Introdução à Bioquímica a1 e 2

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Introdução à 
Bioquímica
Luis Rocildo Caracas
Mestre em Nutrição e Saúde
Para começo de conversa...
O que é a BIOQUÍMICA???
É o estudo dos processos químicos que ocorrem dentro de organismos vivos 
ou que estão relacionados a eles.
Bioquímica é a aplicação da química para estudar os processos celulares ao 
nível molecular dentro das células vivas.
Para quê ela serve?
entender e resolver problemas biológicos usando conhecimentos agregados 
de química, fisiologia e biologia.
O que essa disciplina aborda?
Desde átomos e moléculas, até as reações, vias metabólicas...
 Todos os fenômenos biológicos tem uma base molecular!
A bioquímica é uma ciência 
interdisciplinar!
Bioquímica
Química 
orgânica
Biofísica
Investigação 
médica
Microbiologia
Nutrição e 
metabolismoFisiologia
Biologia 
celular
Genética
Farmacologia
Princípios Químicos da Bioquímica
Do ÁTOMO à MOLÉCULA
• Átomo = partícula base que forma a matéria.
• Partículas subatômicas: prótons, elétrons e nêutrons.
• Nº atômico (Z)= quantidade de prótons no núcleo do átomo.
• Nº de massa (A)= Nº de prótons (Z) + Nº de nêutrons
• (Use esse espaço para listar duas coisas que você deve 
fazer antes de entrar no laboratório.)
Química Orgânica X Química Inorgânica
Química
Orgânica
- Estuda principalmente os compostos 
de carbono. Ex: carboidratos, proteínas, 
lipídios, ácidos nucleicos...
Inorgânica
- Estudo de compostos que não 
possuem cadeia carbônica: minerais 
(ácidos, bases, sais e óxidos).
• A matéria viva se constitui principalmente de 
carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e 
nitrogênio (N). 
• Outros elementos biologicamente importantes: 
• sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca), fósforo (P), 
enxofre (S), cloro (Cl), entre outros.
Distribuição dos átomos na 
matéria
*
*
Principais elementos químicos
Carbono
• 4º elemento mais abundante no universo;
• Hidrocarbonetos (combustíveis); carboidratos (alimentos); plástico 
PET...
• Tetravalente: até quatro ligações;
• Pode ser encontrado em diferentes formas (alótropos)
Principais elementos químicos
Hidrogênio
• Elemento mais abundante no universo;
• Geralmente encontrado em compostos de carbono e 
oxigênio (hidrocarbonetos), gás H2.
• Forma apenas uma ligação;
• Hydro = água; genes = formador
• Isótopos do hidrogênio
Principais elementos químicos
Nitrogênio
• Presente em explosivos, fertilizantes, medicamentos, 
proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA).
• Átomo trivalente (forma até 3 ligações)
Principais elementos químicos
Oxigênio
• Gás essencial para a vida: O2 = respiração celular
• Presente na camada de ozônio (O3)
• Elemento divalente (forma duas ligações).
Biomoléculas
• Compostos orgânicos presentes nas células que 
conferem as características dos seres vivos.
• São macromoléculas de alto peso molecular (polímeros) 
formadas por unidades menores (monômeros).
Macromolécula Monômero Função
Proteínas: Hemoglobina Aminoácidos
Ex: Alanina, fenilalanina
Estrutural, enzimática, 
transporte, defesa, receptor 
hormonal
Carboidratos: Celulose, 
glicogênio, Amido
Monossacarídeos
Ex: glicose, frutose, galactose
Energética, reserva e 
estrutural
Lipídios: Triglicerídeos, 
colesterol
Ácidos graxos + glicerol Energética, térmica e 
estrutural
Ácidos nucleicos: DNA e RNA Nucleotídeos
Adenina, timina, uracila...
Genética, controle do 
metabolismo e síntese 
proteica
BIOQUÍMICA DAS BIOMOLÉCULAS
- ÁGUA
- CARBOIDRATOS
- PROTEÍNAS
- LIPÍDIOS
- VITAMINAS
- MINERAIS
Água e 
Minerais
Carboidratos
ProteínasLipídios Ácidos Nucléicos
O segredo 
da vida!
ÁGUA
CARACTERÍSTICAS
 Encontrado em maior quantidade nas células – 70 a 80%
 Solvente universal.
