Graduação
  1. Química Geral  1.1. Introdução à Química  1.2. Estrutura Atômica  1.2.1. Partículas subatômicas  1.2.2. Modelo Atômico  1.2.3. Números quânticos  1.2.4. Configuração Eletrônica  1.2.5. Tendências periódicas  1.2.6. Isótopos e suas aplicações  1.3. Ligação Química  1.3.1. Ligação iônica  1.3.2. Ligações covalentes  1.3.3. Ligação Metálica  1.3.4. Hibridização  1.3.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  1.3.6. Polaridade de ligação e momento dipolar  1.4. Estequiometria  1.4.1. Conceito de mol  1.4.2. Fórmula empírica e molecular  1.4.3. Reagente limitante e reagente em excesso  1.4.4. Rendimento Percentual e Pureza  1.4.5. Cálculo de diluição  1.5. Estados da Matéria  1.5.1. Leis dos Gases  1.5.2. Matéria e Forças Intermoleculares  1.5.3. Estruturas Sólidas e Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma e fluido supercrítico  1.6. Reações químicas  1.6.1. Tipos de Reações Químicas  1.6.2. Balanceamento de Equações Químicas  1.6.3. Reações termoquímicas  1.6.4. Perfis de energia de reação  1.7. Soluções e Misturas  1.7.1. Unidades de concentração  1.7.2. Propriedades do síndrome  1.7.3. Solubilidade e Regras de Solubilidade  1.7.4. Lei de Henry e Lei de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partição  1.8. Equilíbrio químico  1.8.1. Lei da ação das massas  1.8.2. Princípio de Le Chatelier  1.8.3. Quociente de reação  1.8.4. Para usar esta calculadora online para Constante de Equilíbrio, insira a Constante de Equilíbrio (Eq.) e pressione o botão calcular. Aqui está como o cálculo da Constante de Equilíbrio pode ser explicado com os valores de entrada fornecidos -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Balanço ácido-base  1.9. Ácidos e bases  1.9.1. Definições de Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis  1.9.2. pH e pOH  1.9.3. Titulação ácido-base  1.9.4. Solução Tampão  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Ácidos e Bases Polipróticos  1.10. Eletroquímica  1.10.1. reações redox  1.10.2. Células Galvânicas e Eletrolíticas  1.10.3. Equação de Nernst  1.10.4. Eletrolise  1.10.5. Leis de Faraday da eletrólise  1.11. Termodinâmica  1.11.1. Leis da Termodinâmica  1.11.2. Entalpia, entropia e energia livre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidade das reações  1.11.4. Ciclos termodinâmicos (Lei de Hess, Ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. Lei de velocidade e ordem de reação  1.12.2. Energia de Ativação e Catalisador  1.12.3. Teoria das colisões  1.12.4. Mecanismo de reação  1.12.5. Teoria do estado de transição
  2. Química orgânica  2.1. Estrutura e relações  2.1.1. Hybridisation in Carbon Compounds  2.1.2. Ressonância e aromatização  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Efeitos indutivo e mesomérico  2.2. Hidrocarbonetos  2.2.1. Hidrocarbonetos  2.2.2. Alquenos  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compostos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos e Conformação  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Álcoois e fenóis  2.3.2. Éteres e epóxidos  2.3.3. Aldeído e cetona  2.3.4. Ácidos carboxílicos e derivados  2.3.5. Amina  2.3.6. Ésteres e amidas  2.3.7. Tióis e Sulfetos  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomerismo em Estereoquímica  2.4.2. Quiralidade e atividade óptica  2.4.3. Análise Estrutural  2.4.4. Diastereômeros e Enantiômeros  2.5.1. Reações de substituição  2.5.2. Reações de eliminação  2.5.3. Reações de Adição  2.5.4. Reações Radicais  2.5.5. Reações de rearranjo  2.5.6. Reações Pericíclicas  2.6. Espectroscopia e análise estrutural  2.6.1. Espectroscopia Infravermelha  2.6.2. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  2.6.3. Espectrometria de Massas  2.6.4. Espectroscopia UV-visível  2.6.5. Cristalografia de raios X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adição e Condensação  2.7.2. Mecanismo de polimerização  2.7.3. Polímero Biodegradável  2.7.4. Polímeros condutores e inteligentes
  3. Química inorgânica  3.1. Química de Coordenação  3.1.1. Ligantes e compostos de coordenação  3.1.2. Teoria do campo cristalino  3.1.3. Teoria do Orbital Molecular em Compostos de Coordenação  3.1.4. Distorsão de Jahn–Teller  3.2. Química do Grupo Principal  3.2.1. Metais alcalinos e alcalino-terrosos  3.2.2. Halogênios e Gases Nobres  3.2.3. Metais de transição e seus complexos  3.2.4. Lantanídeos e Actinídeos  3.3. Química do estado sólido  3.3.1. Redes cristalinas e células unitárias  3.3.2. Defeitos em sólidos  3.3.3. Propriedades elétricas e magnéticas  3.3.4. Supercondutividade  3.4. Química bioinorgânica  3.4.1. Íons metálicos na biologia  3.4.2. Reações enzimáticas com metais  3.4.3. Intoxicação por metais e desintoxicação  3.4.4. Metaloproteínas e Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Quântica  4.1.1. Dualidade onda-partícula  4.1.2. Equação de Schrödinger  4.1.3. Números Quânticos e Orbitais  4.1.4. Espectroscopia atômica e molecular  4.2. Mecânica estatística  4.2.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funções de partição  4.2.3. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  4.3. Termodinâmica Química  4.3.1. Energia Livre de Gibbs  4.3.2. Transição de fase  4.3.3. Eficiência termodinâmica  4.4. Química de superfícies  4.4.1. Absorção e Catálise  4.4.2. Coloides e Emulsões
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clássicos  5.1.1. Análise Gravimétrica  5.1.2. titritrimetria  5.2. Métodos instrumentais  5.2.1. Cromatografia  5.2.2. Espectroscopia  5.2.3. Métodos Eletroanalíticos  5.2.4. Difração de raios X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Princípios de engenharia química  6.3. Química Verde  6.4. Produtos Farmacêuticos e Síntese de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohydrates  7.2. Proteínas e enzimas  7.3. Lipídios e membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo e Bioenergética  7.6. Cinética enzimática e mecanismo

