Introdução à Bioquímica

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T É C N I C O E M F A R M Á C I A
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Bioquímica5
INTRODUÇÃO
 
Todos os sistemas vivos, do mais simples 
ao mais complexo, dependem de reações 
químicas fundamentais à sua sobrevivência. 
Os organismos crescem e reproduzem-se 
através da multiplicação celular, mas de onde 
provêm os constituintes das células? Como os 
nutrientes absorvidos por um organismo são 
transformados em tecidos tão diversificados, 
como músculos ou o sangue? E como podem 
organismos tão pequenos como uma única 
célula ter uma vida independente? As 
respostas a estas questões estão na base do 
desenvolvimento da Bioquímica. Neste capítulo 
estudaremos os conceitos fundamentais para a 
compreensão da bioquímica.
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1. Matéria não viva x matéria viva
Os organismos vivos são compostos por 
moléculas destituídas de vida. Quando essas 
moléculas são examinadas individualmente, 
elas obedecem a todas as leis físicas e químicas 
que descrevem o comportamento da matéria 
inanimada. Não obstante, os organismos vivos 
possuem atributos extraordinários que não 
são exibidos por uma coleção de moléculas 
escolhidas ao acaso. Na matéria viva, certos 
elementos químicos estão sempre presentes em 
grande proporção, tais como o carbono (C), o 
hidrogênio (H), o oxigênio (O) e o nitrogênio (N) que, 
junto com vários outros elementos, em menores 
quantidades, formam substâncias muito complexas 
(chamadas genericamente de substâncias 
orgânicas), que constituem os seres vivos. 
Você é um ser vivo, assim como uma planta 
e uma bactéria. Já uma pedra não é viva, 
nem uma cadeira. Os seres vivos não podem 
ser definidos por apenas uma característica 
sendo, portanto, necessário levar em conta um 
conjunto de aspectos que os diferenciam dos 
demais seres. Esses aspectos fundamentam a 
organização dos organismos e das células que 
os constituem e fornecem a base para o estudo 
dos fundamentos da bioquímica.
1.1 Aspectos que diferenciam os seres vivos dos 
não vivos
Os seres vivos são formados por células
Os seres vivos apresentam um alto grau de 
complexidade e organização (FIGURA 1). Eles 
possuem estruturas celulares internas intrincadas 
e contêm muitas espécies de moléculas 
complexas. Em contraste, os seres não vivos 
usualmente consistem de misturas de compostos 
químicos relativamente simples.
“Todos os seres vivos são constituídos 
por células”. Este enunciado constitui a 
chamada Teoria Celular. A célula é o elemento 
fundamental dos seres vivos. Em geral, a 
célula é tão pequena que só pode ser vista ao 
microscópio. A maioria dos seres vivos são 
formados por grande quantidade de células e, 
por isso, são chamados de seres pluricelulares. 
Entretanto, existem seres vivos formados 
apenas por uma célula: são os chamados 
unicelulares. As bactérias e os protozoários são 
unicelulares.
Apesar de ser uma estrutura muito pequena a 
célula é composta por várias partes. As células 
serão estudadas mais adiante.
Os seres vivos se movimentam
A capacidade de movimentação, refere-se a 
uma ação voluntária, que um ser vivo faz por 
si próprio. Os animais se movimentam rápida 
e ativamente, nadando, correndo ou voando 
sendo, portanto, mais fáceis de identificar. 
Movimentando-se, os animais realizam tarefas 
básicas, como buscar alimentos, se defender 
e atacar. Nas plantas, a constatação dos 
movimentos requer uma observação mais 
cuidadosa, pois ocorre mais lentamente. Por 
exemplo, se girarmos o vaso de uma planta que 
fica perto da janela, suas folhas se moverão 
lentamente até ficarem voltadas em direção à 
fonte de luz. Essa movimentação, no entanto, 
demorará vários dias. 
Os seres vivos se alimentam
Não se pode conceber a vida sem a presença de 
energia. Energia é o "combustível" necessário 
para que um ser vivo possa realizar suas 
funções vitais. Os seres vivos obtêm a energia 
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a partir dos alimentos orgânicos, que contêm, 
principalmente, açúcares.
Os organismos que conseguem sintetizar esses 
açúcares são chamados de autótrofos (do grego 
auto = por si próprio e trofos = nutrição). É o 
que acontece com as plantas, que são capazes 
de sintetizar esses açúcares a partir da água e 
do gás carbônico através de reações químicas 
que necessitam de luz, realizando um processo 
denominado fotossíntese (do grego foto = luz e 
synthesis = juntar, agrupar).
Por outro lado, organismos incapazes de produzir 
seu próprio alimento, necessitam ingerir vegetais 
ou outros animais para se alimentarem. Esses 
organismos são chamados heterótrofos (do grego 
heteros = outro, diferente e trofos = nutrição). 
Como exemplo, tem-se os animais.
Tanto os seres autótrofos quanto os heterótrofos 
necessitam retirar a energia contida nos 
açúcares, que são degradados em água e gás 
carbônico, liberando energia. O conjunto de 
reações químicas que acontecem nos seres 
vivos (síntese de substâncias ou na degradação 
destas para obtenção de energia) recebe o 
nome de metabolismo. 
Os seres vivos reagem aos estímulos
Todos os seres vivos respondem a estímulos 
que podem ser físicos ou químicos como, 
