Aula 1_Fundamentos de bioquimica_pdf

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Profa. Me. Cinthia Ap. de Andrade Silva 
aparecidasucro@uems.br 
BIOQUÍMICA 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL 
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE DOURADOS 
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
 
Fundamentos celulares 
Fundamentos químicos 
Fundamentos físicos 
Fundamentos genéticos 
Fundamentos evolutivos 
 
 
FUNDAMENTOS DA BIOQUÍMICA 
INTRODUÇÃO 
 Bioquímica 
 Ciência que estuda os processos químicos que 
ocorrem nos organismos vivos. 
 
 Consiste do estudo da estrutura e função 
metabólica de componentes celulares e virais, 
como proteínas (proteômica), enzimas 
(enzimologia), carboidratos, lipídios, ácidos 
nucléicos (biologia molecular), entre outros. 
3 
INTRODUÇÃO 
4 
Organismos com alto grau de complexidade 
química e organização macroscópica. 
Sistemas para extrair, transformar e utilizar a 
energia do ambiente. 
Funções definidas para cada um dos componente 
de um organismo. 
Mecanismos de sentir e responder às alterações do 
ambiente. 
Capacidade de autorreplicação e automontagem 
precisas. 
Capacidade de se alterar ao longo do tempo por 
evolução gradual. 
FUNDAMENTOS CELULARES 
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 Organismos menores - células isoladas – 
microscópicos. 
 Organismos multicelulares – várias tipo de células 
diferentes – com formas e funções especializadas. 
 
 CÉLULAS: 
 Todas as células compartilham características 
estruturais básicas. 
 
MEMBRANA PLASMÁTICA – NÚCLEO OU NUCLEÓIDE – CITOPLASMA 
 
6 Célula Eucariótica Célula Procariótica 
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Célula gram positiva. Célula gram negativa 
Comparativos entre célula gram + 
e gram - 
 Plasmídeos 
TRÊS DOMÍNIOS 
Filogenia dos 3 domínios da vida. 
Estrutura da célula eucariótica: Animal e Vegetal 
Classificação – obtenção de energia 
ESTRUTURAS SUPRAMOLECULARES 
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FUNDAMENTOS QUÍMICOS 
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 99% massas das células: Hidrogênio (H2), 
oxigênio (O2), Nitrogênio (N2) e carbono (C). 
 Capacidade da hemoglobina de transportar 
oxigênio – dependente de 4 íons de ferro. 
 Biomoléculas: compostas de moléculas de 
carbono. 
 Química dos organismos em torno da molécula 
de carbono. 
 
FUNDAMENTOS QUÍMICOS 
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 Micromoléculas: 
 Biomoléculas específicas para certos tipos de 
células/organismos ; 
 Conjunto moléculas pequenas - metabólitos secundários. 
Ex. cafeínas, nicotinas - em plantas. 
 Conjunto de pequenas moléculas em uma célula – 
metaboloma. 
 Macromoléculas: 
 Proteínas. 
 Ácidos nucleicos. 
 Polissacarídeos. 
 Síntese de macromoléculas é atividade que mais consome 
energia. 
 Complexam formando supramoléculas. 
 
 
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Estrutura de aminoácidos e proteínas. 
FUNDAMENTOS QUÍMICOS 
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 PROTEÍNAS: 
 Polímeros longo de aa – segunda maior fração da 
célula. 
 Proteínas que funcionam como enzimas. 
 Proteínas que transportam substâncias específicas. 
 Conjunto das proteínas em funcionamento em uma 
dada célula = PROTEOMA. 
 ÁCIDOS NUCLEICOS: 
 DNA e RNA 
 Armazenam e transmitem a informação genética 
FUNDAMENTOS QUÍMICOS 
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 POLISSACARÍDEOS: 
 Polímeros de açúcar simples – GLICOSE. 
 Funções de reservatório de combustível com alto valor 
energético. 
 Componentes estruturais rígidos da PC (plantas e 
bactérias). 
 Polímeros mais curtos ligados a proteínas e lipídios na 
superfície da célula servem como sinais celulares. 
 LIPÍDEOS: 
 Insolúveis em água – componentes estruturais da MP, 
depósito de combustível com alto valor energético, 
pigmentos e sinais intracelulares. 
Sequências de subunidades ricas em informações, proteínas e 
ácidos nucleicos = MACROMOLECULAS INFORMACIONAIS. 
FUNDAMENTOS QUÍMICOS 
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 Interações entre biomoléculas – 
estereoespecíficas 
 
