BIOQUIMICA UNID 1 TOPICO1

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Bioquímica Básica 
e Metabolismo
Tutor Externo: Betina Vasconcelos
2022/2
UNIDADE1–FundamentosdeBioquímica
UNIDADE1–FundamentosdeBioquímica
UNIDADE 1 
FUNDAMENTOS DE 
BIOQUÍMICA
TÓPICO 1 –ALógica
Molecular da Vida
TÓPICO1 –ALógicaMoleculardaVida
• O processo que originou as primeiras células começou na Terra a aproximadamente 4,6
bilhões de anos - Terra Primitiva;
• Elementos com carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo formaram compostos
químicos simples, os coacervados e são considerados a primeira forma proteica descrita. Eles
combinaram-se, dispersaram-se e recombinaram-se, formando várias moléculas maiores, até surgir uma
combinação capaz de se autorreplicar.
• Neste período, a superfície Terrestre estaria coberta por grande quantidade de água, disposta em
grandes “oceanos” e “lagos” (caldo primordial), rico em moléculas inorgânicas e continha em solução os
gases que constituíam a atmosfera;
• A ação do calor e da radiação ultravioleta (Sol) e de descargas elétricas, oriundas das tempestades,
combinaram-se quimicamente para constituírem os primeiros compostos contendo carbono
relativamente complexos, como proteínas e ácidos nucleicos.
TÓPICO1 –ALógicaMoleculardaVida
A UNIDADE QUÍMICA DOS DIFERENTES ORGANISMOS VIVOS
• ORGANISMOS VIVOS vs SERES INAMNIMADOS.
ORGANISMOS VIVOS: elevado grau de complexidade química e de organização, possuem
estruturas celulares internas intrincadas e contêm muitas espécies de moléculas complexas.
SERES INAMNIMADOS: terra, areia, rochas, água do mar, usualmente consiste de misturas de
compostos químicos relativamente simples.
• ORGANISMOS VIVOS vs SERES INAMNIMADOS.
ORGANISMOS VIVOS: elevado grau de complexidade química e de organização, possuem
estruturas celulares internas intrincadas e contêm muitas espécies de moléculas complexas.
• Extraem, transformam e usam a energia que encontram no meio ambiente, habitualmente na
forma de nutrientes químicos ou de energia radiante da luz solar;
• Capacidade para a autorreplicação e automontagem, propriedades que podem ser vistas como a
quinta essência do estado vivo (uma única célula bacteriana de Escherichia coli, por exemplo,
colocada num meio nutriente estéril pode dar origem, a cada 20 minutos, à outra célula
bacteriana idêntica à célula mãe, com as mesmas características genéticas).
TÓPICO1 –ALógicaMoleculardaVida
A UNIDADE QUÍMICA DOS DIFERENTES ORGANISMOS VIVOS
• ORGANISMOS VIVOS vs SERES INAMNIMADOS.
ORGANISMOS VIVOS: elevado grau de complexidade química e de organização, possuem estruturas
celulares internas intrincadas e contêm muitas espécies de moléculas complexas.
• Em 1944, Erwin Schodinger em seu ensaio “O que é a vida?”, descreve de forma acurada
muitas das propriedades do ácido desoxirribonucleico (DNA).
• O inter-relacionamento entre os componentes químicos de um organismo vivo é dinâmico; alterações
em um componente provocam mudanças coordenadas ou compensatórias em outro.
• A coleção de moléculas executa um programa cujo resultado é a reprodução do programa e a
autoperpetuação daquela coleção de moléculas, em suma, vida.
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A UNIDADE QUÍMICA DOS DIFERENTES ORGANISMOS VIVOS
• ORGANISMOS VIVOS vs SERES INAMNIMADOS.
SERES INAMNIMADOS: terra, areia, rochas, água do mar, usualmente consiste de misturas de
compostos químicos relativamente simples.
• a matéria inanimada não usa energia de forma sistemática para manter a sua estrutura ou 
para realizar trabalho.
• a tende a se degenerar em um estado mais desordenado, alcançando um equilíbrio com o seu 
meio ambiente.