por exemplo, a mudança de temperatura, de 
luminosidade, de pressão ou de composição 
química do ambiente em que vivem.
Organismos complexos, como o caso do ser 
humano, possuem órgãos sensoriais (olhos, 
ouvidos, nariz, língua e pele) altamente 
especializados em receber os estímulos 
ambientais. Esses órgãos estão ligados ao 
sistema nervoso, que elabora respostas rápidas e 
adequadas a cada tipo de estímulo.
Os vegetais também respondem a estímulos, 
embora mais lentamente que os animais. As 
folhas das plantas crescem em direção à luz, o 
caule cresce para o alto, em resposta contrária ao 
estímulo físico da gravidade, as raízes crescem em 
direção ao centro da terra, em resposta positiva à 
força da gravidade. Também é conhecido o caso 
do girassol, que se movimenta orientado pela 
direção da incidência de raios solares.
Os seres vivos têm ciclo vital
Todos os seres vivos passam por diversas fases 
durante a sua existência: nascem, crescem, 
amadurecem, se reproduzem, envelhecem e 
morrem. Essas etapas constituem o ciclo vital. Os 
seres não vivos não possuem ciclo vital. 
Os seres vivos se reproduzem
Reprodução é a capacidade que os seres vivos têm 
de gerar outros seres semelhantes a si mesmos. 
É por meio da reprodução que as espécies se 
mantêm através dos tempos. É ela que explica 
porque, em condições normais, um ser vivo morre, 
mas a espécie não desaparece. A reprodução 
pode ser considerada a característica essencial da 
vida. Entretanto, apesar de sua importância, não 
é uma função vital, pois o ser vivo pode viver sem 
que haja a necessidade de se reproduzir.
Os seres vivos podem adaptar-se
Adaptação significa a capacidade de um ser 
desenvolver, ao longo de milhares de anos, 
características que permitem ajuntar-se ao 
ambiente. Esse processo de mudanças que 
levam à adaptação recebe o nome de evolução 
biológica. Os cientistas acreditam que as 
girafas, por exemplo, descendem de ancestrais 
que tinham pescoços de comprimentos 
variáveis. Os indivíduos mais altos tinham mais 
chance de sobreviver, pois conseguiam alcançar 
mais facilmente o alimento. Seus filhotes, por 
sua vez, herdaram essas características e a 
transmitiram a seus descendentes. 
2. Conceito de bioquímica
Cada componente de um organismo vivo tem uma 
função específica. Isso é verdade não somente 
para as estruturas macroscópicas, como folhas, 
caules, corações e pulmões, mas também para as 
estruturas microscópicas intracelulares e compostos 
químicos individuais. O organismo vivo é dinâmico; 
alterações em um componente provocam mudanças 
coordenadas ou compensatórias em outro, tendo 
como resultado o conjunto exibindo característicasque vão além daquelas exibidas pelos constituintes 
individuais. A coleção de moléculas executa um 
programa, cujo resultado final é a reprodução do 
programa e a continuação daquela coleção de 
moléculas, ou seja, da vida.
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A Bioquímica pode ser definida como o estudo 
da química dos organismos vivos. Forma uma 
ponte entre a Biologia e a Química, pois estuda 
complexas reações e estruturas químicas 
originam a vida e processos relacionados com 
a ela. É a ciência especializada nos processos 
químicos que ocorrem nos organismos vivos, ou 
seja, a bioquímica é a química da vida.
De uma forma geral, a bioquímica estuda a 
estrutura e função de componentes celulares 
(como, por exemplo, das organelas celulares) 
e os processos efetuados por moléculas de 
diferentes dimensões, tais como as proteínas, 
enzimas, ácidos nucléicos, carboidratos e 
lipídios, entre outros. 
 ÁGUA: O SOLVENTE DA VIDA
A vida depende da presença de água. O 
organismo humano possui cerca de 70% 
de água, um constituinte fundamental do 
meio intracelular e de fluidos extracelulares, 
como o sangue. Os primeiros organismos 
vivos provavelmente apareceram em um 
ambiente aquoso, e a evolução foi marcada 
pelas propriedades do meio aquoso onde 
a vida começou. A água está envolvida em 
praticamente todas as reações químicas da 
célula, sendo considerado o solvente das 
reações bioquímicas. Esse capítulo descreve 
as propriedades físicas e químicas da água 
em relação às quais todos os aspectos da 
estrutura e função das células estão adaptados. 
As forças de atração entre as moléculas de 
água e a pequena tendência em se ionizar 
são de importância crucial para a estrutura 
e função das biomoléculas. A compreensão 
do funcionamento e da função da água em 
sistemas biológicos é fundamental para o 
entendimento de processos bioquímicos.
1. Estrutura da molécula de água
A molécula de água é constituída por dois 
átomos de hidrogênio ligados a um de oxigênio, 
com uma estrutura angular. O átomo de 
oxigênio partilha dois dos seus seis elétrons 
de valência com os átomos de hidrogênio para 
formar as ligações covalentes. Como resultado, 
o hidrogênio tem a sua camada de valência 
completa. O átomo de oxigênio possui dois pares 
de elétrons de valência que não participam de 
ligações, mas que produzem uma zona de carga 
negativa que tende a repelir ligeiramente os 
átomos de hidrogênio. Por esta razão, a molécula 
de água não é linear, formando um ângulo com 
aproximadamente 104,5° (Figura 1).
 
