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Introdução 
à Bioquímica
SUMÁRIO
1. Importância Biomédica................................................................................................ 3
2. Início do estudo da Bioquímica ................................................................................... 3
3. A Bioquímica e a medicina estimularam avanços mútuos ....................................... 5
4. Os processos bioquímicos normais são a base da saúde ....................................... 6
5. O impacto do projeto genoma humano na Bioquímica, na Biologia e na Medicina ......7
Referências ...................................................................................................................... 11
Introdução à Bioquímica   3
1. IMPORTÂNCIA BIOMÉDICA
A bioquímica é uma ciência complexa e extremamente importante, na qual estu-
damos os processos químicos envolvidos nos organismos vivos. Esses processos 
abrangem alguns componentes básicos como proteínas, carboidratos, ácidos nuclei-
cos e lipídeos, tratando das suas formas e funções no metabolismo. A bioquímica e 
a medicina desfrutam de uma relação mutuamente cooperativa. Os estudos bioquí-
micos esclareceram muitos dos processos da saúde e doença: o estudo de vários 
aspectos da saúde e da doença fizeram surgir novas áreas da bioquímica. A relevân-
cia médica da bioquímica, em situações normais e anormais, será enfatizada ao lon-
go do estudo. A bioquímica traz significativas contribuições para áreas de biologia 
celular, fisiologia, imunologia, microbiologia, farmacologia e toxicologia, assim como 
para as áreas de inflamação, dano celular e câncer. Essas relações íntimas enfati-
zam que a vida, como a conhecemos, depende de reações e processos bioquímicos.
 Se liga!  A bioquímica é considerada a “química da vida”, pois é por 
meio desta ciência que nos é permitido o estudo e a compreensão do ser vivo.
 Saiba mais!  No nível bioquímico, apesar da grande diversidade 
de formas de vida, muitas estruturas e processos são compartilhados por seres 
vivos bastante diferentes, o que facilita o entendimento da vida como um todo.
2. INÍCIO DO ESTUDO DA BIOQUÍMICA
No estudo da bioquímica temos alguns marcos importantes e entre eles podemos 
citar, por exemplo, a descoberta das leveduras. Essas leveduras são células que po-
dem converter os açúcares em álcool etílico que foram descobertas 4.000 anos a.C. 
O século XX d.C., foi quando houve o descobrimento do processo de fermentação. 
Louis Pasteur, famoso cientista, fez investigações inspiradoras na fabricação de cer-
veja e de vinificação, nesse sentido, ele descobriu que o processo de fermentação 
só poderia ocorrer em células intactas. Sua descoberta possuía alguns equívocos, 
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e o seu erro foi demonstrado, em 1899, pelos irmãos Büchner, que descobriram que 
a fermentação pode, de fato, ocorrer em extratos livres de células. Essa revelação 
resultou do armazenamento de um extrato de levedura em um pote de solução con-
centrada de açúcar adicionada como conservante. Ao longo da noite, o conteúdo 
do pote fermentado, que derramou sobre a bancada do laboratório e no chão, de-
monstrou que, sem dúvida alguma, a fermentação pode prosseguir na ausência de 
células intactas. Essa descoberta possibilitou uma série de investigações rápidas e 
altamente produtivas nos primeiros anos do século XX que deram início à ciência da 
bioquímica. 
