Bioquímica e a organização das células

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BIOQUÍMICA E A 
ORGANIZAÇÃO DAS CÉLULAS
Didaticamente a Bioquímica pode ser dividida 
em tópicos:
1- Química estrutural.
Estuda a estrutura química dos componentes da
materia viva e sua relação com a função biológica.
2- Metabolismo.
Estuda a totalidade das reações químicas que se
produzem na matéria viva.
3- Informação Biológica.
Estuda a química dos processos e as substancias que
armazenam e transmitem a informação biológica. Inclui a
Genética Molecular cujo objetivo é conhecer a herança e a
expressão da informação genética em termos moleculares.
CIENCIA INTERDISCIPLINAR.
- A bioquímica é uma ciencia interdisciplinar.
• Química organica.
• Biofísica.
• Investigação médica.
• Nutrição.
• Microbiologia.
• Fisiologia.
• Biologia celular.
• Genética.
Identidade Propria : 
- Enfase nas estruturas e reações das biomoléculas.
- Enzimas e catálise biológica.
- Explicação de rotas metabólicas e seu controle.
- Processos vitais podem ser compreendidos mediante leis químicas. 
Níveis de organização estrutural do corpo 
humano: hierarquia para compreensão bioquímica
Bioquímica e origem da vida
• Teoria para origem do universo: Big bang (explosão cataclísmica);
• Em seu estágio inicial o universo tinha uma composição simples, havia 
hidrogênio, hélio e um pouco de lítio, estes formados na explosão original 
do big bang;
• Acredita-se que esses elementos tenham se formado de três maneiras:
• Por meio de reações termonucleares que ocorrem normalmente nas 
estrelas;
• Em explosões de estrelas;
• Pela ação de raios cósmicos fora das estrelas desde a formação da galáxia.
Bioquímica e origem da vida
• Elementos biologicamente importantes como carbono, nitrogênio,
oxigênio, fosforo e enxofre têm núcleos particularmente estáveis,
esses elementos foram produzidos logo após o inicio do universo por
reações nucleares em estrelas de primeira geração.
• A datação radioativa que utiliza o decaimento de núcleos instáveis,
indica que a idade da Terra e do restante do sistema solar é de 4 a 5
bilhões de anos.
• Os gases normalmente previstos como presentes na atmosfera nos
primórdios da Terra incluem NH3, H2S, CO, CO2, CH4, N2, H2 e H2O
(tanto na forma gasosa quanto liquida)
Origem pré-biótica dos compostos orgânicos
- Evolução Química
Origem da Vida
Hipótese de Oparin-Haldane
NH3
H2H2O
CH4
Descargas elétricas
Muito calor
“As condições da Terra primitiva permitiram a 
geração do primeiro ser vivo”
Raios UV
Formação de moléculas orgânicas
na atmosfera primitiva
Descargas elétricasRaios UV
Reações químicas
Formaram-se 
aminoácidos, 
monossacarídeos, 
nucleotídeos...
Experimento de Miller (apoia teoria da 
evolução química)
NH3
H2
H2O
CH4
Presença de 
aminoácidos
BIOELEMENTOS
“Elementos Químicos da Materia Viva”
A materia viva está formada fundamentalmente por poucos
elementos : C, H, O e N (outros em menor quantidade).
i i
*
*
BIOMOLÉCULAS 
“Moléculas Biológicas” 
(aprox. 70% corpo humano)
(Moléculas gigantes 
ou Macromoléculas) 
CO2
BIOMOLÉCULAS 
BIOMOLÉCULAS 
- A síntese das macromoléculas tem todo um desafío para a
célula.
- As células utilizam “pequenas peças de encaixe
pre-fabricadas” para elaborar macromoléculas.
Polímeros : formados pela união de unidades
pre-fabricadas ou monómeros. Polímeros são
macromoléculas ou moléculas de elevado peso
molecular e de unidades que se repetem.
Pequenas moléculas : 100u a 1000u
Grandes moléculas: 104u a mais de 108u
Unidade de Massa Molecular = Dalton (Da)
1 Da = 1,66x10-24g 
BIOMOLÉCULAS 
- Polímeros ou biopolímeros principais são os ácidos
nucleicos, as proteínas e os polissacarideos. 
