Relatório das práticas de bioquímica - extração de acidos nucleicos e Enzimas

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU 
CURSO DE GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA QUIMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIOS DE AULAS PRÁTICAS DA DISCIPLINA DE 
BIOQUÍMICA APLICADA A INDÚSTRIA 
 
Danilo Morais Brito 
Hélio José Da Silva 
Maria Izabel Medeiros Salvador de Alcântara 
Mariana Costa Couto 
Rafaela Maria Oliveira Santoro 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECIFE 
2016 
 
 
Danilo Morais Brito, Hélio José Da Silva, Maria Izabel Medeiros Salvador De 
Alcântara, Mariana Costa Couto, Rafaela Maria Oliveira Santoro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIOS DE AULAS PRÁTICAS DA DISCIPLINA DE 
BIOQUÍMICA APLICADA A INDÚSTRIA 
 
 
 
Relatório referente à graduação de Engenharia Química, 
como requisito parcial para obtenção da primeira nota da 
disciplina de Bioquímica aplicada a indústria, ministrada 
pela professora Maria Clara, como pré-requisito para a 
nota da 1º avaliação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECIFE 
2016
 
SUMÁRIO 
 
1. AULA PRÁTICA DE EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS ............................................... 3 
1.1 Introdução .............................................................................................................................. 3 
1.2 Metodologia ........................................................................................................................... 5 
1.2.1 Materiais e Reagentes ................................................................................................. 5 
1.2.2 Procedimento Experimental ........................................................................................ 5 
1.3 Resultados ............................................................................................................................. 5 
1.4 Conclusão .............................................................................................................................. 6 
1.5 Referências Bibliográficas ................................................................................................... 7 
2. AULA PRÁTICA DE ENZIMAS .................................................................................................. 8 
2.1. Introdução .............................................................................................................................. 8 
2.2. Metodologia ........................................................................................................................... 9 
2.2.1. Materiais e Reagentes ................................................................................................. 9 
2.2.2. Procedimento experimental ........................................................................................ 9 
2.3. Resultados ............................................................................................................................. 9 
2.4. Conclusão ............................................................................................................................ 13 
2.5. Referências Bibliográficas ................................................................................................. 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1. AULA PRÁTICA DE EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLÉICOS 
 
1.1 Introdução 
 
Em 1953 os biólogos e biofísicos James Watson e Francis Crick descobriram a estrutura 
do DNA, o qual cada molécula tinha uma dupla hélice formada por duas cadeias ou fitas 
compostas de vários nucleotídeos, entretanto, na década de 1940, Erwin Chargaff e seus 
colaboradores descobriram que as quatro bases nucleotídicas do DNA diferem de suas 
formas e de acordo com cada espécie, concluindo que: são modificadas as composições 
das bases do DNA entre as espécies; os DNAs das mesmas espécies com tecidos 
diferentes isolados possuem a mesma composição de bases; as bases do DNA não se 
modificam com o passar do tempo; para todos os DNAs celulares, a quantidade de resíduos 
de adenosina (A) é igual ao de timina (T), e a quantidade de resíduos da guanosina (G) é 
igual ao de citidina (C), ou seja, A+G = T+C (LEHNINGER, 2002). 
“Os ácidos nucleicos são necessários para o armazenamento e a expressão da 
informação genética. Existem dois tipos distintos de ácidos nucleicos: o ácido 
desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA)” (CHAMPE, 2006, p. 393). Ambos 
trabalham em conjunto para garantir o funcionamento correto das células, sendo os 
filamentos de RNA formados através de uma sequência de nucleotídeos de DNA da 
célula.Os três componentes característicos dos nucleotídeos são base nitrogenada, um 
açúcar pentose e um grupo de fosfato.As principais bases purínicas e pirimidínicas dos 
ácidos nucleicos são Adenina (A), Citosina(C), Guanina(G),Timina (T) e Uracila (U), sendo 
esta última pertencente ao RNA na troca com a Timina (T) (LEHNINGER, 2002). 
As moléculas de DNA contêm duas grandes fitas de nucleotídeos pareadas, cujas bases 
são unidas através de pontes de hidrogênio: duas entre A e T, e três entre G e C. “Essas 
pontes de hidrogênio juntamente com as interações hidrofóbicas entre as bases empilhadas, 
estabilizam a estrutura da dupla hélice” (CHAMPE, 2006, p. 395). Quando estas pontes são 
quebradas, há a separação das duas fitas de DNA na dupla hélice (CHAMPE, 2006). 
 “As moléculas de DNA são as maiores macromoléculas nas células e são 
usualmente empacotadas em estruturas chamadas cromossomos. Um único cromossomo 
pode carregar milhares de genes. Juntos, todos os genes e DNA intergênicos (DNA entre os 
genes) da célula formam o genoma celular” (LEHNINGER, 2002, p. 713).Alguns genomas 
mais complexos exigem maiores níveis de organização cromossômica, refletindo em 
determinados aspectos estruturais, como as sequências de DNA e seus elementos 
estruturais internos. Pode-se dizer, ainda, que os genomas referem-se ao conjunto básico 
4 
 