Essas investigações revelaram o papel vital de algumas estruturas bioquímicas 
como o fosfato inorgânico, do ADP, do ATP e do NAD(H); também de açucares fos-
forilados e as reações químicas atreladas a enzimas Gk “em leveduras” que conver-
tem glicose em piruvato, no processo de glicólise. Nesse processo, essas enzimas 
convertem glicose em etanol e CO2 no processo chamado fermentação. Nos anos 
1930 e 1940, em pesquisas subsequentes realizadas, foram identificados os inter-
mediários do ciclo do ácido cítrico e da biossíntese da ureia. Neste momento, essa 
descoberta nos forneceu uma visão sobre as funções essenciais de certos cofatores 
derivados de vitaminas ou “coenzimas”, como: tiamina pirofosfato, riboflavina e, fi-
nalmente: coenzima A, coenzima Q e coenzimas cobamamida. Em 1950, os estudos 
revelaram como carboidratos complexos são sintetizados e quebrados a açúcares 
simples, e delinearam as vias para a biossíntese das pentoses e da quebra de ami-
noácidos e de lipídeos. Na busca de isolar e identificar metabólitos e enzimas foram 
utilizados modelos animais, órgãos perfundidos, fatias de tecidos (microtomia), ór-
gãos intactos, homogenatos de células e suas subfrações e enzimas purificadas. 
No fim dos anos 1930 e início dos anos 1940, técnicas como: ultracentrifugação 
analítica, cromatografia em papel e outras formas de cromatografia, foram desen-
volvidas. Elas possibilitaram a disponibilidade, após a Segunda Guerra Mundial, de 
radioisótopos, principalmente 14C, 3H e 32P, como “marcadores” para identificar os 
intermediários em vias complexas como a via que leva à biossíntese de colesterol 
e outros isoprenoides; e às vias de biossíntese e catabolismo de aminoácidos. A 
cristalografia de raios X foi, então, utilizada para resolver estruturas tridimensionais 
primeiro da mioglobina e, subsequentemente, de várias proteínas, polinucleotídeos, 
enzimas e diversos vírus, incluindo o do resfriado comum. 
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Figura 1. Louis Pasteur.
Fonte: Yeti Crab /shutterstock.com.
3. A BIOQUÍMICA E A MEDICINA 
ESTIMULARAM AVANÇOS MÚTUOS
As preocupações existentes para os pesquisadores que merecem atenção maior 
das ciências da saúde são: a compreensão e a manutenção da saúde, bem como a 
compreensão e o tratamento efetivo das doenças. A interrelação entre a bioquímica 
e a medicina é entrelaçada, nelas os estudos bioquímicos esclareceram muitos as-
pectos da saúde e da doença: e, em contrapartida, o estudo de vários aspectos da 
saúde e da doença abriram novas áreas da bioquímica. Nesse sentido, a análise das 
doenças elucidou muitas áreas da bioquímica. A anemia falciforme, por exemplo, 
é uma doença genética, e tanto a aterosclerose quanto o diabetes melito possuem 
componentes genéticos. O conhecimento da estrutura e da função de estruturas, co-
mo as proteínas, foi extremamente importante para identificar e entender a diferença 
individual na sequência de aminoácidos da hemoglobina normal e da hemoglobina 
falciforme, e a análise de numerosas variantes de hemoglobinas falciformes e ou-
tras hemoglobinas contribuiu significativamente para o entendimento da estrutura e 
da função da hemoglobina normal e de outras proteínas. Durante o início dos anos 
1900, o médico inglês Archibald Garrod estudou pacientes com doenças derivadas 
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de erros inatos do metabolismo, doenças relativamente raras, por exemplo: alcapto-
núria, albinismo, cistinúria e pentosúria e estabeleceu que essas condições eram ge-
neticamente determinadas. Essas percepções proporcionaram uma base importante 
para o desenvolvimento do campo da genética bioquímica humana. Um exemplo 
mais recente foi a investigação das bases genéticas e moleculares da hipercoleste-
rolemia familiar: uma doença que resulta. no início precoce de aterosclerose. Além 
de esclarecer as mutações responsáveis por essa doença, esse estudo forneceu um 
entendimento mais profundo de receptores celulares e mecanismos de captação 
não apenas do colesterol, mas de como outras moléculas atravessam as membra-
nas celulares. Estudos de oncogenes (genes cancerígenos) e dos genes supressores 
de tumor em células cancerosas direcionaram a atenção para os mecanismos mo-
leculares envolvidos no controle do crescimento da célula normal. Esses exemplos 
ilustram como o estudo das doenças pode abrir áreas de investigação bioquímica 
básica e como a ciência fornece aos profissionais da saúde e da biologia uma base 
que impacta a prática, estimula a curiosidade e promove a adoção de abordagens 
científicaspara o aprendizado contínuo. 
