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Apostila para estudo em BIOQUIMICA

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Apostila para estudo em 
Bioquímica 
 
Cleidiane Silva 
 
 
 
 
 
 
 
Petrolina-PE 
2016 
 
 
A ORIGEM DA VIDA E A TEORIA GRADUAL DOS 
SISTEMAS QUÍMICOS 
A preocupação do ser humano em desvendar a origem da vida data 
de antes de Cristo, tendo sido elaboradas várias hipóteses no decorrer de 
vários séculos. Por volta de 1927, os cientistas Oparin e Haldane 
elaboraram 
a hipótese mais aceita atualmente, que se baseia nas transformações 
e alterações da Terra primitiva. Segundo eles, a atmosfera primitiva 
era formada pelos gases: NH3(amônia); CH4 (metano); H2 (hidrogênio) e 
vapor de água. Por causa das altas temperaturas, durante um longo 
período 
ocorreu evaporação de água da superfície da Terra. Esses gases 
foram se acumulando na atmosfera e sofreram resfriamento, 
condensando-se 
e caindo em forma de chuvas. 
O resfriamento da superfície terrestre permitiu que a água se acumulasse 
nas depressões deixadas pelas erupções vulcânicas. A água carregava 
partículas presentes no solo e partículas oriundas da atmosfera 
para as depressões, originando os mares e oceanos. Com o passar do 
tempo, as águas dos oceanos foram se transformando em verdadeiros 
caldos de substâncias, que seriam os precursores da matéria orgânica. 
As partículas foram-se aglomerando, dando origem a estruturas 
maiores – os coacervados (coacervar=reunir). Esses coacervados ainda 
não são seres vivos, mas aglomerados de substâncias orgânicas. Oparin 
e Haldane admitem que os coacervados continuaram a reagir entre si, 
dando origem a compostos mais complexos com capacidade de se 
reproduzir. 
Teria surgido a primeira forma de vida.
 
EXPERIÊNCIA DE STANLEY L. MILLER 
Utilizando um aparelho formado por um sistema de vidros, Miller 
misturou os elementos químicos NH3, CH4, H2 e H2O, simulando a 
atmosfera primitiva. Com a ação de descargas elétricas, simulou os raios 
que provavelmente atingiram a Terra primitiva. No fim da experiência, 
verificou que a mistura continha moléculas orgânicas, entre elas 
aminoácidos, substâncias que formam as proteínas. Essa experiência 
reforçou assim a hipótese gradual dos sistemas químicos de Oparin e 
Haldane. 
 
A HIPÓTESE HETEROTRÓFICA 
Para um ser vivo realizar suas funções e se reproduzir precisa de energia. 
Essa energia é obtida por meio dos alimentos. 
Os primeiros seres vivos eram estruturas simples, viviam em ambientes 
aquáticos, cercados por matéria orgânica (mares e oceanos primitivos) e 
incorporavam essa matéria orgânica para produção de energia. Seriam, 
portanto, seres heterotróficos (incapazes de produzir seus próprios 
alimentos). 
Nas condições atuais da Terra, a transformação dos alimentos em energia 
ocorre graças às reações com o oxigênio. Supondo que o oxigênio não 
fazia parte da atmosfera e de mares primitivos, os primeiros seres vivos 
conseguiam energia por meio de um processo anaeróbico – fermentação. 
Esses organismos anaeróbicos ou fermentadores reproduziam-se 
continuadamente, provocando escassez de matéria orgânica. Algumas 
mutações podem ter acontecido, permitindo a alguns seres utilizar a 
energia solar como fonte de energia. Surgiram assim os primeiros seres 
autótrofos ou fotossintetizantes (capazes de produzir seus próprios 
alimentos por meio da matéria inorgânica: gás carbônico, luz e água). 
No processo da fotossíntese ocorreu a liberação de gás oxigênio (O2) para 
a atmosfera, e com a presença desse gás surgiu a respiração aeróbica. 
A conclusão da hipótese heterotrófica é de que ocorreu primeiramente a 
fermentação, em seguida a fotossíntese e posteriormente a respiração. 
 
