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BIOMOLÉCULAS
ORIGEM	
  DA	
  VIDA	
  E	
  DIVERSIDADE	
  DOS	
  SERES	
  VIVOS
O	
  que	
  diferencia	
  um	
  organismo
vivo	
  de	
  um	
  não-­‐vivo	
  ?
 Alto	
  grau	
  de	
  complexidade	
  química	
  e	
  de	
  organização	
  microscópica.
 Capacidade	
  para	
  extrair,	
  transformar	
  e	
  uIlizar	
  a	
  energia	
  do	
  ambiente.
 Capacidade	
  para	
  senIr	
  e	
  responder	
  às	
  mudanças	
  ambientais.
 Capacidade	
  de	
  auto-­‐replicação	
  e	
  auto-­‐organização.
 Funções	
  definidas	
  para	
  cada	
  um	
  dos	
  seus	
  componentes	
  e	
  a	
  capacidade	
  de
regular	
  a	
  interação	
  entre	
  eles.
Do	
  que	
  são	
  consItuídos	
  os	
  organismos	
  vivos	
  ?
Os	
  organismos	
  vivos	
  podem	
  ser:
Unicelulares Pluricelulares
E	
  o	
  que	
  há	
  dentro	
  das	
  células	
  para	
  que	
  o	
  organismo	
  vivo	
  execute	
  todas
as	
  funções	
  anteriormente	
  citadas	
  ?
MOLÉCULAS
mioglobina
Biomoléculas
Inorgânicas • Água
• Gases
• Sais minerais
Moléculas
• Ácidos nucleicos
• Carboidratos ou açúcares
• Lípidios
• ProteínasOrgânicas
• Vitaminas
macromoléculas
Átomos majoritários: Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N)
Composição	
  Celular
The cell, 4ª ed., Alberts
No	
  metabolismo	
  celular	
  as	
  macromoléculas	
  podem	
  ser	
  converIdas
para	
  a	
  uIlização	
  como	
  fonte	
  energéIca	
  ou	
  armazenadas	
  ou
excretadas.
Bioquímica Básica, 3ª ed., Marzzoco 
ESTRUTURA	
  E	
  FUNÇÃO	
  DAS
MACROMOLÉCULAS
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Ácidos	
  nucléicos
São polímeros construídos por
ligações covalentes de
moléculas menores chamadas
de monômeros.
As propriedades especiais de ligação covalente do carbono permitem a
formação de uma grande variedade de moléculas.
POLÍMERO MONÔMERO
Proteínas Aminoácido
Ácidos	
  nucleicos Nucleo\deo
Carboidratos Monosacarídeo
MACROMOLÉCULAS
CARBOIDRATOS	
  OU	
  AÇÚCARES
 Para	
  muitos	
  carboidratos,	
  a	
  fórmula	
  geral	
  é:	
  [C(H2O)]n,	
  daí	
  o	
  nome
"carboidrato",	
  ou	
  "hidratos	
  de	
  carbono".
 Contém	
  apenas	
  3	
  elementos	
  na	
  sua	
  fórmula:	
  C,	
  H,	
  O.
 Contém	
  grupos	
  químicos	
  funcionais	
  -­‐	
  aldeído	
  ou	
  cetona.
 Biomoléculas	
  orgânicas	
  mais	
  abundantes	
  na	
  natureza.
 Os	
  animais	
  não	
  são	
  capazes	
  de	
  sinteIzar	
  carboidratos,	
  sendo	
  necessária
sua	
  obtenção	
  através	
  da	
  alimentação.
 A	
  glicose	
  é	
  a	
  principal	
  forma	
  pela	
  qual	
  o	
  carboidrato	
  absorvido	
  no
intesIno	
  é	
  captado	
  pelas	
  células	
  e	
  é	
  o	
  principal	
  “combus\vel”	
  do	
  corpo.
Monossacarídeos	
  (simples)
 Açúcar	
  simples	
  formado	
  de	
  uma	
  molécula.
 Possuem	
  pelo	
  menos	
  3	
  átomos	
  de	
  carbono.
 Trioses,	
  tetroses,	
  pentoses,	
  hexoses,	
  heptoses...
 Hexoses	
  são	
  os	
  mais	
  abundantes.
 2	
  pentoses	
  merecem	
  destaque:	
  ribose	
  e	
  desoxirribose
 Formados	
  a	
  parIr	
  da	
  ligação	
  de	
  2	
  monossacarídeos,	
  através	
  das
ligações	
  glicosídicas.
 Fórmula	
  geral	
  C12H22O11.
 Exemplos:	
  Maltose,	
  Sacarose	
  e	
  Lactose	
  .
Dissacarídeos
 Formadas	
  por	
  três	
  ou	
  mais	
  moléculas	
  de	
  açúcares.
 Funções	
  biológicas	
  principais:
 Armazenamento	
  de	
  energia:	
  glicogênio	
  e	
  amido.
 Elemento	
  estrutural:	
  quiIna	
  e	
  celulose.
 Os	
  mais	
  abundantes:	
  amido	
  e	
  celulose.
Polissacarídeos
Outras	
  funções	
  de	
  carboidratos
Sinalização	
  celular,	
  presentes	
  em	
  proteínas	
  de	
  membranas	
  :
CaracterísFcas	
  e	
  Funções:
 Macromoléculas	
  mais	
  abundantes	
  nas	
  células.
 ConsItuídas	
  por	
  aminoácidos	
  (monômeros).
 Com	
  diferentes	
  números	
  de	
  aminoácidos	
  e	
  funções	
  biológicas:
enzimas,	
  hormônios,	
  anIcorpos,	
  transportadores,	
  fatores	
  de
transrição,	
  fibras	
  musculares,	
  etc.
PROTEÍNAS
Monômero
Aminoácidos
Fórmula de estrutura
Existem	
  20	
  aminoácidos
diferentes	
  que	
  originam
diferentes	
  proteínas.
Todos	
  contém	
  um	
  grupo
amina	
  (NH3)	
  e	
  um	
  grupo
ácido	
  carboxílico	
  (COOH)
ligados	
  ao	
  Cα.
α
amina
ácido
carboxílico
Define	
  propriedades	
  como	
  a	
  polaridade
e	
  o	
  grau	
  de	
  ionização
Estrutura	
  dos	
  Aminoácidos
Proteínas	
  são	
  consItuídas	
  por	
  L	
  aminoácidos
 Esteroisômeros	
  especulares	
  dos	
  aminoácidos	
  são	
  chamados	
  de	
  enanIômeros.
 EnanIômeros	
  podem	
  ser	
  D	
  ou	
  L,	
  sendo	
  essa	
  classificação	
  referente	
  à
semelhança	
  com	
  a	
  estrutura	
  do	
  D-­‐gliceraldeído	
  e	
  do	
  L-­‐gliceraldeído.
 Somente	
  os	
  L-­‐aminoácidos	
  são	
  consItuintes	
  das	
  proteínas.
Funções	
  dos	
  Aminoácidos
Peptídica
Ligação	
  entre	
  o	
  grupo	
  amina	
  (R-­‐NH2)	
  	