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A UNIDADE QUÍMICA DOS DIFERENTES ORGANISMOS VIVOS
• O objetivo básico da ciência bioquímica é mostrar como as moléculas, que constituem os organismos
vivos, interagem entre si para manter e perpetuar a vida exclusivamente pelas leis químicas que
governam o universo não vivo.
• Pesquisas bioquímicas revelam que todos os organismos são notadamente semelhantes em níveis
celular e químico.
• A Bioquímica descreve em termos moleculares as estruturas, os mecanismos e os processos químicos
compartilhados por todos os organismos, e fornece os princípios organizacionais que fundamentam a vida
em todas as suas diferentes formas - a lógica molecular da vida.
TÓPICO1 –ALógicaMoleculardaVida
A BIOQUÍMICA PROCURA EXPLICAR A VIDA EM TERMOS QUÍMICOS
TÓPICO1–ALógicaMoleculardaVida
A BIOQUÍMICA PROCURA EXPLICAR A VIDA EM TERMOS QUÍMICOS
• A maioria dos constituintes moleculares dos sistemas vivos é composta de átomos de carbono unidos
covalentemente a outros átomos de carbono e átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.
• As propriedades especiais de ligação do carbono permitem a formação de uma grande variedade
de moléculas.
• Em humanos, pode haver dezenas de milhares de tipos diferentes de proteínas, assim como muitos
tipos de polissacarídeos, uma grande variedade de lipídios e muitos outros compostos de peso
molecular menor.
• Cada classe de macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos) é composta de um
pequeno conjunto de subunidades monoméricas comuns. Essas subunidades monoméricas podem ser
unidas covalentemente em uma variedade virtualmente ilimitada de sequências – macronutrientes
(CHO – PTN – LIP).
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MACROMOLÉCULAS CONSTRUÍDAS A PARTIR DE COMPOSTOS SIMPLES
• Os ácidos desoxirribonucleicos (DNA) são formados por quatro tipos de unidades
monoméricas simples, os nucleotídeos; timina, adenina, citosina e guanina.
• Já os ácidos ribonucleicos (RNA) são compostos por também quatro tipos de nucleotídeos,
semelhantes aos do DNA, sendo a timina substituída pela uracila no RNA.
• As proteínas são constituídas por 20 tipos de aminoácidos (essenciais e não essenciais).
• Por fim, os oito tipos de nucleotídeos que os ácidos nucleicos são constituídos e os 20 tipos de
aminoácidos que formam as proteínas são os mesmos em todos os organismos vivos.
• Os nucleotídeos são muito importantes como subunidades na constituição do DNA e RNA,
também exercem um importante papel como moléculas transportadoras de energia.
• Os aminoácidos, além de serem as subunidades que formam as proteínas, também são precursores
de neurotransmissores, pigmentos e outros tipos de biomoléculas.
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MACROMOLÉCULAS CONSTRUÍDAS A PARTIR DE COMPOSTOS SIMPLES
• As células e os organismos dependem de um suprimento constante de energia para poderem se opor à
tendência, inexorável da natureza, de queda para níveis de estado energético.
• Todas as reações que acontecem a nível celular envolvem o fornecimento de energia.
• As células desenvolveram, durante o processo evolutivo, mecanismos especializados para capturar a
energia do sol ou também extrai-la de alimentos e transferi-la para os processos que dela necessitam.
• As células e os organismos precisam realizar trabalho para permanecerem vivos e para se
reproduzirem – produção de moléculas de energia Adenosina TriFosfato (ATP).
• Energia nunca se perde – ela se transforma. Primeira Lei da Termodinâmica ou Princípio da Conservação
do Energia – Quantidade Total de Energia Constante.
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PRODUÇÃO DE ENERGIA E SEU CONSUMO NO METABOLISMO
• Praticamente todos os seres vivos obtêm energia, direta ou indiretamente, da energia radiante da
luz solar.
• As células fotossintéticas absorvem a energia radiante do Sol e a utilizam para retirar elétrons da
molécula de água e adicioná-la à molécula de dióxido de carbono, formando produtos ricos em energia,
como o amido e a sacarose, liberando assim oxigênio O2 na atmosfera – seres vegetais.
