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BIOQUÍMICA 01 - Introdução

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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2014 ● BIOQUÍMICA 
 
1 
 
www.medresumos.com 
 
 
INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA 
 
 A bioquímica é a ciência responsável pelo estudo dos componentes da matéria viva e suas respectivas funções 
metabólicas. É ela quem estuda as diversas reações moleculares que regem o metabolismo do ser vivo. 
 O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica em termos químicos. Uma das formas mais 
produtivas de se abordar o entendimento dos fenômenos biológicos tem sido aquela de purificar os componentes 
químicos individuais, tais como uma proteína de um organismo vivo, e caracterizar a sua estrutura química ou sua 
atividade catalítica. 
 Nos próximos capítulos, revisaremos os princípios químicos que governam as propriedades das moléculas 
biológicas: a ligação covalente dos átomos de carbono entre si e com outros elementos, os grupos funcionais que 
ocorrem nas moléculas biológicas comuns, a estrutura tridimensional e a estereoquímica dos compostos de carbono, e 
os tipos de reações químicas comuns que ocorrem nos organismos vivos. Esta revisão, contudo, será sempre voltada 
aos interesses do ensinamento básico para estudantes de medicina no que diz respeito às considerações clínicas que 
serão realizadas ao longo de nosso estudo. Vale salientar que, de um modo direto ou oculta em outras disciplinas ao 
longo do ensinamento médico, a bioquímica estará sempre presente e explicando, molecularmente, o mecanismo da 
maioria das doenças com as quais o médico deve se deparar no seu cotidiano clínico. 
 Entretanto, antes de iniciarmos o estudo da bioquímica molecular básica para o estudante de medicina, devemos 
rever alguns conceitos importantes da ciência bioquímica. 
 
BIOMOLÉCULAS 
 A química dos organismos vivos está organizada ao redor do elemento carbono, o qual representa mais da 
metade do peso seco das células. As biomoléculas são compostos de carbonos que têm como elementos básicos: 
Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P), Enxofre (S), Cálcio (Ca), Sódio (Na), Cloro (Cl), entre outros. 
 O carbono pode estabelecer ligações simples e duplas com átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. 
Contudo, de maior importância em biologia, é a capacidade de os átomos de carbono compartilharem pares de elétrons 
entre si para formar ligações simples carbono-carbono, as quais são muito estáveis. Cada átomo de carbono também 
pode formar ligações simples com um, dois, três ou quatro outros átomos de carbono. Dois átomos de carbono podem 
também compartilhar dois (ou três) pares de elétrons, formando assim ligações duplas ou triplas carbono-carbono. 
 
OBS
1
: Elementos essenciais para a vida animal e 
para a manutenção da saúde. Os macroelementos 
(destacadas em laranja na tabela periódica ao lado) são 
componentes estruturais das células e dos tecidos e 
necessários na dieta em quantidades diárias medidas em 
gramas. Para os microelementos (sombreados em 
amarelo) as necessidades são muito menores: para os 
humanos bastam poucos miligramas por dia, tanto de 
ferro como de zinco, e ainda menos para muitos outros. 
 
 
 
OBS
2
: Ligação covalente. Dois 
átomos com elétrons 
desemparelhados nas suas camadas 
externas podem formar ligações 
covalentes uns com os outros pelo 
compartilhamento de pares de 
elétrons. Os átomos participantes de 
ligações covalentes tendem a 
preencher suas camadas eletrônicas 
externas. 
 
 
 
 
 
 
 
Arlindo Ugulino Netto. 
BIOQUÍMICA 2014 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2014 ● BIOQUÍMICA 
 
2 
 
www.medresumos.com 
GRUPOS FUNCIONAIS 
 A maioria das biomoléculas pode ser vista como derivada dos hidrocarbonetos, os quais são compostos 
formados por um esqueleto de átomos de carbono ligados covalentemente entre si e aos quais estão ligados apenas 
átomos de hidrogênio. Os esqueletos carbônicos desses compostos são muito estáveis. Os átomos de hidrogênio 
podem ser substituídos individualmente por uma grande variedade de grupos funcionais que determinarão as 
propriedades químicas da molécula, formando famílias diferentes de compostos orgânicos. 
Famílias típicas de compostos orgânicos são: os álcoois, os quais possuem um ou mais grupos hidroxilas (R-
OH); as aminas, possuidoras de grupo funcional amino (R-NH2); os aldeídos e as cetonas, os quais possuem o grupo 
carbonila (R-COH e R
1
-CO-R
2
, respectivamente); e os ácidos carboxílicos, que exibem os grupos carboxilas (R-COOH). 
 
 
MACROMOLÉCULAS E SUAS UNIDADES MONOMÉRICAS 
 Muitas das moléculas encontradas no interior das células são macromoléculas, polímeros de alto peso molecular 
construídas com precursores relativamente simples (unidades monoméricas). Os polissacarídeos, as proteínas e os 
ácidos nucléicos, os quais podem ter pesos moleculares variando de dezenas de milhares até bilhões (como no caso do 
DNA), são construídos pela polimerização de subunidades relativamente pequenas, de peso molecular ao redor de 500 
unidades ou menos. 
 Unidade monomérica (Peso molecular ≤ 500 u): é chamada unidade monomérica toda molécula que possui 
peso molecular menor que 500 u. Como exemplo, temos: 
 Glicose (C6H12O6) tem peso molecular de 180u; 
 Aminoácidos; 
 Ácidos graxos; 
 Nucleotídeos (guanina, citosina, adenina, timina e uracila). 
 
