Introdução a bioquímica

Prévia do material em texto

www.ifpi.edu.br
Fundamentos de Bioquímica
Prof.: Me. Emerson de Medeiros Sousa
www.ifpi.edu.br
Sumário 
✓Fundamentos químicos 
✓As biomoléculas 
✓Estrutura tridimensional
✓ Interações entre as moléculas 
✓Fundamentos físicos 
✓Estado físico dos seres vivos
✓A energia e os seres vivos
www.ifpi.edu.br
Bioquímica – bicho de 7 cabeças?
✓A Bioquímica tenta explicar as formas e funções 
biológicas em termos químicos
✓No séc. XVIII Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794)
✓Determinou que os seres vivos eram majoritariamente 
compostos por carbono, oxigênio, nitrogênio e fósforo 
www.ifpi.edu.br
Bioquímica – bicho de 7 cabeças?
✓A Bioquímica tenta explicar as formas e funções 
biológicas em termos químicos
✓No séc. XVIII Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794)
✓Determinou que os seres vivos eram majoritariamente 
compostos por carbono, oxigênio, nitrogênio e fósforo 
✓Em meados do século XX, observou-se a grande 
semelhança entre o processo de oxidação da glicose 
em leveduras e células musculares 
“O que vale para E. coli, vale para um 
elefante” – Jacques Monod 
www.ifpi.edu.br
FUNDAMENTOS QUÍMICOS
www.ifpi.edu.br
Os elementos da vida
✓Menos de 30 elementos químicos são essenciais 
para os organismos 
www.ifpi.edu.br
A química dos seres vivos
✓A química dos organismos está organizada em 
torno do carbono 
✓Porque o carbono?
✓A versatilidade do carbono em formar ligações 
www.ifpi.edu.br
www.ifpi.edu.br
✓Muitas moléculas 
biológicas são 
macromoléculas 
(polímeros) formados 
por percussores 
relativamente simples 
✓Proteínas, ácidos 
nucleicos e 
polissacarídeos 
As biomoléculas 
www.ifpi.edu.br
A química dos seres vivos
www.ifpi.edu.br
Macromoléculas biológicas
www.ifpi.edu.br
Estrutura tridimensional 
(a) Fórmula estrutural em perspectiva (b) esfera bastão (c) volume atômico 
www.ifpi.edu.br
Estereoquímica
✓Compostos contendo carbono apresentam 
isômeros 
✓Mesmas ligações e mesma fórmula molecular, mas 
configuração diferente
✓As configurações são conferidas:
✓Pela dupla ligação
✓Pelos centros quirais 
www.ifpi.edu.br
Isomeria geométrica
✓Dupla ligação rígida impede a rotação da 
molécula
✓Cis e trans
✓Propriedades químicas distintas
www.ifpi.edu.br
Isomeria geométrica
www.ifpi.edu.br
Isomeria óptica 
✓Ocorre quando o carbono possui quatro ligantes 
diferentes – carbono assimétrico ou quiral
✓Possui dois estereoisômeros com propriedades 
semelhantes porem diferem em algumas 
características físicas e biológicas
✓Interferem de forma diferente em um feixe de luz polarizada
✓ Isômero D
✓ Isômero L
✓Mistura racêmica 
Isomeria R S – usado 
para moléculas grandes 
www.ifpi.edu.br
Isomeria óptica 
www.ifpi.edu.br
As interações entre biomoléculas
✓As interações entre as biomoléculas são 
estereoespecíficas
Glicose
Hexocinase
www.ifpi.edu.br
www.ifpi.edu.br
FUNDAMENTOS FÍSICOS 
www.ifpi.edu.br
Trabalho e energia 
✓Todo ser vivo necessita de energia
✓O que é energia?
✓Onde a célula usa energia?
✓Será que uma célula em condições normais está 
em equilíbrio?
“As células estão em um estado estacionário dinâmico”
www.ifpi.edu.br
Transformação da matéria e energia
✓Uma célula pode ser considerada um sistema 
físico 
✓ Isolado 
✓Fechado 
✓Aberto 
✓Os organismos obtém energia de duas formas
✓Obtenção e extração de energia de moléculas
✓Obtendo energia da luz solar 
www.ifpi.edu.br
1ª Lei da Termodinâmica
✓Lei da conservação da energia 
✓Quando a energia é usada, ela não é gasta, apenas é 
transformada em outra forma 
www.ifpi.edu.br
www.ifpi.edu.br
Energia
✓Fluxo de elétrons fornece energia aos organismos 
6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + O2
LUZ
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + Energia
www.ifpi.edu.br
Variação da energia 
✓Variação da energia livre (ΔG)
✓Reações endergônicas (ΔG positivo)
✓Aminoácidos  proteína 
✓Reações exergônicas (ΔG negativo)
✓ATP  ADP + Pi
ΔG = ΔH – T ΔS
www.ifpi.edu.br
Enzimas e reações
✓Praticamente todas as reações nos seres vivos 
são mediadas por enzimas 
✓As reações necessitam de energia de ativação para 
ocorrerem 
✓As enzimas reduzem essa necessidade 
www.ifpi.edu.br
Metabolismo
✓Metabolismo 
✓Rotas catabólicas
✓Conjunto de reações degradativas
✓Rotas anabólicas 
✓Conjunto de reações de síntese 
www.ifpi.edu.br
www.ifpi.edu.br
Regulação do metabolismo
✓Os seres vivos tendem a economizar energia
✓Equilíbrio e economia