TEORIAS DA ABIOGÊNESE E DA BIOGÊNESE 
No decorrer dos séculos, inúmeras hipóteses têm sido elaboradas, na 
tentativa de entender se os seres vivos podem surgir da matéria 
inanimada ou se dependem necessariamente de outro ser vivo. Por volta 
do ano 380 a.C., acreditava-se que a vida era gerada a partir da matéria 
bruta, como por exemplo: do lodo, do lixo, de roupas sujas e amontoadas, 
do sol e sob a interferência de forças vitais. A partir dessa linha de 
pensamento, surgiu a teoria da abiogênese ou da geração espontânea, 
segundo a qual seres vivos podem nascer da matéria inanimada. 
Jan Baptist van Helmont (l577 – l644) médico fisiologista, formulava várias 
receitas sobre a Teoria da Abiogênese; uma delas explicava a origem dos 
camundongos. “Em um vasilhame qualquer, fechado, misturam-se roupas 
usadas com suor e trigo; passadas aproximadamente três semanas, o trigo 
transforma-se em ratos.” Hoje, sabe-se que os ratos eram atraídos pela 
mistura. 
Por volta de 1650, por meio de experimentos, começaram a surgir 
algumas teorias que combatiam a abiogênese ou geração espontânea. As 
que mais se destacaram foram: 
a) Francesco Redi (1626 – 1697) 
Observando carne contaminada por vermes, Redi elaborou a hipótese de 
que eles teriam se originado a partir de ovos postos por moscas. Para 
provar tal raciocínio, colocou carne em oito vidros, mantendo quatro deles 
abertos e os outros fechados, previamente esterilizados. 
Após alguns dias, surgiram vermes apenas nos vidros abertos, 
provando assim que esses não surgiam espontaneamente da 
carne em estado de decomposição, e sim dos ovos postos pelas moscas. 
 
b) Por volta de 1750, renasce com Needhan a teoria da abiogênese 
Colocando em vários frascos uma sopa nutritiva (legumes, carnes etc.) e 
tampando os frascos para impedir a entrada do ar, ele submeteu os 
frascos a uma temperatura elevada e os resfriou novamente, na tentativa 
de matar os micróbios que neles já possivelmente existissem. Passados 
alguns dias, Needhan pôde ver que os frascos estavam cheios de 
micróbios novamente. Concluiu então que os micróbios tinham sido 
gerados espontaneamente. 
c) Por volta de 1770, Lazzaro Spallanzani refaz os experimentos de 
Needhan 
Ferveu novamente os frascos contendo a sopa nutritiva, por um tempo 
mais longo, tampando-os, e o caldo não mais apresentou o processo de 
contaminação. Needhan combateu Spallanzani, afirmando que, com o 
superaquecimento, o princípio ativo da vida havia sido eliminado. 
Spallanzani não conseguiu convencer, prevalecendo a teoria da geração 
espontânea. 
d) Louis Pasteur (1822 – 1895) anula a teoria da abiogênese e 
definitivamente comprova a teoria da biogênese 
Pasteur realizou uma série de experiências conclusivas com seus famosos 
frascos de pescoço longo em forma de cisne. 
Submeteu os frascos com sopas nutritivas a fervura por tempo 
prolongado. O pescoço fino e comprido dos vasos funcionava como filtro 
para as partículas e microrganismos que se encontravam em suspensão no 
ar, impedindo o contato com o caldo. Pasteur constatou que, após alguns 
meses, as soluções nutritivas continuavam isentas de qualquer tipo de 
contaminação. Para provar seu experimento, quebrou o pescoço de um 
dos frascos: o caldo em contato com o ar 
foi rapidamente contaminado. Colaborou, assim, com a queda da 
abiogênese, que foi substituída pela teoria da biogênese, a qual baseia- se 
na ideia de que toda vida provém de outra preexistente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A CÉLULA 
TEORIA CELULAR 
Em 1838, depois de longas e demoradas pesquisas, o botânico alemão 
Matthias Schleiden observou a presença de células em vegetais. Em 1939, 
o zoólogo alemão Theodor Schwann concluiu que os animais eram 
formados por células, estabelecendo-se assim a teoria celular de Schwann 
e Schleiden, segundo a qual “todos os seres vivos são formados por 
células”. Em 1858, o médico alemão Rudof Virchow concluiu que “toda 
célula tem sua origem em outra preexistente”. No decorrer do século XIX, 
novas descobertasforam acontecendo, tais como estruturas com funções 
determinadas, denominadas organóides, encontrados no interior das 
células. Com a capacidade de realizar inúmeras funções e de reproduzir-
se, a hipótese de que a célula é a menor parte viva de um ser vivo ganhou 
muita força, e passou a ser definida como a unidade morfológica e 
fisiológica de todos os seres vivos, passando também a ser responsável 
pela transmissão das características hereditárias. Com todos os 
conhecimentos adquiridos sobre a célula, foi possível formular a nova 
teoria celular: 
a) Todos os seres vivos são formados por células. 
 
