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AULA-01-BIOQUÍMICA

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BIOQUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 AULA 1 – INTRODUÇÃO À 
BIOQUÍMICA 
Olá! 
 
Podemos conceituar a bioquímica como uma ciência que estuda a 
forma com que as moléculas dos organismos vivos se relacionam para gerar 
ou manter a vida. Mesmo se diferindo e apresentando variações complexas 
entre si, grande parte dos organismos vivos possuem as mesmas estruturas 
moleculares e uma formação celular bem semelhante. 
Nesta aula, iremos abordar sobre as biomoléculas que compõem todos 
os organismos vivos, bem como o modo com que se ordenam para dar origem 
a estruturas mais complexas. Além disso, iremos aprender sobre as diversas 
funções realizadas pelas organelas celulares. 
 
Bons estudos! 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA 
A bioquímica se trata de uma ciência que usa os conhecimentos da química 
para compreender os organismos vivos, bem como as moléculas e os átomos que os 
formam. Como o próprio nome já diz, consiste em um elo entre a química e a biologia, 
abordando as estruturas e reações químicas que mantêm o processo de vida ou que 
dão origem a ele (VOET; VOET, 2013). 
Essa ciência ainda estuda o modo com que os processos complexos que 
acontecem nos organismos vivos ocorrem por meio de diversas biomoléculas, cada 
uma com suas peculiaridades. Quando separamos e examinamos essas moléculas 
individualmente, podemos perceber que elas obedecem a leis da física e da química 
que caracterizam o comportamento da matéria inanimada. 
A bioquímica evidencia como o grupamento de matérias inanimadas que 
formam o organismo vivo agem conjuntamente para conservar a vida através de leis 
químicas e físicas que comandam o universo inanimado. Resumidamente, essa 
ciência aborda sobre a química da vida. 
1.1 Separação de organelas celulares 
Para compreender como a célula opera, será fundamental estudarmos sobre 
sua composição. O conhecimento que temos hoje referente aos mecanismos 
celulares foi adquirido por meio do aperfeiçoamento e desenvolvimento de métodos 
de estudo e técnicas laboratoriais. No ramo da bioquímica, geralmente utilizamos o 
método da separação das organelas para examinar as organelas isoladamente. Esses 
métodos evoluíram ao ponto de possibilitar o fracionamento das macromoléculas e 
das diversas organelas sem afetar a função celular. 
Primeiramente, precisamos abrir a membrana plasmática para ter acesso e 
isolar as organelas, e conseguimos fazer isso de vários modos, sendo os principais 
através de vibrações de ultrassom, choque osmótico (realizado, comumente, com 
detergente ou sacarose), rompimento mecânico e até pelo uso de dois ou mais 
métodos. Eles poderão funcionar melhor conforme o tipo celular, o tecido e a organela 
desejada. 
A título de exemplo, a maioria das células animais ou vegetais podem ser 
 
 
homogeneizadas por processos mecânicos, enquanto a vibração ultrassônica 
consegue romper as células procariontes. Por sua vez, o choque osmótico consegue 
quebrar os eritrócitos e outras células sensíveis ao estresse osmótico. Vale ressaltar 
que todos os métodos citados fragmentam as membranas que se fecham mais uma 
vez originando pequenas vesículas, permitindo a liberação das organelas. 
Caso sejam bem realizados, esses métodos conservam as organelas, como as 
mitocôndrias, o núcleo, os peroxissomos, os lisossomos e o complexo de Golgi. O 
extrato produzido pelo processo irá conter um conjunto de organelas com cargas, 
tamanhos e densidades diferentes (NELSON; COX, 2014). 
Depois que conseguimos o extrato, precisaremos isolar as organelas. 
Normalmente usamos o método da centrifugação diferencial para separá-las, que 
consiste em sujeitar o extrato celular a uma força centrífuga cuja rotação seja forte o 
suficiente para formar depósitos das organelas no fundo do tubo, os dividindo 
conforme a densidade e o tamanho. 
Geralmente, as substâncias de um tamanho maior se movimentam mais rápido 
e são os primeiros a se depositarem no fundo, ou seja, centrifugações realizadas com 
pouca velocidade são capazes de gerar depósitos de organelas grandes, como os 
núcleos. Caso aumentem ligeiramente a velocidade, conseguimos sedimentar as 
mitocôndrias, enquanto as velocidades mais altas por uma grande duração 
conseguem criar depósitos de vesículas e, se deixarmos por mais tempo, de 
ribossomos. 
Sendo assim, conseguimos separar as organelas com esse tipo de 
centrifugação mudando a velocidade de rotação. O processo também pode gerar 
algumas frações impuras, que podem ser retiradas por meio de uma ressuspensão do 
sedimento usando um tampão e por repetição da centrifugação. 
Podemos também separar as organelas através de uma centrifugação com um 
gradiente de densidade, o mais usado é a sacarose. Esse processo consiste em 
colocar meticulosamente algumas camadas de soluções de sacarose dentro de um 
tubo, tais soluções precisam ter concentrações diferentes, deixando as mais densas 
no fundo do tubo. As densidades e o número de camadas podem variar dependendo 
do composto que desejamos separar (NELSON; COX, 2014). 
Com a solução dentro do tubo, colocamos o extrato celular sobre as camadas 
para, depois, centrifugar. Com isso, as organelas mais densas irão se movimentar 
Highlight
Highlight
 