  de	
  um	
  aminoácido	
  e	
  o	
  grupo
carboxila	
  (R-­‐COOH)	
  	
  de	
  outro	
  aminoácido,	
  com	
  formação	
  de	
  uma
molécula	
  de	
  água.
Tipo	
  de	
  Ligação	
  entre	
  os	
  Aminoácidos
Estrutura	
  das	
  Proteínas
 Cerca	
  de	
  4000	
  estruturas.
 Homólogos:	
  proteínas	
  com	
  funções	
  similares	
  geralmente	
  apresentam
estruturas	
  similares.
Níveis	
  de	
  organização	
  das	
  proteínas:
	
  Estrutura	
  Primária
	
  Estrutura	
  Secundária
	
  Estrutura	
  Terciária
	
  Estrutura	
  Quaternária
Estrutura	
  Primária
Sequência de aminoácidos
Estrutura	
  Secundária
Constituição dos
domínios estruturais α-
hélice ou folhas β
Estrutura	
  Terciária
Estrutura	
  Quaternária
Enovelamento	
  das	
  subunidades	
  da	
  proteína
Proteína	
  integralmente	
  enovelada	
  com
todas	
  as	
  subunidades
ALGUMAS	
  FUNÇÕES
Transporte	
  de	
  gases:	
  hemoglobina
Sinalização	
  molecular,	
  apresentação	
  de	
  anUgenos:	
  MHC	
  I	
  e	
  II
Sistema	
  imune:	
  anFcorpos
The	
  cell,	
  4ª.	
  Ed.,	
  Alberts
Contração	
  muscular
Filamento grosso : miosina
Filamento fino: actina,
Troponina, tropomiosina
Bioquímica Básica, 3ª. Ed., Marzzoco 
Hormônios
Color Atlas of Biochemistry, 2005
Proteínas	
  Conjugadas
Algumas	
  proteínas
apresentam	
  a	
  cadeia	
  de
aminoácidos	
  ligada	
  a	
  um
grupo	
  prostéIco
Glicoproteínas:	
  mucina	
  (saliva)
e	
  imunoglobulina
Fosfoproteínas:	
  vitelina	
  (gema
do	
  ovo)	
  e	
  caseína	
  (leite)
Lipoproteínas:	
  HDL,	
  LDL,
IDL,	
  VLDL,	
  Quilomicrons
Transporte	
  de	
  lípidos
através	
  do	
  plasma
Funções das
Proteínas
Enzimática
Ex: lipases
Nutricional
Hormonal Transporte
Armazenamento
Sistemas contrácteis
Estrutural
Imunidade
Ex: ferritina
Ex: hemoglobinaEx: insulina
Ex: colagénio
Ex: imunoglobolina
Ex: caseína
Ex: troponina
• São um conjunto de substâncias químicas que, ao contrário das outras
classes de compostos orgânicos, não são caracterizadas por algum
grupo funcional comum, e sim pela sua alta solubilidade em solventes
orgânicos como o éter, o clorofórmio e o benzeno, e baixasolubilidade
em água.
• Estão distribuídos em todos os tecidos, principalmente nas membranas
celulares e nas células do tecido adiposo.
LIPÍDIOS
CaracterísIcas	
  químicas	
  e	
  AIvidades	
  biológicas
• Reserva energética
• Função estrutural
• Função protetora
• Função vitamínica
• Função hormonal
• Ácidos Graxos
• Triacilgliceróis
• Fosfolipídios
• Ceras
• Esteróis
Estrutura de alguns lipídios
Constituintes de membranas
Reserva energética
ÁCIDOS	
  GRAXOS