Figura 1 – Estrutura representativa de 
uma molécula de água. Fonte: http://
pt.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/
A_%C3%A1gua,_solvente_da_Vida.
O oxigênio da molécula de água apresenta 
uma carga parcial negativa (Ȣ-), enquanto o 
hidrogênio apresenta uma carga parcial positiva 
(Ȣ-). Como resultado, existe uma atração entre 
o átomo de oxigênio de uma molécula de água 
e o átomo de hidrogênio de uma outra molécula 
de água, fazendo com que elas se liguem, 
formando uma ligação denominada ligação de 
hidrogênio. As ligações de hidrogênio entre as 
moléculas de água fornecem as forças coesivas, 
as quais tornam a água um líquido à temperatura 
ambiente e favorecem um rígido ordenamento 
das moléculas no gelo (Figura 2).
 
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Figura 2 – Representação das ligações de 
hidrogênio (azul) no gelo. FONTE: NELSON, D.L.; 
COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 
São Paulo: Sarvier, 2002.
A ligação de hidrogênio desempenha um papel 
fundamental em muitos processos biológicos, 
especialmente em reações catalisadas por 
diversas enzimas. 
2. Solubilidade em água
Uma solução em que a água é o único ou o 
principal solvente é denominada solução 
aquosa. Como a água é um dos constituintes 
fundamentais da célula, é importante 
reconhecer que moléculas são solúveis ou não 
em meio aquoso. As moléculas podem dividir-
se em hidrofílicas, ou solúveis em água, e 
hidrofóbicas, ou insolúveis em água. Em geral, 
moléculas polares são hidrofílicas e moléculas 
apolares são hidrofóbicas.
As moléculas polares dissolvem-se facilmente 
em água porque podem substituir as 
interações água-água por interações água-
molécula ou água-soluto. A grande maioria das 
moléculas orgânicas encontradas em sistemas 
vivos são hidrofílicas, podendo difundir na 
célula ou ser transportadas por fluidos dentro 
de um organismo, associadas ou não a outras 
moléculas. A maioria dos metabólitos cai 
nesta categoria.
As moléculas não-polares interferem com as 
interações água-água, mas são incapazes de 
formar interações água-soluto. Consequentemente, 
moléculas não polares são pouco solúveis em água. 
Em solução aquosa, moléculas não polares tendem 
a se agregar (Figura 3). Exemplos de biomoléculas 
hidrofóbicas são os ácidos graxos, que formam os 
fosfolipídios. Eles são constituintes das membranas 
celulares que possuem uma extremidade ("cabeça") 
polar e outra ("cauda") apolar. Por isso, os 
fosfolipídeas são considerados moléculas anfifílicas, 
ou seja, parcialmente polares e parcialmente 
apolares. Esta característica possibilita a formação 
de bicamadas lipídicas que limitam o transporte de 
moléculas para dentro e fora da célula, separando o 
meio aquoso interno do meio aquoso externo. Gases 
como o O2 e o CO2 são apolares, apresentando uma 
baixa solubilidade em água. Já as proteínas podem 
ser hidrofílicas ou hidrofóbicas. 
Figura 3 – As moléculas de óleo de cozinha se 
agregam quando misturadas com a água. O 
óleo de cozinha, portanto, é uma substância 
apolar ou hidrofóbica. FONTE: <http://
umaquimicairresistivel.blogspot.com/2011/04/
oleo-e-agua-nao-ha-conversa-possivel.html>.
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PARA REFLETIR...
Os detergentes são utilizados para remover a gordura da louça, enxaguando-as com água. 
Qual é a característica das moléculas do detergente que permite isso?
A CÉLULA
A célula representa a menor porção de matéria 
viva. São as unidades estruturais e funcionais 
dos organismos vivos. A nível estrutural podem 
ser comparadas aos tijolos de uma casa, a 
nível funcional podem ser comparadas aos 
aparelhos e eletrodomésticos que tornam uma 
casa habitável. Cada tijolo ou aparelho seria 
como uma célula. Alguns organismos, tais como 
as bactérias, são microscópicos e unicelulares 
(consistem em uma única célula). Outros 
organismos, tais como os seres humanos, são 
pluricelulares. O corpo humano é constituído por 
aproximadamente 1014 células. Um tamanho de 
célula típico é de 5 a 100 µm.
1. Estrutura geral das células
Apesar de suas muitas diferenças, células 
de todas as espécies compartilham algumas 
características estruturais (Figura 1). Essas 
características são a membrana plasmática, o 
citoplasma e o núcleo.
 
Figura 1 – Características estruturais comuns às células. FONTE: NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger 
Princípios de Bioquímica. São Paulo: Sarvier, 2002.
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1.1 Membrana Celular
A existência das células, como unidades básicas 
da vida, depende de suas interações com o meio 
no qual vivem, nesse caso a matriz extracelular. 
A comunicação e as trocas de substâncias é o 
principal fator da sobrevivência celular. Portanto, 
conhecendo como ocorrem as interações entre as 
células e o meio, compreende-se como funciona 
a vida. Para se conhecer a dinâmica entre a célula 
e o meio, não se deve apenas compreender o 
ambiente externo à célula e o meio intracelular, 
mas também um dos fatores mais importantes 
dessa relação: a membrana celular, que une o 
meio externo e interno. 
A membrana plasmática define a periferia da 
célula, separando o conteúdo intracelular do 
meio extracelular. Ela é composta de grande 
número de moléculas de lipídeos e proteínas, 
formando uma bicamada hidrofóbica fina,resistente e flexível, em volta da célula (Figura 2). 
A membrana é uma barreira à livre passagem de 
íons inorgânicos e à maioria de outros compostos 
polares ou carregados. Proteínas transportadoras 
da membrana plasmática permitem a passagem 
de certos íons e moléculas. Outras proteínas 
da membrana incluem os receptores, que 
transmitem sinais para o interior das células. 
 
Figura 2 – Estrutura da membrana plasmática. 
FONTE: <http://paginas.ucpel.tche.br/~mflessa/bi6.html>.
Pelo fato dos lipídeos individuais e as 
proteínas da membrana plasmática não 
serem ligados covalentemente, a estrutura 
é surpreendentemente flexível, permitindo 
alterações na forma e no tamanho da célula. À 
medida que uma célula cresce, moléculas de 
lipídeos e proteínas recém-sintetizadas são 
inseridas na sua membrana plasmática; a divisão 
celular produz duas células, cada uma com a sua 
própria membrana. Crescimento e fissão ocorrem 
sem perda da integridade da membrana. Numa 
reversão do processo de fissão, duas superfícies 
de membranas separadas podem se fundir, 
também sem perda da integridade. Fusão e fissão 
da membrana são centrais aos mecanismos de 
transporte para o interior e o exterior das células, 
conhecidos como endocitose e exocitose.
1.2 Citoplasma
O volume interno limitado pela membrana 
plasmática é o citoplasma. É composto de uma 
solução aquosa, o citosol, e de uma variedade 
de organelas suspensas. O citosol é uma 
solução aquosa altamente concentrada com 
uma composição complexa e uma consistência 
gelatinosa. Dissolvidas no citosol estão 
muitas enzimas e as moléculas de RNA que as 
codificam; os aminoácidos e nucleotídeos, a 
partir dos quais macromoléculas são montadas; 
centenas de moléculas orgânicas denominadas 
metabólitos, intermediários nas vias 
metabólicas; as coenzimas e os íons inorgânicos. 
A célula bacteriana não possui núcleo que separe 
o material genético bacteriano do citoplasma.
1.3 Núcleo
Todas as células animais possuem um núcleo, 
ou um nucleóide, onde o genoma (o conjunto 
completo de genes, compostos de DNA) é 
armazenado e replicado. As moléculas de DNA 
são sempre muito mais longas do que as próprias 
células e são dobradas e empacotadas dentro 
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do núcleo como complexos supramoleculares de 
DNA com proteínas específicas. Já nos organismos 
superiores o material nuclear é envolto por 
uma membrana dupla, o envelope nuclear. As 
células com envelope nuclear são chamadas de 
eucariotas; aquelas sem envelope nuclear – células 
bacterianas – são células procariotas (Figura 3).
2. Células procariotas
Embora as células procariotas não apresentem 
um núcleo bem definido, o DNA da célula está 
concentrado em uma região conhecida como 
região nuclear. Essa parte da célula coordena 
seu funcionamento de maneira muito similar à 
coordenação exercida pelo núcleo eucariótico. O 
DNA dos procariotos não está complexado com 
proteínas como o DNA de eucariotos e em geral 
constitui apenas uma molécula circular fechada. 
O citosol das células procariotas muitas vezes 
apresenta uma aparência levemente granular, 
devido à presença de ribossomos. Os ribossomos 
são constituídos de RNA e proteína, são o sítio 
de síntese protéica em todos os organismos 
vivos. A presença de ribossomos é a principal 
característica visível do citosol procariótico.
Cada célula é separada do mundo externo por uma 
membrana celular, ou membrana plasmática. Além 
da membrana celular e externa a ela, uma célula 
bacteriana apresenta parede celular, formada 
principalmente por material polissacarídeo, uma 
característica compartilhada com células eucariotas 
vegetais. A parede celular é formada por material 
rígido, servindo de proteção à célula.
 
