deles são catalisados por enzimas regulatórias. Essas enzimas são a citrato sintase (1ª reação), isocitrato desidrogenase (3ª reação) e alfa-cetoglutarato desidrogenase (4ª reação).
Neste post vou falar um pouco sobre os principais ativadores e inibidores de cada uma delas. Conforme vão poder ver, existem muitos moduladores que são comuns a mais do que uma enzima, o que facilita a vida de quem tem que estudar esta via metabólica. :)

Citrato sintase:

Inibidores
Succinil-CoA - é um intermediário do ciclo de Krebs. Mais concretamente, é o 4ª intermediário do ciclo de Krebs, ou seja, é formado numa reação posterior à reação que estamos a considerar. Sendo assim, se temos uma acumulação de intermediários formados em reações posteriores, faz todo o sentido que esses possam inibir as primeiras reações da via metabólica em causa, neste caso a primeira.
Citrato - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o ciclo de Krebs é uma via catabólica, ou seja, tem como objetivo produzir energia (ATP). Se a célula já tiver energia, o processo é inibido.
NADH - o raciocínio é equivalente ao feito para o ATP. Ou seja, o NADH tem um potencial energético elevado, pois na respiração celular pode levar à produção de ATP, pelo que é lógico que funcione como um inibidor do ciclo de Krebs.
Ácidos gordos-CoA de cadeia longa - não está completamente esclarecido o papel inibitório dos ácidos gordos de cadeia longa no ciclo de Krebs, mas pensa-se que essa propriedade está relacionada com o facto de funcionarem como detergentes, pois são compostos anfipáticos, compostos por uma parte polar (grupo carboxílico) e uma parte apolar (cadeia hidrocarbonada). O ácido oleico (18 carbonos e uma ligação dupla no carbono 9) aparenta ser o principal ácido gordo inibidor da citrato sintase.

Ativadores
ADP - o ADP sinaliza um défice energético na célula, pois é produzido quando se gasta ATP para obtenção de energia. Sendo assim, faz todo o sentido que ative o ciclo de Krebs, pois o objetivo principal desta via metabólica é a produção de energia.

Isocitrato desidrogenase:

Inibidores
Succinil-CoA - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.

Ativadores
ADP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ca2+ (músculo) - conforme já referi num post anterior, sobre a regulação do complexo piruvato desidrogenase, o Ca2+ é um mensageiro intracelular cuja concentração aumenta durante a contração muscular. Portanto, nesse contexto de contração as células vão precisar de energia, pelo que os processos catabólicos, e, em particular, o ciclo de Krebs, será ativado.

Alfa-cetoglutarato desidrogenase:

Inibidores
Succinil-CoA - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.

Ativadores
Ca2+ (músculo) - o raciocínio que foi efetuado para a isocitrato desidrogenase aplica-se nesta situação.