 
para o fundo do tubo, parando nas camadas de sacarose que possuem a densidade 
mais próxima da sua. Desse modo, as organelas presentes no extrato irão se separar 
em várias camadas no tubo, podendo ser coletadas individualmente. 
Existem as ultracentrífugas, que conseguem atingir velocidades muito altas de 
centrifugação, gerando forças de, aproximadamente, 500.000 vezes a gravidade, o 
que possibilita também a separação de macromoléculas como ácidos nucleicos e 
proteínas. Os laboratórios costumam definir os coeficientes de sedimentação para 
ajudar a estabelecer a composição e o tamanho das macromoléculas originadas das 
células. 
O isolamento de organelas e outros componentes celulares auxiliou no estudo 
e entendimento das funções de cada um deles, bem como suas interações. Por meio 
da separação de cloroplastos e mitocôndrias, conseguimos definir suas funções 
relacionadas à geração de energia para as células, conseguindo estudá-las mesmo 
não estando intactas depois da separação. 
A título de exemplo, podemos citar as vesículas originadas de uma parte do 
retículo endoplasmático rugoso e liso, que foram separadas e examinadas como 
modelos funcionais de seus respectivos compartimentos (NELSON; COX, 2014). 
1.2 Organelas celulares 
Mesmo com as grandes variações e a imensa diversidade dos organismos 
vivos, eles ainda guardam certos aspectos em comum como, por exemplo, o fato de 
todos retirarem energia do meio ambiente, sendo capazes de a armazenar, 
transformar e usar para se manter vivos. A maioria dessas reações ocorrem nas 
células, uma unidade que todos esses organismos possuem em comum. 
Podemos considerar a célula como a menor unidade de um organismo, 
podendo ser não só uma unidade funcional independente (no caso dos seres 
unicelulares), como também subunidades presentes em organismos mais complexos, 
como os multicelulares, cumprindo sempre uma função específica. 
As células podem ser divididas em dois tipos principais, sendo eucariontes e 
procariontes, a primeira pode ser encontrada em animais ou plantas e a segunda em 
bactérias. Elas se diferem, principalmente, pela membrana nuclear, responsável por 
isolar o material genético nas células eucariontes, bem como uma membrana que 
Highlight
 
 
delimita as organelas. 
Mesmo com a grande diversidade entre os diferentes organismos, as células 
eucariontes ainda possuem elementos estruturais em comum, se encarregando por 
quatro processos básicos de manutenção da vida, sendo eles: 
 
⮚ Processamento de biomoléculas, como lipídios, carboidratos, ácidos nucleicos 
e proteínas; 
⮚ Transporte de componentesatravés da membrana; 
⮚ Síntese de energia; 
⮚ Excreção de componentes tóxicos e produtos metabólicos (ALBERTS, 2011). 
 
Tais funções são feitas pelas organelas presentes no interior da célula. Todas 
as células eucariontes possuem uma membrana plasmática para separar seus 
componentes do meio externo, sendo formadas por uma bicamada fosfolipídica, 
colesterol e proteínas. Uma das funções mais relevantes da membrana é a de 
intermediar o transporte de componente do meio extracelular para o intracelular. 
Podemos observar na membrana plasmática a presença de proteínas que 
funcionam como receptores de sinais, que reconhecem ligantes externos, podendo 
bloquear ou estimular determinados processos celulares. Dentro da membrana, temos 
o citoplasma, que consiste em um fluido que abriga as organelas celulares, e lá 
acontecem grande parte das reações bioquímicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagem 1 – Célula eucarionte 
 