 Ácidos	
  orgânicos	
  de	
  cadeia	
  linear.
 Possuem	
  uma	
  cadeia	
  longa	
  de	
  hidrocarbonetos	
  (14	
  a	
  22	
  carbonos).
 Possuem	
  um	
  grupamento	
  carboxila	
  em	
  uma	
  das	
  extremidades.
 Podem	
  ser	
  saturados	
  ou	
  insaturados.
 Em	
  geral,	
  não	
  existem	
  livres	
  dentro	
  das	
  células.
 Estão	
  quase	
  sempre	
  combinados	
  com	
  glicerol.
 Glicerol:	
  poliálcool	
  com	
  3	
  C	
  e	
  3	
  OH.
Ácidos	
  Graxos	
  comuns:	
  Saturados
Butírico C4H8O2 Manteiga
Caprílico C8H16O2 Óleo de coco
Palmítico C16H32O2 Óleo de palma
Esteárico C18H36O2 Toucinho
Ácidos	
  Graxos	
  comuns:	
  Insaturados
Oleico C18H34O2 Óleo de oliva
Linoleico C18H32O2 Óleo de linhaça
Araquidônico C19H32O2 Óleo de palma
Triacilgliceróis
 Ésteres	
  do	
  álcool	
  glicerol
ligados	
  a	
  três	
  cadeias	
  de
ácidos	
  graxos.
 Reserva	
  energéIca:	
  animais
e	
  vegetais.
 Lipídios	
  mais	
  abundantes.
Triacilgliceróis
Agrupamentos	
  de	
  lipídios:	
  surgimento	
  das	
  membranas
Membrana	
  PlasmáFca
Controle	
  da	
  troca	
  de	
  substâncias	
  entre
o	
  meio	
  intra	
  e	
  extracelular,	
  sinalização
celular	
  e	
  formação	
  das	
  organelas
dentro	
  da	
  célula
Bicamada	
  fosfolipídica
intercalada
por	
  proteínas
A	
  interação	
  das
biomoléculas	
  deve-­‐se	
  às
suas	
  propriedades
simultaneamente
hidroslicas	
  e	
  hidrofóbicas
e	
  é	
  muito	
  importante	
  na
manutenção	
  da	
  fluidez
das	
  membranas
Modelo	
  Mosaico	
  Fluido
Outros	
  lipídios	
  e	
  suas	
  funções
Ceras
 São	
  parecidos	
  com	
  os	
  glicerídios.
 Possuem	
  ácidos	
  graxos,	
  mas	
  o	
  álcool	
  da	
  sua	
  consItuição	
  não	
  é	
  o	
  glicerol.
 São	
  muito	
  úteis	
  às	
  plantas	
  e	
  aos	
  animais	
  que	
  as	
  fabricam.
Triacontanol	
  palmitato	
  –	
  mais	
  abundante	
  cerídeo	
  presente	
  na	
  cera	
  da	
  abelha.
Abelhas	
  são	
  produtoras	
  de	
  cera	
  uIlizada	
  para	
  a	
  construção	
  dos	
  favos	
  e	
  para
proteger	
  a	
  colméia,	
  isolando-­‐a	
  da	
  penetração	
  de	
  água	
  e	
  insetos	
  em	
  seu	
  interior.
Esteróis
 Compostos	
  consItuídos	
  por	
  quatro	
  anéis	
  carbônicos	
  conjugados,
presentes	
  nas	
  membranas	
  celulares	
  de	
  muitos	
  organismos	
  e
desempenhando	
  funções	
  digesIvas	
  e	
  hormonais;
 O	
  mais	
  abundante	
  é	
  o	
  colesterol.
 Outros:	
  sais	
  biliares	
  e	
  hormônios	
  como	
  testosterona	
  e	
  estrógeno.
Esteróis:	
  colesterol	
  e	
  ergosterol
 Colesterol:	
  	
