Potencial eletroquímico em membranas biológicas

O luminol (C8H7N3O2) exibe forte quimiluminescência azul quando misturado com um agente oxidante em solução básica. Um catalisador, geralmente um composto de ferro como o heme da hemoglobina, é necessário. A reação oxida o luminol, formando um peróxido instável que se decompõe em 3-aminofitalato em um estado eletronicamente excitado. Esse estado excitado então decai, emitindo um fóton azul.

A desnaturação de proteínas é o processo pelo qual uma proteína perde sua estrutura tridimensional nativa. Essa ruptura das estruturas secundária, terciária e quaternária é causada por estressores externos, como calor, pH extremo, solventes orgânicos ou radiação. Embora a sequência primária de aminoácidos permaneça intacta, a perda da forma resulta na perda da função biológica da proteína.

A respiração celular é uma série de reações de oxirredução em que moléculas orgânicas, como a glicose, são oxidadas para liberar energia. A glicose ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) é oxidada a [latex]CO_2[/latex], enquanto o oxigênio ([latex]O_2[/latex]) é reduzido a água ([latex]H_2O[/latex]). Esse processo transfere elétrons através de uma cadeia de transporte de elétrons, criando um gradiente de prótons que impulsiona a síntese de ATP, a principal moeda energética da célula.

O ciclo de Calvin, ou reações independentes da luz, utiliza o ATP e o NADPH produzidos durante a fase dependente da luz para converter dióxido de carbono inorgânico em moléculas de açúcar orgânico. Esse processo ocorre no estroma do cloroplasto. A enzima chave, RuBisCO, catalisa a primeira etapa: a fixação do CO₂ em uma molécula orgânica, iniciando um ciclo que produz carboidratos.

A primeira etapa da fotossíntese, as reações dependentes da luz, ocorre nas membranas tilacoides dos cloroplastos. A energia luminosa é capturada pela clorofila para quebrar a água (fotólise), liberando oxigênio, prótons ([latex]H^+[/latex]) e elétrons ([latex]e^-[/latex]). Essa energia é usada para criar duas moléculas transportadoras de energia: adenosina trifosfato (ATP) e nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH), que fornecem energia para o ciclo de Calvin subsequente.

A tradução é o processo biológico no qual os ribossomos no citoplasma ou no retículo endoplasmático sintetizam proteínas. Ela sucede a transcrição, onde a sequência de DNA é copiada para uma molécula de RNA mensageiro (mRNA). Durante a tradução, o ribossomo lê a sequência de mRNA em unidades de três nucleotídeos chamadas códons e, com a ajuda do RNA transportador (tRNA), monta a cadeia de aminoácidos correspondente.

Em 1921, Frederick Banting e Charles Best, sob a direção de John Macleod na Universidade de Toronto, isolaram a insulina a partir de extratos pancreáticos caninos. O bioquímico James Collip desenvolveu então um processo de purificação, tornando o extrato seguro para uso humano. Essa descoberta transformou o diabetes tipo 1 de uma doença fatal em uma condição controlável, rendendo a Banting e Macleod o Prêmio Nobel de 1923.

A luz solar, especificamente a radiação ultravioleta B (UVB) com comprimentos de onda entre 290 e 315 nm, desencadeia a síntese de vitamina D na pele. Quando os fótons UVB atingem a pele, causam a conversão fotoquímica do 7-deidrocolesterol em pré-vitamina D3, que é então isomerizada em vitamina D3 (colecalciferol). Esse processo é a principal fonte natural de vitamina D para os seres humanos.

Em muitos vertebrados ectotérmicos, como peixes e anfíbios, a mudança de cor é um processo fisiológico mais lento, regulado por hormônios. Os grânulos de pigmento dentro dos cromatóforos são translocados ao longo de um citoesqueleto de microtúbulos. Hormônios como o hormônio estimulador de melanócitos (MSH) causam a dispersão do pigmento (escurecimento), enquanto a melatonina ou o hormônio concentrador de melanócitos (MCH) desencadeiam a agregação (clareamento), adaptando a cor do animal ao seu ambiente ao longo de minutos ou horas.

Um método de esterilização química a baixa temperatura que utiliza gás óxido de etileno. É eficaz para esterilizar materiais sensíveis ao calor e à umidade, como plásticos, dispositivos eletrônicos e instrumentos ópticos. O processo envolve alquilação, onde o óxido de etileno rompe o DNA e as proteínas dos microrganismos, impedindo sua replicação. Requer controle rigoroso da concentração do gás, da temperatura, da umidade e do tempo de exposição.

A citotoxicidade é a propriedade de uma substância ou célula ser tóxica para outras células. Agentes citotóxicos podem induzir a morte celular por necrose, onde a membrana celular perde a integridade, levando à lise e inflamação, ou por apoptose, um processo de morte celular controlada e programada. Isso se distingue dos agentes citostáticos, que apenas inibem a divisão celular sem causar diretamente a morte celular.

A alfa-hélice (α-hélice) é um motivo estrutural secundário comum em proteínas. Trata-se de uma conformação espiralada dextrógira na qual cada grupo NH da cadeia principal doa uma ligação de hidrogênio para o grupo C=O da cadeia principal do aminoácido localizado quatro resíduos antes (ligação de hidrogênio i+4 → i). Esse padrão regular puxa a cadeia polipeptídica para uma forma helicoidal.

O dogma central da biologia molecular descreve o fluxo de informação genética dentro de um sistema biológico. Ele afirma que a informação flui do DNA para o RNA e, em seguida, para a proteína. O DNA pode ser replicado para produzir mais DNA, e o DNA pode ser transcrito em RNA, que então é traduzido em uma proteína. Esse processo é geralmente unidirecional, fornecendo a estrutura básica para a expressão gênica.

Essa estrutura divide a biodiversidade em três escalas espaciais. A diversidade alfa (α) representa a riqueza de espécies dentro de um único habitat ou ecossistema local. A diversidade beta (β) mede a mudança ou renovação na composição de espécies entre diferentes habitats. A diversidade gama (γ) representa a riqueza total de espécies em uma grande área geográfica ou paisagem, abrangendo tanto a diversidade alfa quanto a beta.