dos cromossomos de cada espécie, e que essas variações naturais ou induzidas podem ser 
chamadas de poliploidia(NEVES, L.A.S, 2013) 
Poliploides podem surgir pela duplicação de células somáticas e pela fusão de 
gametas citologicamente não reduzidos, sendo essa última à forma mais comum na 
natureza (DE WETT, 1971), mais especificamente, em algas e em plantas perenes, que se 
multiplicam assexuadamente, nas plantas de altitudes, e dependendo das quantidades 
cromossômicas contidas em cada espécie podem ser chamadas de diploides (2x), triploides 
(3x), tetraploides (4x), e assim sucessivamente. Essas diferenças nos cromossomos 
conseguem ser identificadas na extração referente a cada substância, como por exemplo, o 
morango e a cebola (NEVES, L.A.S, 2013). 
Para se extrair o DNA desses dois produtos e identificar seu tipo de célula ou 
cromossomo, é preciso preparar uma solução tamponante para se manter o pH da solução 
com um valor predeterminado e relativamente constante. 
Quando se altera um dos fatores que influencia um equilíbrio, este sempre se 
desloca no sentido de anular ou, pelo menos, atenuar o efeito da alteração provocada. E 
ainda, ao serem introduzidos íons H+, estes são retirados pelos íons A- para formar o ácido 
HÁ, com isso o pH do meio praticamente não é alterado (BOSQUILHA, 1999). E segundo 
Lehninger (2002), quando os ácidos ou bases fracos são dissolvidos na água, eles 
produzem H+ por ionização; bases consomem H+ para ser protonadas. As pontes de 
hidrogênio entre as moléculas de água tornam a hidratação dos prótons dissociados 
virtualmente instantânea. 
Por possuir carga negativa, o DNA se neutraliza com a adição do sal (NaCl) na 
solução, sendo os íons Na+ responsáveis pela carga do DNA e os íons negativos Cl- pela 
carga das histonas, fazendo com que as moléculas se enovelem e, posteriormente, haja 
precipitação do DNA. Com a adição do detergente há a ruptura das membranas biológicaspor serem oriundos dos lipídeos, tornando-se solúveis para extrair as demais proteínas que 
possuam essa propriedade. E a importância do álcool na solução dar-se-á devido à 
insolubilidade do DNA no álcool, ou seja, por não se dissolver na presença dessa função 
orgânica, consegue-se identificar a separação da mistura aquosa dos restos celulares, uma 
vez que o mesmo se precipita na superfície da solução, formando-se grumos junto a outras 
moléculas. 
 
 
 
 
 
5 
 
1.2 Metodologia 
 
1.2.1 Materiais e Reagentes 
 
Os materiais utilizados foram bastão de vidro, funil, proveta graduada de 100 mL, béquer de 
250 mL, ralador ou picador, peneira, faca, almofariz e pistilo; 
Os reagentes e soluções utilizados foram cloreto de sódio (NaCl), detergente, álcool etílico 
gelado (aproximadamente 10º C), água destilada, gelo, cebola e morango. 
 