4. OS PROCESSOS BIOQUÍMICOS 
NORMAIS SÃO A BASE DA SAÚDE
A pesquisa bioquímica tem efeito na nutrição e na medicina preventiva. A organi-
zação mundial da Saúde (OMS) define saúde como um estado de “bem-estar físico, 
mental e social completo, e não simplesmente a ausência de doença e enfermi-
dade”. Do ponto de vista bioquímico, a saúde pode ser considerada a situação em 
que todas as milhares de reações intracelulares e extracelulares que ocorrem no 
organismo o fazem em taxas proporcionais com a sobrevivência do organismo sob 
a pressão dos desafios internos e externos. O processo de manutenção da saúde 
requer a ingestão otimizada de um certo número de produtos químicos, dos quais 
podemos citar: as vitaminas, certos aminoácidos e ácidos graxos, vários minerais e 
água. Para conhecermos melhor a nutrição com foco nessas substâncias químicas 
dependemos, em grande parte, do conhecimento nas áreas de bioquímica.
A maioria das doenças possui uma base bioquímica. Recentemente, tem sido da-
da grande ênfase sobre as tentativas sistemáticas com o objetivo de manter a saúde 
e prevenir a doença, ou medicina preventiva, que inclui: abordagens nutricionais para 
a prevenção de doenças, como aterosclerose e câncer. Muitas doenças são manifes-
tações de anormalidades em estruturas como genes, proteínas, reações químicas ou 
processos bioquímicos. Cada uma dessas anormalidades pode afetar negativamen-
te uma ou mais funções bioquímicas essenciais. Exemplos de distúrbios da bioquí-
mica humana responsáveis por doenças ou outras condições debilitantes incluem: 
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desequilíbrio eletrolítico, ingestão ou absorção deficiente de nutrientes, desequilíbrio 
hormonal, agentes químicos ou biológicos tóxicos e doenças genéticas. Para abor-
dar esses desafios, a pesquisa bioquímica continua a ser entrelaçada com estudos 
em disciplinas como genética, biologia celular, imunologia, nutrição, patologia e 
farmacologia. 
5. O IMPACTO DO PROJETO GENOMA 
HUMANO NA BIOQUÍMICA, 
NA BIOLOGIA E NA MEDICINA
O impacto do projeto genoma humano na bioquímica, na biologia e na medicina 
foi crucial para entendermos como os genes interferem na bioquímica. No fim dos 
anos 1990, houve um grande progresso no sequenciamento do genoma humano 
que levou ao reconhecimento de mais de 90%, nos anos 2000. Essa descoberta foi 
liderada pelo Consórcio Internacional para o Sequenciamento do Genoma Humano 
(International Human Genome Sequencing Consortium) e pela Celera Genomics, uma 
companhia privada. O sequenciamento completo do genoma humano foi finalizado, 
em 2003, 50 anos após a descrição da natureza de dupla-hélice do DNA por Watson 
e Crick. Nesses descobrimentos as possibilidades para as áreas de bioquímica, me-
dicina e para toda a biologia são praticamente ilimitadas. Um grande exemplo é a 
habilidade de isolar e sequenciar um gene e de investigar sua estrutura e função por 
meio de experimentos de sequenciamento, revelaram genes previamente desconhe-
cidos e seus produtos, além de novas ideias a respeito da evolução humana e de pro-
cedimentos para identificar genes relacionados a doenças humanas. 