Figura 3 – Uma comparação entre (a) uma célula eucariota animal, (b) uma célula eucariota vegetal e (c) 
uma célula procariota. FONTE: CAMPBELL, M. K. Bioquímica. Porto Alegre: Artmed Editora, 2000.
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3. Células eucariotas
Os vegetais e animais multicelulares são 
eucariotos, assim como os protistas e os fungos, 
embora existam diferenças óbvias entre eles. Tais 
diferenças têm reflexo no nível celular. As células 
vegetais, como as bactérias, possuem paredes 
celulares. A maior parte da parede celular de 
uma célula vegetal é formada pelo polissacarídeo 
celulose, que confere forma e estabilidade 
mecânica à célula. Os cloroplastos, que são 
organelas fotossintéticas, são encontrados em 
plantas e algas verdes. 
As células animais não possuem paredes celulares 
nem cloroplastos; o mesmo acontece com alguns 
protistas. A tabela 1 apresenta algumas diferenças 
típicas entre células eucariotas e procariotas e na 
figura 3 pode-se observar as principais diferenças 
entre células eucariotas vegetais e animais e 
células procariotas.
Tabela 1 – Comparação entre procariotos e eucariotos.
Organela Células Procariotas Células Eucariotas
Núcleo Sem núcleo definido Presente
DNA
Presente, mas não separado do 
restante da célula
Presente, separado do restante 
da célula
Membrana plasmática Presente Presente
Parede celular Presente Presente apenas nos vegetais
Mitocôndrias
Ausentes, as enzimas estão 
localizadas na membrana 
plasmática
Presentes
Retículo endoplasmático Ausente Presente
Ribossomos Presentes Presentes
Cloroplastos Ausentes Presentes apenas nos vegetais
 
4. Organelas citoplasmáticas
Uma organela pode ser definida como uma 
estruturas dispersas no citoplasma responsável 
por uma ou mais funções especiais. As organelas 
citoplasmáticas mais importantes são: 
♦ Mitocôndrias 
♦ Ribossomos
♦ Reticulo endoplasmático rugoso
♦ Reticulo endoplasmático liso
♦ Complexo de Golgi
♦ Lisossomos 
♦ Peroxissomos
♦ Microtúbulos
A seguir estudaremos as principais 
características e funções dessas organelas.
4.1 Mitocôndrias
As mitocôndrias têm fundamental importância no 
processo de respiração celular e no fornecimento 
de energia a partir da quebra da glicose. O 
fornecimento de energia provém do ciclo de 
Krebs, que ocorre no interior das mitocôndrias, 
onde a partir de uma molécula de glicose, se 
formam 32 ATPs, CO2 e H2O. Além disso, é na 
membrana mitocondrial interna que se localiza o 
sistema transportador de elétrons, que também 
fornece ATP. Na mitocôndria também ocorrem a 
ᵝ-oxidação e parte do ciclo da uréia.
É constituída principalmente de proteínas e lipídeos. 
Também há DNA, RNA, magnésio e cálcio. O DNA é 
composto de filamentos duplos e circulares. Quanto 
ao RNA, existe o rRNA, mRNA e o tRNA.
Quanto à estrutura, as mitocôndrias geralmente 
são alongadas e de tamanho e distribuição 
variáveis. São encontradas dispersas no 
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citoplasma. A quantidade de mitocôndrias está 
diretamente relacionada com a necessidade de 
energia da célula. Quanto maior a necessidade 
de energia, maior será o número de mitocôndrias 
encontradas no local, por exemplo, a cauda 
do espermatozóide, o fígado e o músculo 
estriado cardíaco são repletos de mitocôndrias. 
Microscopicamente as mitocôndrias apresentam 
duas membranas lipoprotéicas, uma membrana 
localiza-se mais externamente e a outra 
mais internamente em relação à estrutura da 
mitocôndria. A primeira é permeável, lisa e 
contém purinas, enquanto que a segunda é 
semipermeável e contém cristais mitocôndrias, 
citocromos e enzimas usadas na produção de 
energia (Figura 4).
Figura 4 – Desenho esquemático de uma 
mitocôndria. FONTE: < http://pt.wikipedia.org/
wiki/Mitoc%C3%B4ndria>.
4.2 Ribossomos
A função dos ribossomos é a síntese protéica. 
Existem dois tipos de ribossomos, um 
presente nos seres procariotos, cloroplastos 
e mitocôndrias e outro nos eucariotos. 
Os ribossomos são compostos por duas 
subunidades de tamanhos diferentes,que depois 
de prontas se separam e saem do núcleo pelo 
poro nuclear, passando para o citoplasma, onde 
se encontram amplamente distribuídos. 
4.3 Retículo endoplasmático
A função do retículo endoplasmático é a síntese 
de alguns compostos. O retículo endoplasmático 
liso (REL) participa principalmente da síntese de 
esteróides e de outros lipídios, aos quais são 
destinados à exportação ou ao uso intracelular 
por organelas, como por exemplo, pelos 
lisossomos. O retículo endoplasmático rugoso 
(RER) participa da síntese de proteínas, mas 
suas funções variam de acordo com a célula em 
que ele se encontra, veja os exemplos a seguir. 
No fígado, o REL é responsável pelos processos 
de conjugação, oxidação e metilação. Já na 
glândula supra- renal, ele participa da produção 
de esteróides, pois ele contém algumas enzimas 
fundamentais para essa produção hormonal, 
enquanto que nas células musculares esqueléticas 
ele participa da ativação do cálcio e da contração 
muscular. Outra função é a síntese de fosfolipídios 
para todas as membranas celulares.
Existem dois tipos de retículo endoplasmático: 
o RER e o REL (Figura 5). O RER está presente 
em maior número nas células especializadas 
na secreção de proteínas, por apresentar 
ribossomos. Já o REL, não apresenta ribossomos 
e sua membrana se dispõe sob a forma de 
túbulos, formando um sistema mais tubular. 
Ambos são formados por uma rede de 
túbulos e por vesículas redondas e achatadas 
intercomunicantes. 
 