1.2.2 Procedimento Experimental 
 
1. Ralar a cebola; 
2. Coloque em um béquer o detergente, a água e o cloreto de sódio, mexendo a mistura 
até que os seus elementos se dissolvam completamente; 
3. Adicione a esta solução a cebola ralada; 
4. Coloque o béquer no banho-maria a 60º por 15 minutos, mexendo de vez em quando; 
5. Findado esse tempo aplicar um choque término na solução colocando o béquer no 
gelo por 5 minutos; 
6. Misturar a cebola com a solução por 45 segundos e colocar no gelo por 15 minutos; 
7. Filtrar a mistura em uma peneira sem deixar passar a espuma e recolhendo o filtrado 
em um béquer limpo; 
8. Adicione ao filtrado álcool etílico gelado, deixando-o escorrer pela parede do béquer; 
9. Verifique a formação de duas fases e o surgimento de fios viscosos de DNA; 
10. Mergulhe o bastão de vidro e, com movimento circular em um único sentido, entre as 
duas fases e enrole os filamentos obtidos; 
11. Registrar o ocorrido. 
 
1.3 Resultados 
 
Foram separados 12 (doze) morangos para serem macerados no almofariz com pistilo e 
2 (duas) cebolas pequenas para serem raladas no ralador. Após o procedimento realizado, 
ficaram reservados. Em seguida, foram adicionados 120 mL de água destilada em dois 
béqueres de 250 mL, e adicionou-se 10 g de cloreto de sódio (NaCl) em cada um. Com o 
bastão de vidro, foi feita a mistura gradativamente até que o sal (NaCl) estivesse totalmente 
diluído na água e a solução uniforme. Em seguida, mediu-se em uma proveta graduada de 
100 mL uma quantidade de 120 mL de detergente para serem adicionados nas duas 
6 
 
soluções. Chama-se esta etapa de solução de extração ou solução tampão, que serve para 
resistir às variações no pH oriundas da adição ou diluição de ácidos ou bases. 
Um tampão é uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e 
seu ácido conjugado, que resiste a variações no pH (SKOOG, 2004). Ainda segundo Harris 
(1999), uma solução tamponada resiste a mudanças de pH quando ácidos ou bases são 
adicionados ou quando uma diluição ocorre. 
Após a preparação da solução tampão e colocados os 120 mL em cada béquer, foi 
adicionado no primeiro béquer o morango macerado e no segundo a cebola ralada, 
conforme descrito anteriormente. Após isso, os dois béqueres foram colocados em banho 
maria a uma temperatura de 60ºC durante o tempo de 15 minutos, mexendo as soluções a 
cada 5 minutos. Terminado esse tempo, foi colocado no banho de gelo por mais 5 minutos, 
sem mexer. Logo após, mexeu as soluções com o bastão de vidro por 45 segundos e 
colocou-as novamente no banho de gelo, por mais um período de 15 minutos. 
Concluída esta etapa, as soluções foram peneiradas, separadamente, e reservou-se 
uma quantidade de 100 mL de cada uma em 2 (dois) béqueres limpos. Após essa fase, foi 
incluído cuidadosamente, pela parede do béquer, o álcool etílico gelado. 
Quanto à mistura com morango, observou-se com maior nitidez a separação do DNA do 
composto e sua pectina (grumos aglutinados), devido às altas concentrações de NA+ 
contidas na solução, assim como,a precipitação da fita de DNA, devido à sua insolubilidade 
no álcool. Essa reação ocorreu porque o morango tem uma maior concentração de DNA nos 
seus cromossomos, por ser uma célula decaplóide. 
Quanto à cebola, observou-se a separação do DNA na divisão entre a solução e o álcool 
(devido à sua insolubilidade), formando filamentos esbranquiçados e aglomerados no topo 
do béquer. Os grumos ficaram diferentes do morango porque a cebola tem uma menor 
concentração de DNA em seus cromossomos, por ser uma célula haplodiplonte (alterna sua 
vida entre a fase haploide e diploide). 
 