 Indispensável para o metabolismo
Fatores que influenciam na quantidade de água no organismo:
 Idade
o Quanto maior a idade, menor é a quantidade de água no
organismo.
• Feto: 94% de água /Adulto: 70% de água /Idoso: 60% de
água
 Espécie
o Homem adulto: 70% / Água viva: 98% / Sementes de planta:
15%
 Atividade
o Encéfalo: 90%
o Músculos: 80%
o Dentina: 12%
Água
• A água não é inerte! Ela se ioniza levemente.
Química ácido-base
Propriedades da Água
O
Estrutura Propriedades Importância 
Polaridade
Adesão Molha superfícies polares
Capilaridade Transporte de seiva nos vegetais
Alto poder de 
dissolução
Favorece a ocorrência das reações 
químicas do metabolismo 
Aumento da eficiência das reações 
metabólicas
Transporte de substâncias
Pontes de
hidrogênio
Alta coesão Alta tensão superficial
Alto calor 
específico
Equilíbrio térmico da célula
Impede variações bruscas de 
temperatura que afetariam o 
metabolismo celular
Alto calor de 
vaporização
Evaporação da água do suor retira 
calor do corpo, impedindo o 
superaquecimento
Solidificação a temperaturas 
abaixo de 0°C
Evita que a célula congele e que 
cristais de gelo perfurem as 
estruturas celulares
Carboidratos
Compostos orgânicos formados por C, H e O.
Classificação:
Monossacarídeos;
Dissacarídeos – sacarose, lactose, maltose ;
Oligossacarídeos;
Polissacarídeos – glivogênio, amido, celulose...
Funções:
 Principal fonte de energia celular;
 Importantes constituintes estruturais;
 Reserva energética.
Glicogênio
(polímero de glicose)
Glicose
(monômero)
CARBOIDRATOS
METABOLISMO
Proteínas
São as macromoléculas mais abundantes do corpo humano;
Participam da composição estrutural dos seres vivos, formando 
órgãos e estruturas em geral.
Funções:
Estrutural – colágeno, elastina, queratina;
Hormonal – insulina e glucagon;
Respiratória – hemoglobina e mioglobina;
Contrátil – actina e miosina;
Carreadora/transporte – albumina;
 Imunológica/defesa – anticorpos ou imunoglobulinas;
Catalítica/enzimática – enzimas variadas.
PROTEÍNAS
ESTRUTURA:
I) Aminoácidos
 são compostos que apresentam as funções amina (-NH2) e ác.
Carboxílico (-COOH).
 Existem 20 aminoácidos que constituem as proteínas dos seres
vivos.
 Os aminoácidos podem ser classificados em dois grupos:
o Aminoácidos Essenciais (8)
• Não são produzidos pelo homem, e devem por isso, serem
ingeridos na alimentação (vegetais).
o Aminoácidos Não Essenciais (12)
• São produzidos pelo organismo humano
PROTEÍNAS
ESTRUTURA:
Estrutura das proteínas
 Primária: Linear, aminoácidos 
mantidos pelas ligações peptídicas
 Secundária: Estrutura helicoidal
 Terciária: Enovelamento da estrutura 
helicoidal
 Quaternária: Agregação de duas ou 
mais cadeias polipeptídicas 
enoveladas.
Enzimas
Lipídios
Substância orgânica insolúvel em água e solúvel em solventes 
orgânicos apolares.
Formados pela união de um álcool (glicerol) com ácidos graxo
P
O
Lipídeos e membranas
VITAMINAS
Nutrientes reguladores de funções fisiológicas
Vitamina é, na realidade, qualquer substância orgânica que não 
consegue ser produzida por uma determinada espécie e que são 
necessárias ao organismo. 
São necessárias em pequeníssimas quantidades para manter o 
bom funcionamento do organismo 
COFATORES ENZIMÁTICO
As vitaminas são de dois tipos diferentes:
Hidrossolúveis: Tiamina (B1), Riboflavina (B2), Niacina (B3), Ácido 
Pantotênico (B5), Piridoxina (B6), Biotina (B7), Ácido Fólico (B9), 
Cobalamina (B12), e Ácido Ascórbico (C).
Lipossolúveis: vitamina A, vitamina D, vitamina E e vitamina K.