Todos eles são polímeros formados por uma ou mais
classes de unidades monoméricas, que se repetem.
- Os lípideos são biomoléculas, macromoléculas,
mas não são polímeros. 
São os componentes principais das membranas
biológicas.
Ex.: DNA
1 molécula de DNA célula humana Escherichia coli
¡¡PM aprox. = 20.000 milhoes Da!! 2.000 milhoes Da
Proteínas
PM medio = 50.000 Da (25.000-150.000 Da)
LIPÍDIOS
• São compostos orgânicos formados por carbono,
hidrogênio e oxigênio.
• União de ácido graxo e álcool
• São as gorduras, ceras e óleos
• Insolúveis na água.
• Os lipídios mais comuns encontrados no nosso organismo
são os triglicerídeos, os fosfolipídios e os esteróides.
AMINOÁCIDOS (monômeros de 
proteínas)
• Um peptídio é formado quando alguns aminoácidos se unem 
através de ligações peptídicas.
• A formação de um polipetídio ocorre quando diversos 
aminoácidos se unem.
• As proteínas são polipeptídios muito grandes, sendo que a 
maioria das proteínas é composta por mais de uma cadeia de 
polipeptídeos. 
AMINOÁCIDOS
• Aminoácidos essenciais: não podem ser produzidos pelo organismo;
• Aminoácidos não-essenciais: Podem ser produzidos a partir de
outras substâncias celulares.
CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS (monômeros de polissacarídeos)
• São compostos com uma fórmula geral Cn(H2O), que não 
podem ser hidrolisados a compostos mais simples.
• Contêm de três a seis átomos de carbono.
• Exemplos: Glicose, Frutose e Galactose
• Glicose é o mais importante dos três e é utilizada pelas 
células como fonte imediata de energia.
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
Ribose Desoxirribose
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
MONOSSACARÍDEOS
É unidade estrutural básica 
dos ácidos nucléicos (DNA e 
RNA), constituídos por 
bases purinas (A, G) ou 
pirimídicas (C, T), ribose ou 
desoxirribose e ainda 
grupamento fosfato.
 NUCLEOTÍDEOS:
Monômeros de ácidos nucleicos
Nucleosídeo
NUCLEOTÍDEOS X NUCLEOSÍDEOS
A união da base nitrogenada com o açúcar é 
chamada nucleosídeo.
Polímeros: 
-ácidos nucleicos, as proteínas e os polissacarideos. 
Seu comprimento linear seria de 2 m de comprimento.
É um polímero formado por
nucleotídeos, sendo o
açúcar desoxirribose e as
bases purinas e pirimídicas
(C, T, G, A), proporcionando
formação de uma fita dupla.
Ácidos nucleicos: DNA
PURINAS PIRIMIDINAS
adenina citosina
guanina timina  DNA
uracila  RNA
BASES NITROGENADAS
Está envolvido em decifrar a informação do DNA e carregar sua 
instrução.
Assim como o DNA, o RNA também é
composto por nucleotídeos, porém difere
em certos aspectos:
• O açúcar é uma ribose;
• A base pirimídica timina é substituída pela 
uracila;
• Forma somente fita de RNA simples, isto 
implica que haverá uma porcentagem 
diferente de A com T e C com G
RNA
PROTEÍNAS
• São constituintes básicos da vida;
• São macromoléculas complexas;
• Constituem cerca de 50 a 80% do peso seco da célula 
eucariótica;
• Tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados
de ligações peptídicas entre os grupos amino (-NH2) de um 
aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados
ao carbono alfa de cada um dos aminoácidos;
• São formadas por três ou mais moléculas de açúcares.
• Podem ser chamadas de glicanas.
• Os três polissacarídeos de interesse para nós são o amido, 
o glicogênio e a celulose.
POLISSACARÍDEOS
• O amido é um depósito de polissacarídeo encontrado nas 
plantas e é constituído por uma série de moléculas de glicose 
ligadas entre si de forma ramificada.
• O glicogênio, também conhecido como “amido animal”, é um 
polissacarídeo altamente ramificado, similar ao amido vegetal. 
O glicogênio é a forma na qual os seres vivos armazenam 
glicose. 