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Metabolismo e Bioenergética


Metabolismo e bioenergética são os principais componentes da bioquímica, que se concentra nos processos químicos que ocorrem nos organismos vivos para manter a vida. Esses processos incluem tanto a degradação de moléculas para produzir energia quanto a síntese de compostos necessários às células. Compreenderemos esses conceitos em termos simples, enfatizaremos a importância desses mecanismos e forneceremos exemplos para esclarecer o entendimento.

Compreendendo o metabolismo

No seu nível mais básico, o metabolismo refere-se a todas as reações químicas que ocorrem em um sistema biológico. Ele envolve dois tipos principais de vias:

  • Vias catabólicas: Essas vias degradam moléculas complexas em moléculas mais simples, liberando energia no processo. Por exemplo, a degradação da glicose durante a respiração celular é um processo catabólico.
  • Vias anabólicas: Em contraste, as vias anabólicas utilizam energia para construir moléculas complexas a partir de moléculas mais simples. Por exemplo, a síntese de proteínas a partir de aminoácidos é um processo anabólico.

Moeda de energia: ATP

A principal moeda de energia nas células é o trifosfato de adenosina (ATP). Ele captura energia química derivada da degradação de moléculas alimentares e a libera para alimentar outros processos celulares. Pode ser pensado como uma bateria recarregável que alimenta as atividades celulares.

ATP → ADP + P i + energia

Bioenergética: O estudo do fluxo de energia

A bioenergética é o ramo da bioquímica que trata da energia envolvida na formação e quebra de ligações químicas em moléculas encontradas em organismos biológicos. Envolve entender como os organismos vivos gerenciam seus recursos energéticos.

Um conceito fundamental na bioenergética são as leis da termodinâmica:

  1. Primeira Lei: A energia não pode ser criada nem destruída; pode apenas ser transformada de uma forma para outra.
  2. Segunda Lei: Cada transferência de energia aumenta a entropia (desordem) do universo.

Conversão de energia

A energia nos sistemas biológicos existe em várias formas - principalmente energia química armazenada nas ligações de biomoléculas. Essa transformação de energia nos organismos ocorre de maneira altamente eficiente:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + energia (ATP)

Este é um exemplo de respiração celular, onde glicose e oxigênio são convertidos em dióxido de carbono, água e ATP.

Exemplo SVG de respiração celular

açúcar A O2 Inn 6 CO 2 + 6 H 2 O ATP

Vias metabólicas: redes complexas

As vias metabólicas são a série de reações químicas que ocorrem dentro de uma célula que convertem um ou mais substratos em produtos. Essas vias são reguladas por enzimas e hormônios para garantir eficiência e equilíbrio.

Glicólise: uma importante via metabólica

A glicólise é o processo de degradação da glicose em piruvato. É uma sequência de dez reações catalisadas por enzimas. Ocorre no citoplasma e não requer oxigênio, sendo um processo anaeróbico.

Glicose → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH

Exemplo de diagrama de via

açúcar Frutose Piruvato

Combustível para a vida: O ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa

Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)

O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico, ocorre nas mitocôndrias e é uma série de reações que geram energia através da oxidação do acetil-CoA. Este ciclo desempenha um papel vital na geração de energia química.

Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP + P i + H2O → 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + CoA

Fosforilação oxidativa

É o processo pelo qual o ATP é formado como resultado da transferência de elétrons do NADH ou FADH 2 para o O 2 por uma cadeia de transportadores de elétrons. Ocorre nas mitocôndrias e é a principal fonte de ATP em organismos aeróbicos.

Exemplo de fluxo de produção de energia

NADH Transporte de Elétrons ATP

Regulação: Mantendo o equilíbrio

As vias metabólicas são altamente reguladas para manter a homeostase. Esse equilíbrio envolve uma complexa interação de hormônios, enzimas e outras moléculas que garantem o funcionamento ideal.

Exemplo de regulação: insulina e glucagon

A insulina e o glucagon são hormônios que desempenham um papel fundamental na regulação dos níveis de açúcar no sangue. A insulina facilita a absorção de glicose pelas células, abaixando assim os níveis de açúcar no sangue, enquanto o glucagon promove a liberação de glicose dos estoques do fígado quando o açúcar no sangue está baixo.

Mecanismo de regulação simples

alto nível de açúcar no sangue Liberação de Insulina Captação de Glicose

Considerações finais

Compreender o metabolismo e a bioenergética proporciona uma visão sobre a notável eficiência e complexidade dos sistemas biológicos. Os processos químicos que tornam a vida possível refletem uma delicada e precisamente equilibrada orquestra de interações moleculares. Através do estudo contínuo, adquirimos uma maior compreensão das estruturas e reações que alimentam a própria vida, pavimentando o caminho para avanços na saúde, medicina e biotecnologia.


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