CLASSIFICAÇÃO NOME FUNÇÃO FONTE
SINTOMAS DA
DEFICIÊNCIA
HIDROSSOLÚVEL
B1 - Tiamina Ajuda a retirar energia dos 
carboidratos
Carnes, cereais, verduras e 
legumes
Beribéri (inflamação e 
degeneração dos nervos)
B2 - Riboflavina Ajuda na quebra de 
proteínas e caboidratos
Laticínios, carnes, cereais e 
verduras
Fissuras na pele e fotofobia
B3/ PP - Niacina ou 
Nicotinamida
Atua no metabolismo 
energético
Nozes, carnes e cereais Pelagra (lesões na pele, 
diarréia e distúrbios 
nervosos
B5 – Ácido Pantotênico Ajuda no metabolismo 
energético
Carnes, laticínios, cereais e 
verduras
Anemia, fadiga, dormência 
nas mãos e nos pés
CLASSIFICAÇÃO NOME FUNÇÃO FONTE
SINTOMAS DA
DEFICIÊNCIAHIDROSSOLÚVEL
B6 - Piridoxina Ajuda na quebra de 
proteínas e glicose
Fígado, carnes, peixes, 
trigo, leite e batata
Dermatite, atraso no 
crescimento, sintomas 
mentais e anemia
B9 – Ácido fólico Ajuda a construir DNA e 
proteínas
Vegetais, laranja, nozes, 
legumes e cereais
Anemia e problemas 
gastrointestinais
B12 -Cobalamina Formação de ácidos 
nucléicos e de 
aminoácidos
Carnes, ovos e laticíneos Anemia perniciosa e 
distúrbios do sistema 
nervoso
CLASSIFICAÇÃO NOME FUNÇÃO FONTE
SINTOMAS DA
DEFICIÊNCIA
LIPOSSOLÚVEL
A – Retinol Essencial para a visão e 
para uma pele saudável
Lacitíneos e cenoura Cegueira noturna, pele 
escamosa e seca
D - Calciferol Absorção de cálcio e 
fósforo
Lacitíneos, gema de ovo, 
vegetais ricos em óleo
Raquitismo e 
enfraquecimento dos ossos
E - Tocoferol Previne problemas nas 
membranas celulares
Óleos vegetais, nozes e 
outras sementes
Possivelmente anemia e 
esterilidade
K - Filoquinona Coagulação Sangüínea Fígado, gordura, óleos 
leite e ovos
Hemorragias
SAIS MINERAIS
CARACTERÍSTICAS
 Substâncias inorgânicas formadas por íons.
 São componentes reguladores do metabolismo celular.
Obtenção: Água mineral e alimentos: frutos, verduras, cereais, leite,
etc
SAIS MINERAIS
CARACTERÍSTICAS
Elementos Funções no organismo Fontes
Cálcio (Ca2+) Composição dos ossos e dos dentes
Coagulação sanguínea
Funcionamento de nervos e músculos
Vegetais
Leites e derivados
Cloro (Cl-) Composição do ácido clorídrico
Auxilia a digestão
Sal de cozinha
Cobalto (CO²+) Componente da vitamina B12 (cobalamina) 
– Produção de hemácias
Carnes e laticínios
Cobre Formação da hemoglobina Ovos, legumes e peixes
Enxofre Controle da atividade metabólica Ovos, carnes e legumes
SAIS MINERAIS
CARACTERÍSTICAS
Elementos Funções no organismo Fontes
Ferro (Fe²+) Componente da hemoglobina
Respiração celular
Carne, legumes e ovos
Flúor Componente dos ossos e dos dentes Frutos do mar
Fósforo (PO3-) Componente dos ossos e dos dentes Ovos, legumes e cereais
Iodo Componente dos hormônios da tireóide
Estimulam o metabolismo
Sal de cozinha e frutos do mar
Magnésio (Mg2+) Formação de ossos, tecidos e músculos Vegetais em geral
Potássio (K+) Condução dos impulsos nervosos
Equilíbrio osmótico
Frutas, carnes e laticínios
Sódio (Na+) Condução dos impulsos nervosos
Equilíbrio osmótico
Sal de cozinha e frutos do mar
Zinco Componente de várias enzimas
Metabolismo
Carnes, ovos, frutos do mar