Figura 5 – Retículo endoplasmático liso (REL) e 
rugoso (RER). FONTE: <http://www.brasilescola.
com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm>.
4.4 Complexo de Golgi
O complexo de Golgi consiste em um conjunto 
de vesículas achatadas e empilhadas que 
geralmente se localizam em uma determinada 
região do citoplasma. O tamanho e o 
desenvolvimento da organela são variáveis.
As funções do complexo de Golgi são: completar 
as modificações pós-tradução; empacotar e dar 
destino as moléculas sintetizadas pela célula; 
fazer hidrólise de lipídios; terminar o processo 
de glicosilação; de fosforilação e de sulfatação e 
separar proteínas. As proteínas sintetizadas no 
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retículo endoplasmático rugoso são transferidas 
para o Complexo de Golgi, onde se fundem com 
as membranas. No complexo de Golgi, o produto 
secretado é condensado em vesículas grandes, 
formando os grânulos de secreção (Figura 6).
Figura6 – Complexo de Golgi. FONTE:<http://
www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/
celula-eucarionte.asp>
4.5 Lisossomos
Os lisossomos são vesículas delimitadas por 
membrana. Estão presentes em quase todas 
as células, mas em maior quantidade nos 
macrófagos. Geralmente são organelas esféricas 
e com aspecto granuloso. Contém enzimas 
lisossomais (como: fosfatase ácida, glicuronidase, 
sulfatase, ribonuclease e colagenase) que variam 
com a célula. Estas enzimas são sintetizadas e 
segregadas no RER, transportas para o complexo 
de Golgi, onde são empacotadas, formando os 
lisossomos primários.
São responsáveis pela digestão 
intracitoplasmática, renovação das organelas 
celulares e metabolização de diversas moléculas. 
As substâncias do meio extracelular entram na 
célula através dos fagossomos. No interior da 
célula, o fagossomo se funde com o lisossomo 
primário. O processo de digestão inicia dentro de 
outro vacúolo, o lisossomo secundário (Figura 7).
 
Figura 7 – Processo de digestão intracelular realizado pelos lisossomos. FONTE: <http://
bionoensinomedio.blogspot.com/2011/06/2-ano-aula-28-lisossomos.html>.
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4.6 Peroxissomos
São estruturas esféricas, envolvidos por membrana e se dividem por fissão. Os peroxissomos oxidam 
substâncias orgânicas, produzem peróxido de hidrogênio, participam da ᵝ-oxidação, exportam acetil-CoA 
para o citosol, participam da síntese de ácidos biliares e de colesterol. 
São constituídos por enzimas como a catalase, a urato oxidase e aminoácidos, não possuem DNA e 
RNA. A catalase é uma enzima muito importante, pois ela oxida substâncias tóxicas ao organismo, 
inclusive o álcool etílico. 
4.7 Microtúbulos
Os microtúbulos oferecem rigidez à forma das células, sustentam os prolongamentos celulares, dão 
simetria à célula, servem de suporte para as células na locomoção e como base morfológica para 
centríolos, cílios, flagelos e corpúsculos basais. 
Sua constituição depende do tipo celular. Miosina no músculo estriado. No restante das células, em geral, 
são constituídos por filamentos finos de actina e filamentos grossos de miosina associados às organelas. 
Também outras proteínas são visualizadas nos filamentos intermediários, que são constituídos por 
queratinas, vimentina, desmina, proteína fibrilar ácida da glia e por proteínas dos neurofilamentos. 
ESTRUTURA E FUNÇÃO DO NÚCLEO
O núcleo é como se fosse o cérebro da célula. É 
geralmente único e aproximadamente esférico. 
Apresenta membrana nuclear (ou carioteca), 
suco nuclear (ou nucleoplasma), filamentos de 
cromatina e nucléolo(s). O núcleo armazena as 
informações genéticas da célula.
1. Introdução
O núcleo celular é uma estrutura presente nas 
células eucariotas que contém o DNA da célula. 
É delimitado pelo envoltório nuclear e se comunica 
com o citoplasma através dos poros nucleares. O 
núcleo possui duas funções básicas: regular as 
reações químicas que ocorrem dentro da célula 
e armazenar as informações genéticas. O seu 
diâmetro pode variar de 11 a 22 µm. Sua posição é 
geralmente central, acompanhando o formato da 
célula, mas isso pode variar de uma para outra. Nos 
eritrócitos dos mamíferos, o núcleo está ausente.
Além do material genético, o núcleo também 
possui algumas proteínas com a função de 
regular a expressão gênica, que envolve 
processos complexos de transcrição, pré-
processamento do mRNA (RNA mensageiro), 
e o transporte do mRNA formado para o 
citoplasma. Dentro do núcleo ainda se encontra 
uma estrutura denominada nucléolo, que é 
responsável pela produção de subunidades dos 
ribossomos. O envoltório nuclear é responsável 
tanto por separar as reações químicas que 
ocorrem no citoplasma daquelas que ocorre 
dentro do núcleo, quanto por permitir a 
comunicação entre esses dois ambientes. Essa 
comunicação é realizada pelos poros nucleares 
que se formam da fusão entre a membrana 
interna e a externa do envoltório nuclear.
O interior do núcleo é composto por uma matriz 
denominada de nucleoplasma, que é um líquido 
de consistência gelatinosa, similar ao citoplasma. 
Dentro dele estão presentes várias substâncias 
necessárias para o funcionamento do núcleo, 
incluindo bases nitrogenadas, enzimas, proteínas 
e fatores de transcrição. 
O DNA presente no núcleo encontra-se 
geralmente organizado na forma de cromatina 
(que pode ser eucromatina ou heterocromatina), 
durante o período de interfase. Durante a divisão 
celular, porém, o material genético é organizado 
na forma de cromossomos. 
 