b) As reações que ocorrem em um organismo, e que são responsáveis pela 
vida do mesmo, dependem do funcionamento das células. Portanto a 
célula é a unidade fisiológica de todos os seres vivos. 
 
c) Toda célula tem sua origem a partir de outra célula preexistente, que se 
divide fornecendo às células filhas seu material genético. 
 
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE CÉLULAS ANIMAIS E 
VEGETAIS 
 
CÉLULA ANIMAL 
Vimos anteriormente que, ao observarmos uma célula animal ao 
microscópio eletrônico, percebemos a presença de uma fina membrana 
envolvendo todos os componentes da célula e separando o meio interno 
do externo; é a membrana plasmática ou membrana celular que, por ser 
semipermeável, 
permite trocas de materiais entre a célula e o meio que a cerca. 
Preenchendo a célula, vamos encontrar um material de consistência 
viscosa denominado citoplasma ou hialoplasma, onde ocorrem as funções 
vitais da célula, tais como: digestão, respiração, transportes etc., pois é no 
citoplasma que se encontram mergulhados os organoides e um vasto 
sistema de 
membranas. 
 Os principais organóides são: ribossomos, retículo endoplasmático, 
complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos, centríolos. Localizado 
geralmente na parte central das células eucariontes, vamos encontrar o 
núcleo, separado do citoplasma pela carioteca ou membrana nuclear. O 
núcleo é preenchido 
por uma substância denominada suco celular ou cariolinfa, semelhante ao 
citoplasma; mergulhado no suco celular encontra-se a cromatina (material 
genético) e os nucléolos, que estão relacionados com a produção de 
ribossomos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
CÉLULA VEGETAL 
Com exceção dos centríolos, a célula vegetal possui todos os 
componentes da célula animal, e ainda apresenta um envoltório externo à 
membrana celular, denominado membrana celulósica ou parede celular. 
O citoplasma da célula vegetal apresenta grandes vacúolos: cavidades 
limitadas por membranas, 
contendo no seu interior o suco vacuolar com reservas de água e outras 
substâncias. São também encontrados nas células vegetais os organoides 
denominados plastos, cuja função é armazenar substâncias, tais como o 
amido, ou pigmentos, como os cloroplastos, que armazenam o pigmento 
verde denominado clorofila responsável pela fotossíntese. 
 
 
 
 
 