1.4 Conclusão 
 
De acordo com os resultamos obtidos, verificou-se que é possível identificar os filamentos 
do DNA das substâncias através da mistura de uma solução tampão com o álcool etílico. 
Como o DNA é menos denso que a água e insolúvel no álcool, há uma precipitação na 
mistura dispersando-as na solução. Foi identificado filamentos de DNA tanto no morango 
quanto na cebola, no entanto, a diferença identificada na extração de cada uma referiu-se a 
quantidade de células cromossômicas existente em cada espécie. 
 
7 
 
1.5 Referências Bibliográficas 
 
BOSQUILHA, GLÁUCIA ELAINE. Minimanual Compacto de Química: Teoria e Prática.1ª 
Edição. Rideel Editora, 1999. Pág. 454-470. 
CHAMPE, P. C. HARVEY, R.A. FERRIER, D.R. Bioquímica Ilustrada. Trad. C. Dalmaz. 3ª 
Ed. ArtmedEditora, 2006. p. 395 
DE WETT, J.M.J. Polyploidy and evolution. Taxon, v.20, n.1, 1971, p.29-35 
HARRIS, D.C. Quantitativechemicalana-lysis. 5ª ed. Nova Iorque: W.H. Freeman, 1999. p. 
222-233. 
LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L. e COX, M.M. Princípios de bioquímica. 3ª ed. Trad. 
A.A. Simões e W.R.N. Lodi. Ed. São Paulo: 2002. p. 71-72; 256. 
NEVES, L.A.S.; Genética dos poliploides. Universidade Federal de Santa Maria – Centro 
de ciências naturais e exatas – Rio Grande do Sul: 2013. 
SKOOG, D.A.; WEST, D.M. e HOLLER,F.J. Fundamentals of analytical chemistry. 7ª ed. 
Fort Worth: Saunders College, 1996. p. 236. 
. 
 
8 
 
2. AULA PRÁTICA DE ENZIMAS 
 
2.1. Introdução 
 
A qualidade de um alimento esta ligada diretamente ao seu tempo de deterioração, 
que por sua vez consiste em uma série de fenômenos fundamentais ligados as suas 
composições (FENNEMA, 2000). 
No Brasil, a produção das frutas visa atender o consumidor in natura e aquelas que 
não se apresentam dentro dos padrões são destinadas à alimentação animal ou 
simplesmente descartadas. As maçãs consideradas desclassificadas para uso de mesa são 
atualmente consideradas como frutas industriais, pois, com o aumento de produção, 
algumas unidades industriais e passaram a processá-las agregando valor econômico, uma 
vez que na composição do custo industrial 25% estão relacionados à matéria-prima (SILVA, 
2004, 107f). 
As enzimas são proteínas com função especifica, elas aceleram consideravelmente a 
velocidade das reações químicas em sistemas biológicos quando comparadas com reações 
correspondentes não catalisadas. São também biocatalizadores de natureza proteica que 
desenvolvem um papel fundamental em processos metabólicos (MOTTA, 2006). 
A atividade de uma enzima pode ser determinada com base na velocidade de 
conversão de um reagente adequado (substrato) e está estritamente vinculada aos agentes 
desnaturantes, pelo fato de sua função catalítica depender da conformação na qual a 
enzima se apresenta (RIEGEL, 2003) 
Dentre as enzimas destaca-se a catalase e a peroxidase, que são enzimas de grande 
interesse na área de alimentos. Elas ocorrem em plantas, animais e microrganismos, e nos 
animais e vegetais acredita-se que a função delas seja proteger os tecidos contra os efeitos 
tóxicos da água oxigenada formada durante o metabolismo celular (NEVES [2], 2013). 
A diferença entre elas está no mecanismo de ação, enquanto a catalase reduz 
diretamente a água oxigenada a água e gás oxigênio, a peroxidase o fazacelerando a 
reação da água oxigenada com um substrato. (REMIÃO, 2003). 
As reações enzimáticas são muito importantes, pois possuem relação direta com 
diversas reações vitais de organismos vivos. Sabe-se que essas reações tanto podem ser 
benéficas quanto prejudiciais. Como bom exemplo da ação enzimática destaca-se o aroma 
da cebola, o processo digestório que sem ação enzimática duraria um tempo maior; porém 
tem-se como exemplos ruins o escurecimento de certos vegetais que os deixam com menos 
nutrientes (VOET, 2006). 
 