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Figura 1 – Estrutura do núcleo celular, destacando a membrana nuclear (1), os ribossomos (2), poros 
nucleares (3), nucléolo (4), cromatina (5), núcleo (6), retículo endoplasmático (7) e nucleoplasma. 
2. Membrana nuclear e poros nucleares
O envoltório nuclear é composto por duas 
membranas celulares dispostas em paralelo 
(uma interior e outra exterior). Ele envolve 
completamente o núcleo e separa o material 
genético da célula do citoplasma, servindo 
como barreira à difusão livre de macromoléculas 
entre o nucleoplasma e o citoplasma. A 
membrana nuclear externa é contínua com 
a membrana do retículo endoplasmático 
rugoso (RER), estando igualmente recoberta 
de ribossomos. O espaço entre as membranas 
nucleares é chamado de espaço perinuclear e 
tem continuidade com o lúmen do RER.
Os poros nucleares providenciamcanais aquosos 
através do invólucro, sendo compostos por 
múltiplas proteínas. Os poros possuem 100 nm 
de diâmetro total; no entanto, o espaço através 
do qual as substâncias difundem livremente 
tem apenas 9 nm de largura, devido à presença 
de sistemas de regulação no centro do poro. 
Este tamanho permite a livre passagem de 
pequenas moléculas solúveis em água ao 
mesmo tempo em que impede que moléculas de 
maiores dimensões, como os ácidos nucleicos 
e proteínas, entrem ou saiam de maneira 
inapropriada. Estas moléculas maiores terão 
que ser transportadas para o interior do núcleo 
de maneira ativa. O núcleo de uma típica célula 
de mamífero tem cerca de 3000 a 4000 poros 
através de todo o seu envelope. 
3. Nucléolo
O nucléolo é uma estrutura presente dentro 
do núcleo, nâo envolta por membrana. O 
papel principal do nucléolo é o de sintetizar 
RNA ribossômico e de formar os ribossomos. 
A coesão estrutural do nucléolo depende 
da sua atividade, já que a formação de 
ribossomos resulta na associação temporária de 
componentes nucleolares. 
Quando observado através do microscópio 
electrônico (Figura 2), o nucléolo pode ser 
visto como sendo constituído por três regiões 
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distintas: uma região interior (centro fibrilar), 
rodeada pelo componente fibrilar denso, 
que por sua vez é rodeado pelo componente 
granular. A transcrição do DNA ocorre no centro 
fibrilar ou na fronteira entre o centro fibrilar e o 
componente fibrilar denso. 
 
Figura 2 – Fotografia de microscópio eletrônico 
de uma célula com nucléolo evidente. Fonte: 
<http://www.iesreypelayo.com/alumnos/tic_01/
Meiosis/Glosario.htm>.
4. Função do Núcleo
A principal função do núcleo celular é controlar 
a expressão genética e mediar a replicação do 
DNA durante o ciclo celular. O núcleo providencia 
o local para a transcrição, que está separado do 
local da tradução, no citoplasma. Isto permite 
um nível de regulação genética que não está 
disponível nos procariotas.
4.1 Compartimentalização celular
O envelope nuclear permite que o núcleo controle 
o seu conteúdo, separando-o do resto do 
citoplasma quando necessário. Isto é importante 
para o controle dos processos de ambos os lados 
da membrana nuclear. 
4.2 Expressão genética
A expressão genética envolve a transcrição, 
na qual o DNA é usado como modelo para 
a produção de RNA. No caso de genes que 
codificam proteínas, o RNA produzido por 
este processo é o RNA mensageiro (RNAm), 
que depois necessita de ser traduzido pelos 
ribossomos para formação das proteínas. Como 
os ribossomos se localizam fora do núcleo, o 
RNAm produzido necessita ser exportado. 
Uma vez que o núcleo é o local da transcrição, 
também contém uma variedade de proteínas que 
fazem a mediação direta da transcrição ou estão 
envolvidos na regulação do processo. Exemplos 
são as helicases que desenrolam a dupla fita da 
molécula do DNA, para facilitar o acesso a ela, 
a RNA-polimerase que sintetiza a molécula de 
RNA, a topoisomerase que muda a quantidade 
de enrolamento no DNA, assim como uma grande 
variedade de fatores de transcrição que regulam 
a expressão genética. 
4.3 Processamento do pré-RNAm
As moléculas recém criadas de RNAm são 
conhecidas como transcritos primários. Elas 
têm que sofrer modificação pós-transcricional 
no núcleo antes de serem exportadas para o 
citoplasma. O RNAm que aparece no núcleo 
sem estas modificações é degradado em vez 
de traduzido em proteínas. Essas modificações 
ocorrem no núcleo.
5. Células anucleadas e polinucleadas
Apesar de a maioria das células possuírem 
um único núcleo, alguns tipos de células não 
possuem núcleo e outros possuem vários 
núcleos. Isto pode ser derivado de processos 
normais, como o da maturação dos eritrócitos de 
mamíferos, ou ser resultado de divisões celulares 
mal sucedidas.
As células anucleadas não possuem núcleo e 
são incapazes de se dividirem para produção de 
descendência celular. O tipo de célula anucleada 
mais conhecida é o eritrócito de mamíferos, 
que também carece de outras organelas como 
a mitocôndria e serve principalmente para 
o transporte de oxigênio dos pulmões para 
os tecidos celulares. Os eritrócitos sofrem 
maturação na medula óssea, onde perdem o 
núcleo, organelas e ribossomos. 
As células polinucleadas possuem múltiplos 
núcleos. Alguns protozoários e fungos possuem 
células polinucleadas. Em humanos, as 
células do músculo esquelético, denominadas 
miócitos, tornam-se multinucleadas durante o 
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seu desenvolvimento. Células multinucleadas 
também podem ser anormais em humanos; 
por exemplo, células que derivam da fusão 
de monócitos e macrófagos,conhecidas como 
células gigantes multinucleadas, por vezes 
acompanham reações de inflamação e também 
estão envolvidas na formação de tumores. 
EXERCÍCIOS
Aula Pratica 01 - Extração do DNA 
1.Você observou alteração na amostra após ter colocado álcool. Explique o por que.
2.Explique a função do detergente e do sal existente na solução de extração do DNA.
3.Explique a importância do DNA para nós.
4.Porque as frutas também têm seus próprios DNAs? 
 
OS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Ácido nucléico é um composto químico, 
de elevada massa molecular, que possui 
grupamento fosfato, açúcar e base nitrogenadas 
portanto, macromoléculas formadas por 
nucleotídeos. Ocorrem em todas as células 
vivas e são responsáveis pelo armazenamento 
e transmissão da informação genética. Sua 
tradução é expressa pela síntese precisa 
das proteínas. Os ácidos nucleicos são as 
biomoléculas mais importantes do controle 
celular, pois contêm a informação genética. 
Existem dois tipos de ácidos nucléicos: 
ácido desoxirribonucléico – (DNA) – e ácido 
ribonucléico – (RNA).
1. O DNA
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é um 
composto orgânico cujas moléculas contêm 
as instruções genéticas que coordenam o 
desenvolvimento e funcionamento de todos 
os seres vivos e alguns vírus. O seu principal 
papel é armazenar as informações necessárias 
para a construção das proteínas e RNAs. O 
restante da sequência de DNA tem importância 
estrutural ou está envolvido na regulação do 
uso da informação genética. O DNA apresenta 
uma estrutura primária e uma secundária e está 
organizado em genes e cromossomos.
1.1. Estrutura primária do DNA
O DNA (ácido desoxirribonucléico) é um longo 
polímero formado por unidades repetidas 
chamadas nucleotídeos. Os nucleotídeos 
correspondem a uma base nitrogenada ligada a um 
açúcar e a um ou mais grupos fosfatos (Figura 1).
 