Para que os principais avanços na bioquímica e no entendimento da saúde e 
da doença humana continuem a ser realizados utilizamos, por mutação dos geno-
mas, organismos-modelo, como as leveduras eucariotos, como a mosca-da-fruta, 
Drosophila melanogaster, e o nematoide Caenorhabditis elegans. A vantagem na 
utilização desses organismos é que cada organismo tem tempo de geração curto 
e pode ser geneticamente manipulado fornecendo conhecimentos sobre as fun-
ções de genes individuais. Esses avanços podem ser traduzidos potencialmente em 
abordagens que ajudam os seres humanos fornecendo dicas para curar doenças 
humanas, como nos casos de câncer e doença de Alzheimer. Os novos campos de 
estudo das “ômicas” surgiram e se concentram no estudo abrangente das estruturas 
e das funções das moléculas relacionadas a cada um deles. Os produtos dos genes, 
moléculas de RNA e proteínas, estão sendo estudados por meio das técnicas de 
transcriptômica e proteômica. Um exemplo da velocidade do progresso na transcrip-
tômica é a ampliação de conhecimentos sobre pequenas moléculas de RNA como 
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reguladoras da atividade gênica. Outros campos “ômica” incluem: glicômica, lipidô-
mica, metabolômica, nutrigenômica e farmacogenômica. Para manter o ritmo com 
as informações geradas, a bioinformática tem recebido muita atenção. Os outros 
campos relacionados para os quais o impulso decorrente do projeto genoma huma-
no transitou são a biotecnologia, a bioengenharia, a biofísica e a bioética.
Figura 2. Estrutura do DNA.
Fonte: Billion Photos/shutterstock.com.
Figura 3. Plantas de fundo com estrutura bioquímica.
Fonte: Marchu Studio /shutterstock.com.
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Um grande projeto chamado: Projeto Genoma Humano (PGH) teve influência 
sobre muitas áreas de pesquisa. Também influenciaram grandes disciplinas como 
bioinformática, genômica, glicômica, lipidômica, metabolômica, diagnóstico mole-
cular, proteômica e transcriptômica, por serem áreas ativas de pesquisa bioquímica. 
A nanotecnologia é uma área ativa que pode, por exemplo, envolver novos métodos 
de diagnóstico e tratamento para o câncer e outras patologias. A biologia de células-
-tronco está no centro de grande parte da pesquisa atual. A terapia gênica ainda tem 
que cumprir a promessa oferecida, mas parece que, finalmente, isso ocorrerá. Muitos 
exames diagnósticos moleculares foram desenvolvidos em áreas como os exames e 
diagnósticos, genéticos, microbiológicos e imunológicos. 
Os resultados dessas pesquisas terão enorme impacto sobre o futuro da área da 
biologia, medicina e das ciências da saúde. A biologia sintética oferece o potencial 
de criar organismos vivos, inicialmente pequenas bactérias, a partir de material ge-
nético in vitro, que possam realizar tarefas específicas como a limpeza de derrama-
mentos de petróleo. Todos os itens citados fazem parte do século XXI, um período 
emocionante para os que estão diretamente envolvidos na biologia e na medicina.
Figura 4. Laboratório de pesquisa médica.
Fonte: Gorodenkoff /shutterstock.com.
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RESUMO: INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA
Piruvato
Importância biomédica
Saúde
Contribuições
Cooperação
Vida 
Reações químicas
Processos bioquímicos
Bioquímica
Modelos animais 
Século XX
Diversas áreas
Papel do fosfato 
inorgânico
Enzimas
Açúcares fosforilados
4000 a.C.
INTRODUÇÃO
À BIOQUÍMICA
Início do estudo
Reações químicas
Avanços 
Biologia 
Vias para biossíntese
1930 e 1940
Intermediários
Leveduras
Medicina
Estudos bioquímicos
Louis Pasteur
Fermentação
Século XX d.C.
Esclarecem
Doença
Irmãos Büchner Extratos livres de células
Glicose
Ácido cítrico
Coenzima
1950 Carboidratos complexos
1990 DNA
2003
Século XXI
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REFERÊNCIAS
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