• A celulose é um polissacarídeo de cadeia reta encontrado nas 
plantas. A celulose fornece a fibra da nossa dieta e melhora as 
funções digestivas de diversas maneiras.Natureza química de biomoléculas 
importantes
• O aparelho celular de organismos vivos é feito de compostos de
carbono, sendo que as biomoléculas fazem parte da matéria de
química orgânica, a qual é o estudo de compostos de carbono e
hidrogênio e seus derivados.
• Porém, há diversos compostos de carbonos que não são encontrados
em nenhum organismo.
• As reações das biomoléculas podem ser descritas pelos métodos da
química orgânica, que exige a classificação dos compostos de acordo
com seus grupos funcionais.
Grupos funcionais de importância bioquímica
• Alcenos
• Álcoois
• Aminas
• Tióis
• Aldeídos
• Cetonas
• Ácidos carboxílicos
• Ésteres
• Amidas
• Ésteres de ácidos fosfóricos
• Anidridos de ácidos fosfóricos
Das moléculas para as células
• O processo pelo qual as informações genéticas são traduzidas em
sequencias de aminoácidos é complexo, o DNA serve como material
de codificação, sendo este processo chamado de código genético, o
qual é a relação entre a sequencia de nucleotídeos nos ácidos
nucleicos e a sequencia de aminoácidos nas proteínas;
• Outro ácido nucleico que participa do código genético é o RNA o qual
auxilia na expressão final do código genético que é a produção de
proteínas, com o auxílio da maquinaria celular, como ribossomos e/ou
retículo endoplasmático.
Organização celular de procariotos e 
eucariotos
• Tanto células procariontes como eucariontes possuem DNA, a sua 
totalidade numa célula é chamado de genoma. 
• Unidades que controlam traços individuais pela codificação de uma 
proteína ou de um RNA funcionais são conhecidas como genes (tanto 
procariotos como eucariotos possuem genes).
Célula Procarionte Célula Eucarionte
 Não possui núcleo
verdadeiro;
 Possui núcleo delimitado;
 Não possui organelas.  Organelas citoplasmáticas;
 Possui citoesqueleto.
×
 São pobres em sistemas
de membrana.
 Animais e vegetais. Cianofíceas e bactérias.
TIPOS CELULARES
CÉLULA PROCARIONTE: 
BACTÉRIA
CÉLULAS EUCARIONTES: 
Organelas importantes para Eucariotos
Mitocôndrias: Presentes essencialmente em todas as
células eucarióticas. Sua função está relacionada à
respiração celular.
Ribossomos: são organelas importantíssimas, encontradas em todos
os tipo de células, seja ela procariótica ou eucariótica (localizados no
citoplasma / Ret. End. Rugoso)
Estrutura dos ribossomos
Subunidade maior
Subunidade menor
Esquema 
simplificado 
do ribossomo
25 nm
Retículo endoplasmático: Servem ao transporte e sínteses de 
algumas substâncias
Rugoso Liso
Síntese e transporte de proteínas Síntese e transporte de lípidios,água e 
sais minerais
Complexo Golgiense: é um amontoado de sacos
achatados e delimitados por membranas. Recebe
freqüentemente vesículas provenientes do RER.
Funções do Golgi:
1) Modificar proteínas
provenientes do RER;
2) Formação da parede
celular vegetal;
3) Formação do acrossoma
do sptz;
4) Formação dos lisossomos;
5) Formação das membranas
plasmática, nuclear;
Armazena e Secreta Substâncias
Lisossomos: são pequenas organelas do citoplasma celular
que desempenham as seguintes funções.
Digestão intracelular: fagocitose/pinocitose
• Autofagia = partículas internas - (Autólise);
• Heterofagia = partículas externas.
Peroxisomos: organela responsável pela desintoxificação
celular. Tem diversas enzimas no seu interior, tais como
urato oxidase, catalase, aminoácido oxidase e enzimas
que fazem a -oxidação de ácidos graxos.
Desdobramento da água oxigenada e álcool, nocivos à célula. Ambos oriundos do 
metabolismo celular.
Centríolos: formação de pêlos cílios e flagelos; 
orientação da divisão celular.
Classificação dos organismos
Biologia
Biologia