Figura 1 – Representação de um nucleotídeo de 
DNA. Fonte: <http://www.pensandonisso.com/
curiosidades/extraindo-dna-em-casa>.
As bases nitrogenadas são classificadas em dois 
tipos: adenina (A) e guanina (G) são purinas, 
enquanto que citosina (C) e timina (T) são 
compostos heterocíclicos chamados pirimidinas 
(Figura 2). 
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Figura 2 – Bases nitrogenadas do DNA. Fonte: 
<http://biologiautea.blogspot.com/2010/05/
moleculas-organicas.html>.
O açúcar do DNA é ᵝ2-desoxirribose (Figura 1), uma 
pentose (açúcar com cinco carbonos). Na cadeia de 
DNA, os açúcares são unidos por grupos fosfato. 
1.2. Estrutura secundária do DNA: a dupla hélice
Em organismos vivos, o DNA não existe como 
uma molécula única (cadeia simples), mas 
sim como um par de moléculas firmemente 
associadas. As duas longas cadeias de DNA 
enrolam-se formando uma dupla hélice (Figura 
3). Os nucleotídeos estão presentes em ambas as 
cadeias da dupla hélice, unidos os nucleotídeos 
da mesma cadeia temos ligações fosfodiéster e 
à unindo cadeia complementar temos pontes 
de hidrogênio formadas pelas suas bases. Em 
geral, uma base ligada a um açúcar é chamada 
de nucleosídeo e uma base ligada a um açúcar e 
um ou mais fosfatosé chamada de nucleotídeo. 
Portanto, o DNA pode ser referido como um 
polinucleotídeo. 
Para formação da dupla-hélice, a base 
nitrogenada em uma cadeia é determinante da 
base na cadeia complementar. Adenina somente 
se liga a timina e vice-versa, e citosina somente 
se liga à guanina e vice-versa.
 
Figura 3 – Estrutura secundária ou dupla-hélice do DNA, mostrando a disposição dos átomos 
(A), a dupla hélice (B) e as ligações entre as bases nitrogenadas e o açúcar (C). Fonte: <http://
cienciaehumanidade.blogspot.com/2010/04/acidos-nucleicos.html>.
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Estas ligações assimétricas significam que uma 
cadeia de DNA tem uma direção. Numa dupla 
hélice, a direção dos nucleotídeos de uma 
cadeia é oposta à direção dos nucleotídeos da 
outra cadeia. As terminações assimétricas das 
cadeias de DNA são designadas terminais 5' 
(cinco linha) e 3' (três linha). 
Embora os monômeros (nucleotídeos) que 
constituem o DNA sejam muito pequenos, 
os polímeros de DNA podem ser moléculas 
enormes, com milhões de nucleotídeos. 
Uma molécula de DNA do ser humano possui 
aproximadamente dois metros de comprimento, 
encapsulada em um núcleo celular de 6 µm, o 
equivalente a acomodar uma linha de 40 km de 
comprimento em uma bola de tênis. 
1.3 Organização do DNA: Genes e cromossomos
O DNA está localizado no núcleo celular 
dos eucariotos, assim como em pequenas 
quantidades em mitocôndrias e em cloroplastos. 
Em procariotos, o DNA está dentro de um corpo de 
forma irregular no citoplasma chamado nucleóide. 
O DNA ocorre normalmente como cromossomos 
lineares em eucariotos e como cromossomos 
circulares em procariotos. O conjunto dos 
cromossomos em uma célula constitui o seu 
genoma; o genoma humano está disposto em 46 
cromossomos, divididos em 23 pares, sendo 22 
pares autossomos e um par sexual. O par sexual 
na mulher corresponde a dois cromossomos X 
(Figura 4) e no homem a um cromossomo X e um 
Y (Figura 5). Essa disposição dos cromossomos é 
denominada cariótipo.
 
Figura 4 – Cariótipo de uma mulher sadia. Fonte: 
<http://biologia-soraia.blogspot.com/>.
 
Figura 5 – Cariótipo de um homem sadio. Fonte: 
<http://www.cobach-elr.com/academias/quimicas/
biologia/biologia/curtis/libro/c19a.htm>.
A informação transportada pelo DNA está 
contida nas sequências de DNA chamados 
genes (Figura 6). A informação genética está 
nos genes, e o conjunto completo desta 
informação num organismo é denominado 
genótipo. Um gene é a unidade básica da 
hereditariedade e é uma região do DNA que 
influencia uma característica particular num 
organismo ou fenótipo.
 
Figura 6 – Organização do DNA em cromossomos 
e genes. Fonte: < http://www.educomputacion.cl/
content/view/476/219/>.
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2. O RNA
A composição do RNA compostos heterocíclicos chamados é muito semelhante ao do DNA (ácido 
desoxirribonucleico), mas apresenta algumas diferenças.
O RNA tem o açúcar ribose em seus nucleotídeos ao invés da desoxirribose encontrada no DNA. 
Como os nomes sugerem, os dois açúcares diferem na presença ou ausência de apenas um átomo de 
oxigênio (Figura 7). 
 
Figura 7 – Diferença entre o açúcar do RNA (ribose) 
e do DNA (desoxirribose). Fonte: <sobiologia.com.br>.
O RNA é formado por uma cadeia simples de nucleotídeos, não por uma dupla hélice como o DNA. Um 
filamento de RNA pode se dobrar de tal modo que parte de suas próprias bases se pareiam umas com 
as outras. Tal pareamento intramolecular de bases é um determinante importante da forma do RNA. 
Assim, formando pontes intracadeia o RNA é capaz de assumir uma variedade muito maior de formas 
moleculares tridimensionais complexas do que a dupla hélice de DNA (Figura 8).
 
Figura 8 – Desenho esquemático de uma fita de RNA. Fonte: <http://www.uic.edu/classes/phys/
phys461/phys450/ANJUM04/>.
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Os nucleotídeos de RNA (chamados ribonucleotídeos) contêm as bases adenina (A), guanina (G), 
citosina (C) e uracila (U), mas esta última pirimidina, está presente lugar da timina (Figura 9).
 