9 
 
2.2. Metodologia 
 
2.2.1. Materiais e Reagentes 
 
As vidrarias utilizadas foram: faca, ralador, peneira, 5 Becker de 250 mL, 6 tubos de 
ensaio; 
Os reagentes e soluções utilizados foram: Água destilada, Reagente de biureto, 
Peróxido de Hidrogênio (água oxigenada) -���� (��) e Guaiacol	
����. 
 
2.2.2. Procedimento experimental 
 
1. Preparo do extrato enzimático 
Lave e descasque uma maçã de tamanho médio; triture no ralador; filtre, através de uma 
peneira, e armazene o filtrado enzimático em um Becker. 
2. Caracterização das enzimas 
Em um tubo de ensaio adicione 5 gotas do filtrado (solução enzimática) e em seguida 2 
mL de água destilada. Em um segundo tubo de ensaio adicione 2 mL de água destilada. 
Agite e adicione 2 mL do reagente de biureto em cada um dos tubos; 
3. Teste da atividade das enzimas 
a) Teste para catalase 
Em um tubo de ensaio adicione 5 gotas de água oxigenada 10V; noutro tubo adicione 
5mL do filtrado enzimático mais 5 gotas de água oxigenada; tampando a boca dos tubos, 
misture os conteúdos por inversão, sem agitar; deixe em repouso por alguns minutos; 
observando o resultado. 
b) Teste para peroxidase 
Numere dois tubos de ensaio e transfira 2 mL do filtrado de maçã mais 2 mL de água 
destilada para cada um deles; aos dois tubos de ensaio, adicione 1 mL da solução de 
guaiacol 0,5%; coloque, apenas no tubo 1, 5 gotas de água oxigenada 10V; agite; observe 
as alterações ocorridas durante um período de aproximadamente 3 minutos; 
 
2.3. Resultados 
Na primeira solução de filtrado enzimático com água e solução de biureto, houve uma 
mudança na coloração podendo ser vista através da figura 1. 
O reativo de Biureto é baseado na reação de sulfato de cobre em meio alcalino e 
devido a sua alta sensibilidade é utilizado para verificar a presença de proteínas, sua 
coloração azul é justificada pela presença do cátion 	��
. 
10 
 
Diluído em água apresentou uma coloração azul clara, devido à interação peptídica 
feita do cátion 	��
 com a água, estas ligações são muito parecidas com as ligações 
peptídas estabelecidas entre os aminoácidos durante a formação dos peptídeos e 
posteriormente as proteínas (NEVES [1], 2013), como pode ser visto na Figura 2. Porem na 
presença do filtrado enzimático o mesmo apresentou coloração verde, caracterizando a 
presença de enzimas na reação e ligações peptídicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na segunda solução de água oxigenada e filtrado enzimático houve um escurecimento 
maior e mais rápido, seguido de formação de bolhas na reação podendo ser vista na figura 3 
e na Figura 4 a comparação com o filtrado enzimático da maçã; 
 
Figura 1 – Solução de 
Filtrado enzimático e Biureto 
(cor verde) e de Biureto com 
água (cor azul). 
Figura 2 – Interação 
peptídica entre o cátion 
de 	��
 e Água. 
11 
 
 
 
 
 
 
Isso ocorre devido à enzima catalase (Figura 5), que funciona como um catalisador 
natural, onde diminui a energia de ativação, fazendo assim com que ela se processe de 
forma mais rápida (FOGAÇA, 2016). Degradando Peróxido de hidrogênio em �� e ���. 
 