Fonte: https://iplogger.com/2wUFH5 
 
No interior das células, existe um sistema dinâmico de membranas, que se 
encarregam pelo transporte e processamento de biomoléculas e compostos. Nesse 
sistema, temos o complexo de Golgi e o retículo endoplasmático rugoso, além da 
membrana nuclear e de pequenas vesículas, como os peroxissomos e os lisossomos. 
O retículo endoplasmático consiste em uma rede tridimensional, formada por 
vesículas e túbulos interconectados que possuem uma ligação com a membrana 
nuclear, podendo ser divididos em liso e rugoso. Referente ao retículo 
endoplasmático rugoso, seu nome se dá pelo aspecto rugoso proporcionado pelos 
ribossomos localizados em sua membrana. Por sua vez, os ribossomos se 
encarregam pela tradução do RNA mensageiro (RNAm), que sai do núcleo com dados 
genéticos para sintetizar proteínas. 
Na formação das proteínas, o retículo endoplasmático rugoso participa do 
processo com o auxílio dos ribossomos, participando especialmente da formação de 
proteínas que irão para o meio extracelular, estando presente na maioria das células 
secretoras. No entanto, certas porções das células possuem retículos sem 
ribossomos, que são conhecidos como retículo endoplasmático liso, que consiste 
em uma continuação física do rugoso, cuja função é processar os lipídeos, além de 
fazer parte de outros processos fundamentais, como o metabolismo de substâncias 
tóxicas. 
Já o complexo de Golgi se trata de um sistema de cavidades membranosas 
https://iplogger.com/2wUFH5
Highlight
Highlight
 
 
que faz parte da maioria das células eucariontes. Cumpre um papel importante na 
síntese e distribuição de proteínas, que vêm do retículo endoplasmático rugoso 
envoltas por membranas que aderem e entram pelo lado cis do complexo de Golgi. 
No interior da organela, sofrem alterações com a adição de carboidratos, sulfato ou 
partes lipídicas sendo, posteriormente, direcionadas para seus locais de atuação 
envoltas por vesículas vindas do lado trans. 
Por sua vez, os lisossomos consistem em vesículas esféricas constituídas por 
membranas, eles são exclusivos das células animais. Possuem um lúmen ácido 
formado por enzimas com a função de metabolizar polissacarídeos, lipídios, ácidos 
nucleicos e proteínas. Desse modo, podem ser considerados como as organelas que 
“reciclam” moléculas complexas presentes no meio intracelular. 
Tais substâncias entram no lisossomo e são quebradas, originando suas 
formas mais simples, como aminoácidos no caso das proteínas e dos 
monossacarídeos no caso dos polissacarídeos, sendo liberados para serem 
catalisados ou reaproveitados em outros componentes celulares. Os lisossomos 
preenchem uma boa porção das células de um adulto e sua função não se resume à 
metabolização, sendo que também armazena componentes e proporciona suporte 
físico para as células. 
O peroxissomo se trata de outra organela com a forma de vesícula envolta por 
uma membrana. Suas enzimas oxidativas se encarregam por processar os radicais 
livres e o peróxido de hidrogênio (H2O2), que são produtos da metabolização de 
gorduras e aminoácidos, podendo ser tóxicos para as células, uma vez que são 
moléculas instáveis que precisam roubar ou doar um elétron, podendo atingir alguma 
organela e alterando sua formação. 
Em relação ao núcleo, podemos considerá-lo como uma organela bem 
complexa se tratando de células eucarióticas. Ele se apresenta circundado por uma 
membrana nuclear de duas camadas, podendo se comunicar com o citoplasma 
através de poros nucleares. Dentro do núcleo temos o nucléolo, a região que abriga o 
material genético, formado por diversas cópias do DNA que codifica o RNAr (RNA 
ribossômico). Dentre as principais funções do núcleo, podemos ressaltar duas, que é 
a de coordenar o metabolismo celular e a de armazenar a informação genética do 
DNA. 
As mitocôndrias consistem em organelas presentes na maioria das células 
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eucariontes e, assim como o núcleo, é envolta por duas camadas de membrana, que 
se separam em interna e externa lisa, contendo também invaginações denominadas 
cristais. Existe uma matriz em seu interior, contendo intermediários químicos e 
enzimas relacionados com o metabolismo energético (ALBERTS, 2011). 
Uma das principais funções da mitocôndria é de facilitar a oxidação de 
nutrientes orgânicos, além de sintetizar o ATP (adenosina tri-fosfato), a molécula mais 
usada no carreamento de energia, além disso, ela é responsável pelo processo de 
respiração celular, que extrai energia da glicose que será usada em processos 
intracelulares. Uma peculiaridade das mitocôndrias é que elas armazenam seu próprio 
RNA, DNA e ribossomo, responsáveis por codificar proteínas estruturais da organela. 
Elas também conseguem se replicar e dar origem a novas mitocôndrias. 
Por fim, o citoesqueleto consiste em uma organela composta por uma rede 
complexa de proteínas e está diretamente relacionado com a organização do 
citoplasma e com a forma da célula. O citoesqueleto é formado por filamentos que 
podem ser divididos em três tipos, sendo eles os microtúbulos, filamentos de actina e 
filamentos intermediários, sendo que os dois primeiros também estão relacionados 
com a movimentação de todas as organelas presentes na célula (ALBERTS, 2011). 
1.3 Biomoléculas 
Os organismos vivos possuem várias estruturas em comum mesmo com suas 
particularidades. Como exemplo, podemos citar as moléculas orgânicas, que sempre 
possuem carbono em sua composição, um elemento químico que consegue se ligar 
com átomos de oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, estabelecendo ligações covalentes 
com até quatro outros carbonos para atingir sua estabilidade eletrônica. 
A estrutura das ligações covalentes do carbono pode ser ramificada, lineares 
ou cíclicas, podendo ou não ter a presença de outros grupamentos denominados 
grupos funcionais. Com isso, podemos considerar o carbono como o elemento 
principal de diversos compostos. As estruturas químicas contendo carbono em seu 
esqueleto químico são chamadas de compostos orgânicos, sendo parte de grande 
parte das biomoléculas que constituem os organismos vivos. 
Os compostos orgânicos são derivados das mesmas substâncias químicas 
simples e, consequentemente, podemos relacionar com facilidade todos os 
Highlight
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componentes de uma célula. 
As biomoléculas que constituem as células podem ser divididas em quatro 
grupos principais, os lipídios, os carboidratos, os ácidos nucléicos e as proteínas. 
Temos também outras substâncias que não se enquadram nas categorias citadas, 
porém, estes grupos ocupam a maior parte da massa celular total. 
 