 Macromoléculas (Peso molecular > 500 u): é chamada de macromolécula toda molécula formada pela união 
de diversas unidades monoméricas, apresentando, portanto, peso molecular maior que 500 u. Como exemplo, 
temos: proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos e lipídeos. 
 Os polissacarídeos (amido, glicogênio, etc.), polímeros de açucares simples, como a glicose, têm duas funções 
principais: servem como armazenadores de alimentos, liberadores energia e como elementos estruturais 
extracelulares. Polímeros pequenos de açucares (oligossacarídeos) ligados a proteínas ou lipídios na superfície 
celular servem como sinais celulares específicos. 
 As proteínas (albumina, etc.), longos polímeros de aminoácidos, constituem, ao lado da água, a maior fração de 
macromoléculas celulares. Algumas proteínas têm atividade catalítica e funcionam como enzimas, outras servem 
como elementos estruturais e ainda outras transportam sinais específicos (no caso dos receptores) ou substâncias 
específicas (no caso das proteínas de transporte) para o interior ou o exterior das células. As proteínas são talvez as 
mais versáteis das biomoléculas. 
Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2014 ● BIOQUÍMICA 
 
3 
 
www.medresumos.com 
 Os ácidos nucléicos, DNA e RNA, são polímeros de nucleotídeos. Eles armazenam, transmitem e transcrevem a 
informação genética. 
 Os lipídios (triglicerol, etc.), derivados oleosos dos hidrocarbonetos, servem principalmente como componentes 
estruturais das membranas e como forma de armazenamento de alimentos ricos em energia. 
 
Todas essas quatro classes de grandes biomoléculas são sintetizadas em reações de condensação. Nas 
macromoléculas (proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos), o número de subunidades monoméricas é muito grande. 
As proteínas têm pesos moleculares que variam de 5000 até um milhão; os ácidos nucléicos têm pesos moleculares que 
variam na cada dos vários milhões; os polissacarídeos, como o amido, também têm pesos moleculares na casa dos 
vários milhões. As moléculas lipídicas individuais são muito menores (750 a 1500 u) e não são classificadas como 
macromoléculas por alguns autores. Entretanto, quando um grande número de moléculas lipídicas se associa não-
covalentemente, resulta em estruturas muito grandes. As membranas celulares são construídas por enormes agregados 
que contém milhões de moléculas de lipídios. 
A síntese das macromoléculas é uma atividade celular que pode ser classificada como forte consumidora de 
energia. As macromoléculas, por sua vez, podem ser arranjadas em complexos supramoleculares formando unidades 
funcionais como ribossomos, que são construídos com cerca de 70 proteínas diferentes e várias moléculas de RNA 
diferentes.OBS
3
: Para designar o número de sequências (“S”) possíveis para um número “N” de subunidades monoméricas 
disponíveis, temos a seguinte fórmula: S=N
L
, sendo “L” o tamanho da macromolécula, isto é, número de unidades 
monoméricas que compõem a macromolécula. 
Ex
1
: Sequências possíveis de nucleotídeos para formar uma cadeia de DNA com 9 nucleotídeos. 
Sabendo que N=4 (guanina, citosina, adenina e timina) e L=9 (tamanho da cadeia de DNA), temos: 
S= 4
9 
= 262144
 
 
 
Ex
2
: Sequências possíveis de aminoácidos para compor uma proteína de 5000 unidades monoméricas. 
Sabendo que N=20 (número de aminoácidos conhecidos e disponíveis na natureza ou no organismo 
humano) e L=5000 (tamanho da cadeia de proteína que se quer construir), temos: 
S= 20
5000 
 
BASES GERAIS DO METABOLISMO 
Todas as doenças apresentam uma base bioquímica. Por esta 
razão, diz-se que a bioquímica e a medicina estão intimamente 
relacionadas: os estudos bioquímicos contribuem para o diagnóstico, 
prognóstico e tratamento. Daí a importância do estudo aprofundado da 
bioquímica para o estudante de medicina. 
O termo metabolismo significa soma de todas as reações 
químicas quase sempre enzimas catalisadas que ocorrem nos organismos 
vivos. O metabolismo pode ser fracionado em: 
 Catabolismo: É o processo degradativo do metabolismo em que 
moléculas complexas são convertidas em produtos simples, para o 
aproveitamento dos seus componentes e/ou para geração de 
energia. Ex: Via Glicolítica (degradação da glicose); Via Lipolítica 
(degradação dos lipídeos) 
 Anabolismo ou biossíntese: é o processo no qual as 
biomoléculas são sintetizadas a partir de compostos mais simples. 
 
ESTÁGIOS DO METABOLISMO 
 Todos os nutrientes fundamentais sofrem metabolismos por vias 
catabólicas e anabólicas diferentes mas que se comunicam em algumas 
etapas. De uma forma resumida, temos: 
 PROTEÍNAS  Aminoácidos  NH3, Piruvato e Acetil-CoA. 
 CARBOIDRATOS  Piruvato  Acetil-CoA  H2O, CO2 e 
energia. 
 LIPÍDEOS  Ácidos graxos e glicerol  Piruvato, Acetil-CoA e 
Corpos cetônicos (em segunda instância, podem ser utilizados 
como fonte de energia pelo cérebro). 
 
OBS
4
: O excesso de glicose (carboidratos) engorda uma vez que a acetil-CoA, um 
de seus metabólitos, pode ser convertido de volta em lipídios. Com isso, o excesso 
de acetil-CoA que não é utilizado como energia é convertido e armazenado na 
forma de gordura.

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