 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA 
Como vimos no Capítulo 1, as substâncias inorgânicas como a água e os 
sais minerais são constituídos por moléculas simples e pequenas e podem 
ser encontradas livres na natureza ou fazendo parte de um organismo. Já 
as substâncias orgânicas, tais como: carboidratos, lipídios, proteínas são 
constituídos por grandes e complexas moléculas que obrigatoriamente 
possuem em sua composição o elemento químico carbono (C) e são 
sempre encontradas nos seres vivos. 
COMPONENTES INORGÂNICOS 
A ) ÁGUA 
Recobrindo 3/4 da superfície terrestre, a água é a substância química mais 
abundante em nosso planeta. Suas principais funções em um organismo 
são: 
❑ Solvente universal: dispersante de substâncias orgânicas e 
inorgânicas. Todas as reações químicas da natureza biológica ocorrem em 
estado de solução. 
❑ Transporte de substâncias: tanto de dentro para fora como de fora para 
dentro das células, moléculas se difundem na H2O e por ela são 
transportadas. 
❑ Equilíbrio térmico: o excesso de calor é dissipado pelo 
suor, ajudando na manutenção da temperatura interna de um 
ser homeotérmico. 
❑ Lubrificante: ajuda a diminuir o atrito entre os ossos (nas 
articulações). 
B) SA I S MINERAIS 
❑ Solúvel: dissolvido na água em forma de íons, como o 
potássio (K+), o sódio (Na+) e o cloro (Cl-), participam do 
controle osmótico (entrada e saída de H2O nas células) e 
também contribuem para a passagem dos impulsos nervosos 
nos neurônios. 
❑ Insolúvel: encontra-se imobilizado, como os fosfatos de 
cálcio que 
fazem parte da estrutura esquelética dos vertebrados, da casca 
de 
ovo, do exoesqueleto ou carapaças de insetos, siris, 
caranguejos etc., 
conferindo maior rigidez aos órgãos em que se encontram. 
 
Papel biológico de alguns sais minerais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPONENTES ORGÂNICOS 
A) GL I C Í D I O S OU CARBOIDRATOS 
Também conhecidos como açúcares, os glicídios são os 
grandes fornecedores imediatos de energia para os seres 
vivos. São fabricados pelas plantas no processo da 
fotossíntese e apresentam em suas moléculas átomos de 
carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Além de 
fornecedores de energia, possuem também função estrutural, 
como a celulose, encontrada revestindo as células vegetais; e 
constituindo os ácidos nucléicos (material genético). 
Os glicídios são classificados em três grupos: 
 
