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Introdução à bioquímica
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Introdução
O QUE É BIOQUÍMICA? 
 
É o estudo de moléculas e reações químicas que ocorrem nos organismos vivos. Ou seja, é a química da vida.
 
POR QUE ESTUDAR BIOQUÍMICA?
 
Ao refletirmos sobre as diversas questões presentes diariamente em nossas vidas observaremos que o conhecimento da Bioquímica é de grande importância na compreensão de vários fenômenos próximos da nossa realidade, e, sobretudo, de quase todos os fenômenos de interesse aos profissionais das ciências da vida (Farmacêuticos, Médicos, Enfermeiros, Biólogos etc).
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A LÓGICA MOLECULAR DA VIDA.
 
Todos os organismos vivos são formados por um conjunto de moléculas inanimadas, tais como: proteínas, lipídeos, ácidos nucléicos, carboidratos. Sendo assim, por que a matéria viva difere da matéria inanimada (as pedras, por exemplo), que também é formada por moléculas inanimadas?
 
Há muitos anos, os filósofos, pensando nessa questão, propuseram que os organismos vivos possuíam o que chamaram de “força vital”, que tinha origem misteriosa e Divina. Surgiu, assim, a doutrina do VITALISMO.
 
Essa teoria foi experimentalmente contestada muitos séculos depois!
 
Com a perda de importância do vitalismo, tornou-se essencial compreender a química envolvida na origem da vida. Para isso, seria necessário estudar os átomos que compõem uma molécula e a maneira como eles se organizam. 
 
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OBJETIVOS DA BIOQUÍMICA
A Bioquímica pretende estudar como os conjuntos de moléculas inanimadas (sem vida) que formam os seres vivos interagem entre si para manter e perpetuar a vida. O conjunto de princípios que regem essa organização é chamado lógica molecular da vida.
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ABC da Bioquímica
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Classes de biomoléculas
Simplicidade no complexo: 
Existem somente 4 classe de macromoléculas na bioquímica cada uma formada por seu respectivo conjunto de blocos construtivos
Proteínas
Polissacarídeos
Ácidos nucléicos
Lipídeos
UNIDADE CONSTRUTUVA 
(TIJOLO)
EXEMPLO
insulina
RNA
(ácido ribonucléico)
celulose
Triacil glicerol (banha)
CLASSE
Amino ácido
nucleotídeo
açúcar
Ácido graxo (também glicerol e outros componentes)
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Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
Hidrocarbonetos
Grupamentos contendo oxigênio
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Grupamentos contendo nitrogênio
Grupamentos contendo enxofre
Grupamentos contendo fosfato
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
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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
Compreender a função de cada sistema bioquímico é muito importante porque só assim é possível saber porque, afinal de contas, ele existe e como ele interage com outros sistemas cada um com sua função
Resposta imune
Catálise
Combustível biológico
Obtenção de energia pela oxidação da glicose
Armazenamento de combustível na forma de glicogênio
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Macromoléculas biológicas
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Composição percentual de biomoléculas numa célula bacteriana
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Hierarquia estrutural na organização molecular da célula
Célula
Organelas
Macromoléculas
Unidades Monoméricas
Nível 4
Nível 3
Nível 2
Nível 1
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Poucos dos 112 elementos são utilizados nos organismos vivos
H + O > 70%
H+O+C>95%
H+O+C+P>98%
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Bactéria que se alimenta de arsênio
Cientistas norte-americanos descobrem bactéria que se alimenta de arsênio, elemento considerado altamente tóxico, em substituição a outro que seria essencial à sua condição de ser vivo. 
Publicado em 02/12/2010 | Atualizado em 08/12/2010
“A vida como nós a conhecemos exige elementos químicos específicos e exclui outros”, afirma um dos autores do artigo, Ariel Anbar
Esse é o primeiro caso em que um microrganismo é capaz de substituir algum dos seis elementos essenciais à vida (carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, enxofre e fósforo).
De acordo com os pesquisadores, as bactérias são capazes de incorporar esse novo elemento ao próprio DNA.
O lago em que foi encontrada a nova bactéria é conhecido por ser altamente salino e ter altas concentrações de arsênio
http://cienciahoje.uol.com.br/noticias
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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!!!
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alanina
(aminoácido)
glicose
0,5nm
89Da
0,7nm
180Da
3,5nm
Mioglobina (uma proteína pequena)
16.900Da
Fosfolipídeo
750Da
Escala de tamanho em bioquímica
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Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
3,5nm
Mioglobina
16.900Da
6,8nm
Hemoglobina (proteína média)
65.000Da
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miosina
160nm
470.000Da
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
25nm
Bacteriófago FX-174
Um dos menores vírus conhecidos
6.200.000Da
16nm
Ribossoma de E.Coli
2.800.000Da
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Vírus do mosaico do tabaco
300nm
40.000.000Da
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
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2.000nm
2mm
E coli
bactéria
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
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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)
Vírus do mosaico do tabaco
300nm
Mitocôndria
1,5mm
Hemácia 9mm
Humano
 1,7 m
Hemoglobina 6,8nm 
Vírus FX-174 
25nm
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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 catalizada 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 precurssores 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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Resumo do slide:
Poucos dos 112 elementos são utilizados nos sistemas biológicos.
Os bioelemento podem ser classificados em macroelementos e oligoelementos de acordo com sua abundância.
Destes, C, H, O, N e P tem um papel destacado.
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RESUMO DO SLIDE
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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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