Aula 3 Introdução a Bioquímica

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Disciplina: Bioquímica Básica
Prof. Edézio Ferreira da Cunha Júnior
Contato: prof.edezio.cunha@celsolisboa.edu.br
Introdução a Bioquímica
Objetivo: Entender as funções químicas orgânicas e inorgânicas importantes para o estudo da Bioquímica
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EMENTA:
Introdução ao estudo de bioquímica.
Componentes da matéria viva.
Estudo das macromoléculas.
Bioquímica do sangue.
Equilíbrio ácido-base e enzimas.
Metabolismo básico de carboidratos. 
 OBJETIVO GERAL:
Conhecer as principais características estruturais e funcionais das biomoléculas sustentando a sua complexidade e articulando conhecimentos de química geral e orgânica, promovendo assim o início do estudo da bioquímica fornecendo as bases conceituais para bioquímicas posteriores. 
Apresentação:
2
Bibliografia Básica:
1. LEHNINGER, Albert L.; NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de lehninger. 6.ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1298 p.
2. STRYER, Lubert; BERG, Jeremy M; TYMOCZKO, John L. Bioquímica. 7.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. 1162 p.
3. MURRAY, Robert K. et al. Bioquímica Ilustrada de Harper. 29.ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. 818 p.
Bibliografia Complementar:
1. VOET, D.; VOET, J. G.; PRATT, C. M. Fundamentos de Bioquímica: a vida em nível molecular. 4ª edição, Porto Alegre, Artmed, 2014.
2. VIEIRA, E.C.; GAZZINELLI, G.; MARES-GUIA, M. Bioquímica celular e biologia molecular. São Paulo: Atheneu, 2002.
3. ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3a ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
4. MOTTA, V. T. Bioquímica Clínica para o Laboratório: Princípios e Interpretações. 5ª edição, São Paulo: MedBook, 2009.
5. BAYNES, John W.; DOMINICZAK, Marek H. Bioquímica médica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. 653 p. ISBN 978-85-352-3561-6.
Apresentação:
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Fundamentos da Bioquímica
Fundamentos celulares
Fundamentos químicos
Fundamentos físicos
Fundamentos genéticos
Fundamentos evolutivos
Bioquímica:
	Descreve em termos moleculares as estruturas, os mecanismos e os processos químicos compartilhados por todos os organismos e estabelece princípios de organização que são base da vida em todas as suas diversas formas, princípios esses referidos como a lógica molecular da vida.
Características peculiares aos organismos vivos:
Alto grau de complexidade química e organização microscópica;
Sistemas para extrair, transformar e utilizar energia do ambiente;
Funções definidas para cada um dos componentes de um organismo e interações reguladas entre eles;
Mecanismos para sentir e responder às alterações no seu ambiente;
Capacidade de auto replicação e automontagem precisa;
Capacidade de se alterar ao longo do tempo por evolução gradual.
Fundamentos da Bioquímica
Introdução a Bioquímica:
Fundamentos da Bioquímica
Introdução a Bioquímica:
Introdução a Bioquímica:
Hierarquia estrutural na organização molecular das células.
Introdução a Bioquímica:
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ABC da bioquímica
Introdução a Bioquímica:
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
Hidrocarbonetos
Grupamentos contendo oxigênio
Grupamentos contendo nitrogênio
Grupamentos contendo enxofre
Grupamentos contendo fosfato
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas (cont.)
Menos de 30 entre os mais de 90 elementos químicos de ocorrência natural são essenciais para os organismos;
Introdução a Bioquímica:
Os quatro elementos químicos mais abundantes nos organismos vivos, em termos de porcentagem do total de número de átomos, são: hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono.
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99,4%
0,6%
Composição percentual elementar do corpo humano
macroelementos
microelementos
(oligoelementos)
Tanto os macroelementos como os oligoelementos são igualmente essenciais à vida!!!
Abundância relativa dos elementos (%)
CrostaTerrestre
Corpo Humano
O
47,0
H
63,0
Si
28,0
O
25,5
Al
7,9
C
9,5
Fe
4,5
N
1,4
Ca
3,5
Ca
0,31
Na
2,5
P
0,22
K
2,5
Cl
0,08
Mg
2,2
K
0,06
Ti
0,46
S
0,05
H
0,22
Na
0,03
C
0,19
Mg
0,01
Introdução a Bioquímica:
RESUMO DO SLIDE
A composição elementar dos organismos vivos é bem diversa da do ambiente de onde eles retiram esses elementos.
