Bases Moleculares

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Bases Moleculares da Vida 
Instituto de Química de São Carlos – IQSC 
Universidade de São Paulo 
Disciplina: Bioquímica I 
Docente: Profa. Fernanda 
Sugestão de leitura: Cap. 1 do Lehninger 
Bioquímica 
Estudo da química da vida. 
 
 
 Sobrepõe-se a outras disciplinas como a biologia celular, 
a genética, a imunologia, a microbiologia, a 
farmacologia e a fisiologia. 
 
 
A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu 
plano molecular. 
*Conteúdo 
• Compostos chaves para a vida 
• A origem da vida 
• Evolução química 
• Auto-organização – as biomoléculas 
• Dogma central da biologia molecular 
• Evolução biológica 
• Evolução molecular 
• Procariotos x Eucariotos 
• Arquitetura celular 
• Estruturas biológicas 
• O organismo 
A Bioquímica compreende o estudo da vida no seu plano 
molecular 
Um pouco sobre evolução molecular 
 
“...todas as condições para a primeira 
produção de um organismo vivo estavam 
presentes, as quais poderiam estar presentes 
desde sempre. Mas se pudéssemos imaginar 
que, em alguma pequena e quente lagoa, na 
presença de todos os tipos de amônia e sais 
fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., um 
composto proteico tenha se formado 
quimicamente, pronto para ser submetido a 
mudanças mais complexas, atualmente tal 
substância seria devorada instantaneamente, o 
que não ocorreria antes da formação das 
criaturas vivas”. 
 
Charles Darwin, 1871. 
Compostos chaves para a vida: Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio, 
Fósforo, Enxofre, Cálcio, Potássio, Ferro, Cloro, Sódio, Magnésio, e outros 
 
O gene egoísta 
Há 4,5 bilhões de anos, havia uma atmosfera redutora composta de 
H2O, H2, N2, NH3, CO2, CO, CH4 e SO2 
A origem da Vida 
www.johnkyrk.com/evolution.pt.html 
... 
 
 
Se a história da vida na 
terra fosse descrita na 
escala de um calendário 
mensal de 30 dias, a 
história humana 
registrada ocuparia 
somente os últimos 30 
segundos 
A origem da Vida 
 
As três fases... 
1o: Evolução Química 
2o: Auto-organização 
3o: Evolução Biológica 
T 
E 
M 
P 
O 
Evolução Química 
 
Moléculas biológicas “evoluíram” a partir de precursores presentes no mundo 
prébiótico 
 Alexander Oparin e J.B.S. 
Haldene, em 1920: Radiação UV do 
sol ou descargas magnéticas na 
atmosfera levariam compostos 
orgânicos simples a reagirem e 
formarem compostos complexos 
como aminoácidos, bases 
nitrogenadas e açúcares. 
 Em 1953, Stanley Miller e Harold Urey mostraram experimentalmente a validade 
desta sugestão 
 
Evolução Química 
 
O Experimento de Miller-Urey mostrou a formação de moléculas orgânicas 
importantes para a vida como a conhecemos. 
Variações experimentais mostraram a formação de outros compostos 
importantes. 
Auto-organização 
 
Grupos de moléculas formaram polímeros, que se reuniram e formaram 
entidades autorreplicativas, resultando na transição para um sistema vivo. 
 Mas como foi possível a formação de polímeros? 
 
Formação das Biomoléculas  são 4 principais tipos, sendo que 3 são polímeros 
Formação de polímeros 
Auto-organização 
A informação armazenada no 
DNA funciona como molde para 
a sua autorreplicação e a 
origem da progênie celular. 
 
A bicamada lipídica 
O RNA 
O DNA 
A proteína 
 Dogma central da Biologia 
 
A Informação é... 
 
 
 Armazenada 
DNA 
Decodificada 
RNA 
Executada 
Proteínas 
Transcrição Tradução 
 Evolução Biológica 
 
A Informação evoluiu a partir de um ancestral comum e eventos aleatórios de 
mutação e seleção 
A evolução ocasionou o 
surgimento de 
diferentes espécies a 
partir de um ancestral 
comum 
 
A maquinaria e 
linguagem bioquímica é 
comum nos diferentes 
organismos, com 
algumas diferenças 
pontuais devido à 
evolução divergente 
Genes que nos fazem humanos 
Evolução Molecular 
 
A comparação da sequência de DNA ou da proteína permite classificar 
os organismos com mais precisão do que as suas características 
fenotípicas. 
Procarioto versus Eucarioto 
* Procariotos 
abrangem os vários tipos de bactérias 
Eletromicrografia de Escherichia coli 
*A célula eucariótica animal 
*A célula eucariótica vegetal 
Diferentes níveis organizacionais formam uma célula... 
...e um 
organismo 
A Bioquímica 
compreende o 
estudo da vida no 
seu nível molecular, 
desde seus 
componentes até a 
integração entre 
eles, levando a auto-
organização e 
funções específicas 
de cada célula.