1.3.1 Lipídios 
 
Consistem em compostos hidrofóbicos e moderadamente pequenos. Na 
maioria das vezes possui uma estrutura química simples, no entanto, cumprem 
diversos papéis extremamente complexos, estando envolvidos desde em partes 
fundamentais do metabolismo até na formação da estrutura celular.Ao contrário das demais classes, os lipídios não se relacionam por um grupo 
funcional em comum, eles são definidos pela sua boa solubilidade em compostos 
orgânicos e pelo seu aspecto hidrofóbico. Em questão de estrutura química, eles se 
derivam de ácidos graxos, substâncias caracterizadas pelo grupamento COOH 
(carboxila) e uma longa cadeia de hidrocarbonetos, isto é, formada por carbonos e 
hidrogênios. 
Existem também lipídios que não se originam de ácidos graxos que, mesmo 
não sendo energéticos, cumprem um papel importante no metabolismo. A título de 
exemplo, podemos citar os esteróides (colesterol, por exemplo) e os terpenos 
(vitaminas lipossolúveis, por exemplo). Em relação ao colesterol, ele faz parte da 
membrana plasmática e dá origem a glicocorticóides, hormônios sexuais, sais biliares 
e ácidos, mineralocorticóides e vitamina D (ALBERTS, 2011). 
 
1.3.2 Carboidratos 
 
Também chamados de polissacarídeos, consistem em cadeias longas de 
açúcares mais simples, isto é, monossacarídeos, cuja estrutura inclui a fórmula 
(CH2O)n, onde o n representa uma repetição dessa fórmula, que pode abranger entre 
3 e 7 moléculas. 
 Os carboidratos podem se apresentar por meio de uma cadeia carbônica 
cíclica ou aberta, podendo conter um grupamento aldeído, hidroxila ou cetona, que 
funcionam como agentes redutores. Podemos chamar a ligação covalente entre dois 
Highlight
 
 
monossacarídeos como ligação glicosídica, que origina compostos denominados 
dissacarídeos. Como exemplo, podemos citar a sacarose, que consiste em um 
dissacarídeo resultante da ligação entre frutose e glicose. 
A ligação entre 3 ou mais grupos de açúcares podem ser chamados de 
oligossacarídeos, que podem dar origem aos polissacarídeos, constituídos por 
centenas de monossacarídeos. Tanto os dissacarídeos quanto os monossacarídeos 
são substâncias cristalinas, doces e hidrofílicas, enquanto os polissacarídeos, por 
serem carboidratos complexos, são hidrofóbicos e perdem seu sabor doce. 
Dentre as funções dos carboidratos, podemos destacar a produção de energia 
por meio do ATP, uma vez que a quebra de suas ligações gera energia que catalisa 
as reações químicas e, por esse motivo, também servem como reserva de energia. 
Eles também possuem uma função estrutural, já que as células animais possuem 
glicocálix, constituídos por carboidratos envoltos por uma membrana plasmática que 
atribui aspectos particulares para a célula, possibilitando a agregação com o tecido e 
com células de função similar (ALBERTS, 2011). 
 