 São interações que requerem um exato 
pareamento complementar entre as moléculas 
integrantes. 
 Ex: enzimas e proteínas. 
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FUNDAMENTOS FÍSICOS 
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 ENERGIA 
 “Movimentos de uma bactéria consomem energia 
assim como um velocista olímpico”. 
 
 Células vivas são sistemas abertos, trocando matéria 
e energia com o meio externo, extraindo e 
canalizando energia para manter-se no estado 
estacionário dinâmico – longe de equilíbrio. 
 
 Energia é obtida do sol ou de combustíveis pela 
conversão da energia do fluxo de elétrons em 
ligações químicas no ATP. 
FUNDAMENTOS FÍSICOS 
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 Reações acontecem em 3 tipos de sistemas: 
 Isolado: o sistema não troca matéria e nem energia 
com o meio. 
 Fechado: Troca energia; mas não troca matéria. 
 Aberto: Troca energia e matéria. 
 
 Obtém energia do meio. (1) consomem combustíveis 
químicos. (2) extraem energia pela oxidação/absorvem 
energia solar. 
 
 Primeira Lei da Termodinâmica: 
 “...em qualquer mudança química ou física, a 
quantidade de energia do universo permanece 
constante, contudo a forma de energia pode mudar”. 
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FUNDAMENTOS FÍSICOS 
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 Metabolismo: 
 
 É a soma de muitas sequencias de reações 
interconectadas que interconvertem metabólitos 
celulares. 
 Cada sequência é regulada para suprir o que a 
célula precisa em um dado momento e para 
gastar energia somente quando necessário. 
FUNDAMENTOS GENÉTICOS 
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 As informação genética é codificada na sequência 
linear de quatro tipos de desoxirribonucleotídeos no 
DNA. 
 A hélice dupla da molécula de DNA contém um molde 
interno para sua própria replicação e reparo. 
 A sequência linear de aa em uma proteína, que está 
codificada no DNA pelo gene para aquela proteína, 
produz a estrutura tridimensional especifica da proteína 
– um processo que depende das condições 
ambientais. 
 Macromoléculas individuais com afinidade específica 
por outras macromolécula tem a capacidade de se 
auto-organizar em complexos supramoleculares. 
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FUNDAMENTOS EVOLUTIVOS 
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 Mutações ocasionadas herdadas geram 
organismos melhor adaptados para sobreviver em 
um dado nicho ecológico. 
 
 Esse processo de mutação e seleção é a base da 
evolução darwiniana que vai da primeira célula a 
todos os organismos moderno e explica a 
similaridade fundamental entre todos os 
organismos vivos. 
 
FUNDAMENTOS EVOLUTIVOS 
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 Células eucarióticas adquiriram a capacidade de 
promover a fotossíntese e a fosforilação oxidativa 
a partir de bactérias endossimbióticas. 
 
 Em organismo multicelulares, alguns tipos de 
células diferenciadas se especializaram em uma 
mais funções essenciais para a sobrevivência do 
organismo. 
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FUNDAMENTOS EVOLUTIVOS 
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 Conhecimentos de sequências completas de 
nucleotídeos dos genomas do organismos de 
diferentes ramos da árvore filogenética fornece 
compreensões mais profundas da evolução e 
oferece também grandes oportunidades para a 
medicina humana e para a biotecnologia. 
 
 Ex. E. coli