• As organismos que não executam a fotossíntese obtêm energia para suas necessidades pela oxidação
dos produtos ricos em energia elaborados pela fotossíntese, passando elétrons para o oxigênio
atmosférico e sintetizando água, dióxido de carbono CO2 e outros produtos, os quais são recicladas no
meio ambiente – seres animais.
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PRODUÇÃODE ENERGIA E SEU CONSUMO NO METABOLISMO
• As reações exergônicas ocorrem quando há uma diminuição da energia livre e os produtos são
expressos em valores negativos.
• As reações endergônicas requerem uma quantidade de energia e seus valores na variação de energia
livre são positivos.
• Nos sistemas vivos, parte da energia dissipada como calor ou perdida são necessárias para aumentar a
entropia – Lei da Desordem do Universo (À partir da complexa organização interna dos seres vivos).
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PRODUÇÃO DE ENERGIA E SEU CONSUMO NO METABOLISMO
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PRODUÇÃO DE ENERGIA E SEU CONSUMO NO METABOLISMO
• As enzimas são proteínas, com exceção da ribozima, uma enzima presente no RNA, cuja
constituição não é proteica.
• Todas as reações químicas ocorrem nas células devido à presença de enzimas – catalisadores biológicos espefíficos
que aumentam a velocidade das reações químicas.
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PRODUÇÃO DE ENERGIA E SEU CONSUMO NO METABOLISMO
• As células podem sintetizar simultaneamente milhares de tipos diferentes de moléculas de cho, lip, ptn e
ácidos nucleicos e suas subunidades mais simples, e também podem fazê-lo nas proporções requeridas
pela célula.
• As enzimas-chave em cada via metabólica são reguladas de tal forma que cada tipo de molécula
precursora é produzido em quantidades apropriadas às necessidades das células
• As células regulam a síntese das enzimas, em resposta ao aumento ou à diminuição da necessidade
de um produto metabólito – autorregulação.
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TRANSFERÊNCIA DA INFORMAÇÃO BIOLÓGICA
• Uma das propriedades mais marcante dos organismos e das células vivas é a sua capacidade de se reproduzir por
incontáveis gerações com fidelidade quase perfeita.
• Muitas bactérias têm praticamente o mesmo tamanho, forma e estrutura interna, apresentando também o
mesmo tipo de moléculas precursoras e enzimas das bactérias que viveram há cerca de quatro bilhões de anos.
• A estrutura tridimensional do material genético, ácido desoxirribonucleico, DNA: a perpetuação de uma espécie
biológica requer que sua informação genética seja mantida de modo estável, expressa com exatidão na forma de
produtos dos genes e reproduzida com o mínimo de erros.
• Um esperma ou ovócito humano, carregando a informação hereditária acumulada em bilhões de anos de
evolução, transmite essa herança na forma de moléculas de DNA, nas quais a sequência linear de subunidades
de nucleotídeos, ligados covalentemente, codifica a mensagem genética.
• A capacidade dos seres vivos de preservar seu material genético e duplica lo para a próxima geração
resulta da complementaridade entre as duas fitas da molécula de DNA.
TRANSFERÊNCIA DA INFORMAÇÃO BIOLÓGICA
• A transformação da informação de uma dimensão
para três dimensões ocorre em duas fases:
• Uma sequência linear de desoxirribonucleotídeos
no DNA codifica (por meio de um intermediário,
RNA) a produção de uma proteína com a sequência
linear de aminoácidos correspondentes;
• A proteína é enovelada em uma forma
tridimensional particular determinada pela sua
sequência de aminoácidos e estabilizada
principalmente por interações não covalentes. A
forma final da proteína enovelada é ditada pela
sua sequência de aminoácidos e o processo de
enovelamento é assistido por “chaperonas
moleculares”.
• pH e concentração iônica são essenciais na
maturação proteica.
AUTOATIVIDADE – 1á 3
PÁGINA - 24
MUITO OBRIGADA!