C, H, O e N juntos somam mais de 99% da biomassa.
Os microelementos, embora usados em pequena quantidade, são indispensáveis à vida
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Introdução a Bioquímica:
Introdução a Bioquímica:
Introdução a Bioquímica:
Classes de Biomoléculas
 Existem 4 classes de macromoléculas na bioquímica, cada uma formada por seu respectivo conjunto de blocos construtivos.
Proteínas
Polissacarídeos
Ácidos nucléicos
Lipídeos
UNIDADE
EXEMPLO
insulina
RNA
(ácido ribonucléico)
celulose
Triacilglicerol
CLASSE
Amino ácido
nucleotídeo
açúcar
Ácido graxo (também glicerol e outros componentes)
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Composição percentual de biomoléculas numa célula bacteriana (ex: E. coli)
% do peso total
Número aproximado de espécies moleculares diferentes
Água
70
1
Proteínas
15
3.000
Ácidosnucléicos
DNA
1
1-4
RNA
6
>3.000
Polissacarídeos
3
~10
Lipídeos
2
~20
Monômerose intermediários
2
~500
Íoninorgânicos
(Ca2+, Na+, K+, PO42-...)
1
~20
Introdução a Bioquímica:
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Escala de tamanho das estruturas biológicas
Metro 
(m)
100 metro
Milímetro
(mm)
10-3 metro
Micrômetro
(mm)
10-6 metro
Nanômetro
(nm)
10-9 metro
alanina
(0,5nm)
glicose 0,7nm
Mitocôndria
1,5mm
Hemácia 9mm
Humano
 1,7 m
Hemoglobina 6,8nm 
Célula do fígado
20mm
Vírus FX-174 
25nm
Introdução a Bioquímica:
Funcionalidade nos sistemas biológicos
Nos sistemas biológicos tudo tem função desde membros, órgãos e tecidos
Olhosvisão
Pernaslocomoção
Intestinodigestão
Isso também é verdade a nível celular
Eritrócitos (hemácias, células vermelhas do sangue)transporte de O2
Neurôniossinalização e processamento nervoso
E também é verdade no nível molecular. Tanto para moléculas como para vias metabólicas
Anticorpos(proteínas)
Enzimas(proteínas)
Glicose
Via glicolítica
Via da biossíntese de glicogênio
Resposta imune
Catálise
Combustível biológico
Obtenção de energia pela oxidação da glicose
Armazenamento de combustível na forma de glicogênio
Introdução a Bioquímica:
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Origem das biomoléculas
Aparelho para demonstrar a abiótica formação de biomoléculas simulando as condições da atmosfera primitiva 
Mistura de
NH3 (amônia)
H2(hidrogênio)
CH4 (metano)
 e água 80oC 
Centelhas
Condensador
Eletrodos
Compostos produzidos neste experimento
Glicina (aminoácido)
Alanina (aminoácido)
Acido a-aminobutírico
N-metil alanina 
Ác. Aspártico (aminoácido)
Ác. glutâmico (aminoácido)
Ác. Acético
Ác succínico (intermediário do ciclo de Krebs)
Uréia
	...muitos outros
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Um esquema possível para a evolução molecular
Surgimento do genoma de DNA
Desenvolvimento de um sistema de tradução primitivo. Genoma de RNA e catalizadores RNA-Proteína
Co-evolução do RNA e das proteínas
Síntese de peptídeos catalisada por RNA
Surgimento de moléculas de RNA com atividade catalítica auto-replicativa
Produção de pequenas moléculas de RNA com seqüências aleatórias
“Sopa” pré-biótica contendo diversas biomoléculas originadas de precursores na atmosfera primitiva
4,5 Bilhões de anos
Surgimento da Terra
3,5 Bilhões de anos
Primeiro microorganismo fóssil
4,0 Bilhões de anos
Formação dos oceanos e continentes
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Obrigado!
Prof. Edézio Ferreira da Cunha Júnior
Contato: prof.edezio.cunha@celsolisboa.edu.br
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