  gorduras	
  animais.
 Cérebro	
  e	
  no	
  tecido	
  nervoso.
 Derivado	
  ou	
  sinteIzado	
  a	
  parIr	
  de	
  outras
substâncias	
  ou	
  proveniente	
  da	
  dieta.
Sais	
  biliares	
  também	
  são	
  derivados	
  do	
  colesterol
Hormônios	
  derivados	
  do	
  colesterol
Nucleotídeos:
 Uma	
  pentose	
  (ribose	
  ou	
  desoxirribose).
 Um	
  grupo	
  fosfato	
  (ou	
  ácido	
  fosfórico).
 Uma	
  base	
  nitrogenada	
  (Adenina,	
  Guanina,
Citosina,	
  Timina	
  ou	
  Uracila).
 Polímeros	
  lineares,	
  consItuídos	
  por	
  nuclei\deos.
 Especializados	
  no	
  armazenamento,	
  na	
  transmissão	
  e	
  uso	
  da
informação	
  genéIca.
Ácidos Nucleicos
Bases	
  
Nitrogenadas
Pentoses
Nucleosídeos	
  e	
  Nucleo\deos
Ligações	
  fosfodiéster	
  -­‐>	
  polarização	
  5’	
  –	
  3’
Ácidos	
  Nucleicos
Existem	
  dois	
  Ipos	
  de	
  ácidos	
  nucleicos	
  com
consItuição	
  e	
  estrutura	
  disIntas.
R	
  N	
  A	
  	
  e	
  	
  D	
  N	
  A
O RNA (ácido ribonucleico)
pode possuir diferentes
tipos de estrutura conforme
a função que
desempenham:
• RNA transportador
• RNA mensageiro
• RNA ribossômico
O DNA (ácido
desoxirribonucleico) é
formado por cadeia
dupla antiparalela
enrolada em dupla
hélice.
Complementaridade:
dupla	
  hélice
A-­‐T	
  e	
  C-­‐G,	
  no	
  DNA
Interações
Cargas
Flexibilidade
Interação
As	
  possibilidades	
  estruturais	
  do	
  RNA
ReaIvidade	
  do	
  OH	
  em	
  C2
Ribozimas
RNA
Bibliografia
 Savada	
  et	
  al.	
  Vida,	
  a	
  Ciência	
  da	
  Biologia.	
  Artmed,	
  8ª	
  ed.,	
  2009.
 Lehninger	
  et	
  al.	
  Princípios	
  de	
  Bioquímica.	
  Worth	
  Publishers,	
  3ª	
  ed.,	
  2002.
 Stryer,	
  L.	
  Bioquímica,	
  Guanabara	
  Koogan,	
  5ª	
  ed.,	
  2004.
 Alberts	
  et	
  al.	
  Biologia	
  Molecular	
  da	
  Célula,	
  Artmed,	
  4ª	
  ed.,	
  2004.
 Koolman,	
  J.	
  Roehm,	
  KH.	
  Color	
  Atlas	
  of	
  Biochemistry.	
  2ª	
  ed.,	
  2005.

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