 
Figura 5 – Enzima catalase. 
 
Na terceira solução, para caracterização da peroxidase, a solução de filtrado 
enzimático, água destilada, guaiacol e peróxido de hidrogênio apresentou escurecimento 
maior em relação à solução de filtrado enzimático, água destilada e guaiacol, podendo ser 
percebida através da comparação de coloração na Figura 6; 
Figura 3 – Solução de 
filtrado enzimático e 
peróxido de hidrogênio. 
Figura 4 – Comparação do filtrado 
enzimático da maça, com a solução de 
filtrado enzimático e peróxido de hidrogênio. 
12 
 
 
. 
 
 
 
A peroxidase difere da catalase, pois precisa de um substrato específico para acelerar 
a reação de peróxido de hidrogênio, que forma um composto marrom escuro (NEVES [2], 
2013), descrito na figura 7: 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Comparação de soluções: seta vermelha: 
Solução de Filtrado enzimático, água, guaiacol e peróxido 
de hidrogênio. Seta reta: Solução de Filtrado enzimático, 
água destilada e guaiacol. 
Figura 7 – Esquema da reação do guaiacol e peróxido de hidrogênio, junto à 
enzima peroxidase. 
13 
 
2.4. Conclusão 
 
Observando à extração e caracterização das enzimas catalase e peroxidase ficou 
evidente que, elas são grandes catalisadores biológicos, ou seja, possuem a capacidade 
de aumentar a velocidade de uma reação, pois necessitam de menos energia que a 
reação não catalisada, assim como existem reagentes enzimáticos que desaceleram a 
atividade enzimática. Isso mostra que cada reação química depende do meio em que 
estar atuando para desenvolver ou não sua atividade. 
Portanto, é preciso observar os fatores que interferem na ação enzimática. Na prática 
usou-se um inibidor enzimático (biureto) que provocou uma desaceleração na ação da 
enzima e demonstrou as ligações peptídicas na mesma, e o guaiacol que auxiliou a 
peroxidase na decomposição da água. 
 
2.5. Referências Bibliográficas 
 
FENNEMA, O.R. Química de lós Alimentos. 2ed. Zaragoza: Acribia S.A , 2000. 
FOGAÇA, J.R.V. Porque a água oxigenada faz espuma quando colocada em 
machucados. Disponível em: <http://http://alunosonline.uol.com.br/quimica/por-que-agua-
oxigenada-faz-espuma-quando-colocada-machucado.html> Acesso em: 10 de abril de 2016. 
MOTTA, V.T. Bioquímica Básica. 2 edição. Ed. Medook. 2011. p. 68 -101. 
NEVES, VALDIR A. [1] web of Science – extração e caracterização de enzimas. 
Disponível em: 
<http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_proteinas/reacoes_coradasdois3.ht
m>. Acesso em 10 de abril de 2016. 
NEVES, VALDIR A. [2] web of Science – extração e caracterização de enzimas. 
Disponível em: 
<http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_proteinas/enzimas.htm> 
Acesso em 10 de abril de 2016. 
REMIÃO, J.O.R.; SIQUEIRA, A.J.S.; AZEVEDO, A.M.P. Bioquímica: guia de aulas 
práticas. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2003. p. 214. 
RIEGEL, R. E. Bioquímica. 3. ed.São Leopoldo: Edunisinos, 2003. 
SILVA, N. C. C. Avaliação do processo de desalcolização de bebida obtida por 
fermentação controlada de suco de maçã. 2004, 107f. Tese (Doutorado em Processos 
Biotecnológicos Agroindustriais) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba. 
VOET, D; VOET, J. G. Bioquímica. 3ª Ed. Artmed: Porto Alegre, 2006.