Monossacarídios: são os açúcares mais simples, formados 
por pequenas moléculas que não se dividem na presença de 
água, portanto não sofrem hidrólise. Os exemplos mais comuns 
encontrados nos organismos vivos são: glicose (produzido 
pelos vegetais na fotossíntese), frutose (encontrado nas frutas 
doces), galactose (encontrado no leite) e ribose e desoxirribose 
(componentes dos ácidos nucléicos). 
❑ Dissacarídeos: são glicídios constituídos pela união de dois 
monossacarídios. 
Na ligação de dois ou mais monossacarídios, estamos 
ingerindo dissacarídios ou polissacarídios, nosso sistema 
digestório os transforma em monossacarídios para que estes 
possam fornecer energia para a célula. 
Todos os dissacarídios têm função energética e os principais 
são: 
– Sacarose: glicose+frutose, suas principais fontes são: a cana 
de açúcar e beterraba. 
– Lactose: glicose+galactose, sua principal fonte é o leite. 
– Maltose: glicose+glicose, suas principais fontes são: raízes, 
caule, folhas dos vegetais. 
❑ Polissacarídios: os polissacarídios são moléculas grandes, 
constituídas por ligação de muitos monossacarídios. Os 
polissacarídios não são solúveis em água, alguns são reservas 
de energia, como o amido, outros fazem parte da estrutura 
esquelética da célula vegetal, como a celulose. Os principais 
polissacarídios são: 
– Amido: formado por inúmeras moléculas de glicose, 
encontrado nos vegetais, funciona como reserva de energia. 
– Celulose: formado por inúmeras glicoses, encontrado 
revestindo externamente as células vegetais, funciona como 
reforço esquelético. 
– Glicogênio: formado por inúmeras glicoses, encontrado nos 
animais, funciona como reserva de energia. 
B) LI P Í D I O S 
Substâncias orgânicas de origem animal ou vegetal, mais 
conhecidos como óleo, gordura e cera. Alguns tipos de lipídios 
funcionam como reservatório de energia, outros entram na 
composição das membranas celulares ou ainda formam 
hormônios. Possuem como característica comum o fato de 
serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos 
como o éter, o álcool e a benzina. 
São classificados em: 
– Glicerídeos: os lipídios simples. Compreendem os óleos, as 
gorduras, e as ceras, podem ter origem animal ou vegetal. 
Principais funções dos glicerídeos: As gorduras são 
reservatórios de energia e também isolante térmico, 
principalmente para os animais de regiões frias. Os óleos 
presentes nas sementes de girassol, da soja, do amendoim 
servem de alimento para o embrião das sementes germinar. As 
ceras impermeabilizamas folhas de muitas plantas e é 
fabricada pelas abelhas, que constroem os favos de mel. 
– Fosfolipídeos: presentes na composição química das 
membranas celulares dos animais e vegetais. 
– Esteróides: o mais conhecido é o colesterol. Produzido pelos 
animais, faz parte da composição química de suas membranas 
celulares e é precursor de alguns hormônios, como a 
testosterona (hormônio masculino) e a progesterona (hormônio 
feminino). 
PROTEÍNAS 
São os componentes orgânicos presentes em maior percentual 
no organismo dos seres vivos. Fundamentais para a vida na 
Terra, são encontradas em todos os seres vivos, inclusive nos 
vírus que não possuem uma estrutura celular. As proteínas são 
resultantes de uma seqüência de ligações entre moléculas 
menores denominadas aminoácidos. 
Principais funções das proteínas: 
– Elemento construtor: faz parte, juntamente com os lipídios, 
da composição das membranas celulares. Exemplo: o 
colágeno, proteína que confere resistência às células da pele, 
dos tendões, das cartilagens etc. A miosina e a actina, que 
conferem elasticidade aos músculos; a queratina, que confere 
impermeabilidade aos cabelos e à pele, contribuindo para 
adaptação dos animais à vida terrestre. 
– Função enzimática: dentro das células ocorrem muitas 
reações químicas. Para que elas aconteçam é necessário 
energia. Em alguns casos, não há energia suficiente para a 
ocorrência da reação química e se faz necessária a presença 
de um catalisador (substância que desencadeia ou acelera 
reações químicas). Os catalisadores das células são um tipo de 
proteína especial chamada enzima. As atividades enzimáticas 
dependem da temperatura e do pH. 
Analisando o gráfico, verifica- 
se que a 0C de temperatura 
as enzimas se encontram 
inativas. À medida que aumenta 
a temperatura, a atividade 
enzimática também aumenta, 
chegando ao ponto ótimo de 
40C. Acima disso, a atividade 
enzimática vai diminuindo, até 
que por volta de 60C ocorre 
desnaturação das enzimas 
(o calor acarreta mudanças espaciais na proteína, o que 
acarreta a perda de sua função). Quanto ao pH (nível de acidez 
do meio), cada enzima atua em um específico. Exemplo: a 
pepsina – enzima do suco estomacal – é ativa somente em pH 
ácido, ou seja, por volta de 2; a ptialina – enzima da saliva – 
é atuante somente em um pH neutro, ou seja, por volta de 7. 
Atuação enzimática ou modelo chave-fechadura. 
Cada tipo de enzima consegue catalisar um único tipo de 
substrato (substância reagente). O encaixe da enzima no 
substrato assemelha-se ao sistema chave-fechadura. Esse 
modelo explica a especificidade das enzimas. 
Após a reação ocorrer, as enzimas deixam o substrato intactas, 
podendo atuar em outros substratos. 
– Função de defesa. Antígenos são substâncias estranhas ao 
nosso organismo. A presença de um antígeno no organismo 
induz o sistema imunológico a produzir uma proteína de 
defesa, denominada anticorpo. 
– Função hormonal. Alguns hormônios são de origem 
protéica; exemplo: a insulina, hormônio produzido pelo 
pâncreas, cuja função é de controlar a manutenção da taxa de 
glicose no sangue. 
– Função energética. As proteínas são fontes de aminoácidos, 
que uma vez oxidados pelo organismo, liberam energia, 
principalmente no processo da respiração. 
VITAMINAS 
Substâncias orgânicas sintetizadas pelos vegetais e por alguns 
seres unicelulares, funcionam como ativadores das enzimas. 
As vitaminas diferem entre si na composição química, 
formando um grupo heterogêneo. 
Para classificar esse grupo foi usado o grau de solubilidade em 
lipídios (lipossolúveis), que são: A, D, E e K, e as solúveis em 
água (hidrossolúveis), que são: C e o complexo B (B1, B2, B3, 
B6 e B12).

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