1.3.3 Ácidos nucleicos 
 
Consistem em substâncias orgânicas que possuem cadeias de nucleotídeos 
em sua composição, sendo que cada um possui um radical fosfato (PO43-), um 
monossacarídeo com cinco carbonos e uma base nitrogenada. Podemos classificar 
as bases nitrogenadas em purinas e pirimidinas. 
Em relação às pirimidinas, consistem em derivados dos monossacarídeos com 
cinco carbonos, apresentando um anel aromático, englobando compostos como 
timina, citocina e uracila. Já as purinas são formadas por dois anéis aromáticos ligados 
a um monossacarídeo de cinco carbonos, englobando a adenina e a guanina. O nome 
de cada nucleotídeo se deve às bases nitrogenadas que possuem. 
Aqueles que dão origem ao ácido nucleico são conectados com outros 
nucleotídeos através de ligações fosfodiéster entre as extremidades 5’ (cinco linha) e 
3’ (três linha) dos carbonos, ou seja, uma ligação uma hidroxila (OH) do grupo 3’ do 
monossacarídeo com um oxigênio do radical fosfato que, por sua vez, se liga com 
uma hidroxila da extremidade 5’ do carbono do outro monossacarídeo. 
O tipo de açúcar que constitui um ácido nucleico pode ser classificado em 
desoxirribose e ribose. Aqueles formados por ribose possuem bases de guanina, 
Highlight
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adenina, uracila e citocina, dando origem às moléculas de RNA (ribonucleic acid, ou 
“ácido ribonucleico”). Por sua vez, aqueles formados por desoxirribose possuem 
bases de guanina, adenina, timina e citocina, sendo a timina muito semelhante em 
estrutura química quando comparada com a uracila, dando origem às moléculas de 
DNA (deoxyribonucleic acid, ou “ácido desoxirribonucleico”). 
Geralmente, podemos encontrar o RNA nas células como uma cadeia simples 
de polinucleotídeos (fita simples), enquanto o DNA comumente se encontra com mais 
uma cadeia complementar, que é antiparalela com ligações de pontes de hidrogênio 
(fita dupla). 
Os nucleotídeos presentes tanto no RNA quanto no DNA se encarregam de 
codificar as informações genéticas da célula, sendo que a evolução e a 
hereditariedade se baseiam na formação de pares entre as bases nitrogenadas, onde 
a adenosina pareia com a uracila (RNA) ou timina (DNA) e a guanina pareia com a 
citocina (ALBERTS, 2011). 
 
1.3.4 Proteína 
 
O conteúdo das células é formado, majoritariamente, pela água e pelas 
proteínas. São diversas as funções que as proteínas cumprem nos seres vivos. Temos 
as proteínas de função estrutural como, por exemplo, a elastina e o colágeno presente, 
respectivamente, no sistema vascular e na pele, além da queratina, que pode ser 
encontrada na epiderme. 
Entre as funções dinâmicas, podemos ter aquelas que atuam como hormônios, 
enzimas, imunoglobulinas, fatores de coagulação, receptores e até aquelas que 
coordenam a contração muscular, a maquinaria genética e a respiração, só para citar 
alguns exemplos. 
Como já foi dito anteriormente, as proteínas são constituídas por aminoácidos, 
que dizem respeito a compostos orgânicos com um carbono alfa ligado a um 
grupamento COOH (carboxila), NH2 (amino) e uma cadeia lateral mutável. Temos 20 
aminoácidos que se diferem por meio de sua cadeia lateral. Uma proteína é formada 
por longas cadeias de aminoácidos ligados, contendo estruturas espaciais únicas para 
cada proteína em particular. Podemos chamar a ligação entre os aminoácidos de 
ligações peptídicas, onde um grupamento amino se liga ao grupamento carboxila 
(ALBERTS, 2011). 
Highlight
Highlight
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da Célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2014. 
VOET, D; VOET, J. G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	1 INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA
	1.1 Separação de organelas celulares
	1.2 Organelas celulares
	1.3 Biomoléculas
	1.3.1 Lipídios
	1.3.2 Carboidratos
	1.3.3 Ácidos nucleicos
	1.3.4 Proteína
	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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