Figura 9 – Bases nitrogenadas do RNA. 
Fonte: <http://biologiautea.blogspot.com/2010/05/moleculas-organicas.html>.
Na Tabela 1, destacam-se as principais diferenças entre DNA e RNA.
Tabela 1 – Principais diferenças entre DNA e RNA.
Característica DNA RNA
Açúcar Desoxirribose Ribose
Fita Dupla (hélice) Simples
Bases nitrogenadas A, C, G, T A, C, G, U
Organização Genes e cromossomos -
Tipos - Mensageiro, cromossômico e transportador
Função
Herança genética, coordenar 
funções celulares
Síntese de proteínas, estrutural 
(ribossomos)
 
 
3. Replicação do DNA
Dá-se o nome de replicação ao processo em que uma molécula de DNA dá origem à outra, idêntica a 
ela. A replicação é a primeira etapa do processo de divisão celular. A divisão celular é essencial para 
que um organismo cresça ou possa se reproduzir. Existem dois processos pelos quais as células se 
dividem: a mitose e a meiose. Na mitose, uma célula dá origem a duas células, com o mesmo número 
de cromossomos. Esse processo ocorre na maioria das células do nosso organismo, como parte do 
processo de renovação celular. Já na meiose, uma célula dá origem a quatro células com metade do 
número de cromossomos. Esse processo dá origem às células reprodutivas (Figura 10).
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Quando uma célula se divide, ela tem de 
replicar seu DNA para que as duas células-
filhas tenham a mesma informação genética 
que a célula parental, ou para que as quatro 
células-filhas tenham a metade do seu número 
de cromossomos. A estrutura em dupla-hélice 
do DNA fornece um mecanismo simples para a 
sua replicação. As duas cadeias são separadas 
e as sequências de DNA complementares a 
cada uma das cadeias são recriadas por uma 
enzima chamada DNA polimerase. Esta enzima 
constrói a cadeia complementar encontrando 
a base correta através de emparelhamento 
com a base complementar, e ligando-a à 
cadeia original. Desta forma, a base presente 
na cadeia antiga determina a base que vai 
aparecer na nova cadeia e a célula acaba com 
uma cópia perfeita do seu DNA. Se a base na 
cadeia antiga for a adenina, a base na cadeia 
nova será a timina e vice-versa. Se a base a 
cadeia antiga for a citosina, a base na cadeia 
nova será a guanina e vice-versa (Figura 11).
Figura 10 – Diferença entre a divisão 
celular por mitose e meiose. Fonte: <http://
agrupamentoideias.blogspot.com/2011/04/
biologia-origens-da-genetica.html>. 
 
Figura 11 – Desenho esquemático da duplicação do DNA. 
Fonte: <http://www.cocemsuacasa.com.br/ebook/pages/1383.htm>.
4. Transcrição do DNA
A transcrição é o processo pelo qual uma 
molécula de DNA dá origem a uma molécula de 
RNA mensageiro. É a primeira fase da síntese de 
proteínas de um organismo.
Na transcrição, os códons (conjunto de três 
Nucleotídeos) de um gene são copiados para um 
RNA mensageiro pela enzima RNA polimerase. 
Esta cópia de RNA é depois descodificada 
por um ribossomo que lê a sequência de 
RNA emparelhando o RNA mensageiro com o 
RNA transportador, que carrega aminoácidos. 
A transmissão da informação dos genes é 
conseguida pela complementaridade do 
emparelhamento das bases. Por exemplo, na 
transcrição, quando uma célula usa a informação 
num gene, a sequência de DNA é copiada para 
uma sequência de RNA complementar através da 
atração entre o DNA e os nucleotídeos de RNA 
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corretos. Se a base na cadeia antiga for a adenina, a base na cadeia nova será a uracila e vice-versa. 
Se a base na cadeia antiga for a citosina, a base na cadeia nova será a guanina e vice-versa. Esta cópia 
de RNA pode ser depois usada para compor uma sequência protéica correspondente no processo de 
tradução, que depende da mesma interaçãoentre nucleotídeos de RNA (Figura 12). 
 
Figura 12 – Esquema da transcrição do DNA e produção do RNA mensageiro. 
Fonte: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40421998000400013&script=sci_arttext>. 
EXERCÍCIOS
5. Exercícios de Fixação
5.1 Sobre o DNA e o RNA, complete a tabela abaixo:
Característica DNA RNA
Açúcar
Bases Nitrogenadas
Estrutura
Níveis de organização
Tipos
Função
5.2 Observe a sequência de bases nitrogenadas em um fragmento de DNA e faça o que se pede. 
 
A) Desenhe a sequência do outro fragmento de DNA da dupla hélice. 
B) Desenhe a sequência do fragmento obtido a partir da duplicação dessa fita de DNA.
C) Desenhe a sequência do fragmento obtido a partir da transcrição dessa fita de DNA.
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5.3 Os genes são passados do pai e da mãe 
para um filho e correspondem ao genótipo 
de um indivíduo. Sobre os genes, responda 
às perguntas abaixo. Que nome se dá à 
característica externa manifestada pelos genes?
5.4 Os cromossomos são a forma máxima 
de organização do DNA e dos genes de um 
indivíduo. Sobre os cromossomos, responda 
às questões abaixo.
A) Quantos cromossomos tem a maioria das 
células de um indivíduo sadio?
B) Qual o nome do processo responsável 
pela produção da maioria das células de um 
indivíduo?
C) Quantos cromossomos tem as células 
reprodutivas de um indivíduo sadio?
D) Qual o nome do processo responsável 
pela produção das células reprodutivas de 
um indivíduo?
E) Qual à diferença entre homens 
e mulheres, do ponto de vista dos 
cromossomos?
F) Em um cruzamento humano, qual o sexo 
determinante do sexo do bebê? Por que?
pH e SISTEMAS TAMPÃO
Além das propriedades e importância da água 
citadas no capítulo 2, outra propriedade única 
da água é o seu papel no controle da acidez 
dentro da célula por meio de tampões. A 
sobrevivência da célula depende do controle 
preciso do seu pH interno, bem como o 
funcionamento correto dos órgãos e tecidos.
1. Autoionização da água
A molécula de água – H2O – sofre autoionização, 
ionizando-se em H+ e OH-. Na realidade, o próton, 
H+, não tem existência própria: é capturado por 
uma molécula de água, originando o íon H3O+ (íon 
hidrônio ou hidroxônio). Esta ionização é expressa 
como o equilíbrio químico abaixo:
 
 2 H2O → H3O+ + OH-
A extensão desta ionização é bastante pequena: 
ambos os íons encontram-se a uma concentração 
cerca de 10-7 mol.L-1.
A capacidade da água em ionizar-se tem 
consequências de grande relevância fisiológica. 
←
Diversas reações bioquímicas dependem da 
transferência de H+ entre moléculas e enzimas, 
e a transferência de prótons através das redes 
formadas por moléculas de água é possibilitada 
pelo seu pequeno tamanho.
A existência de espécies químicas com 
possibilidade de se ionizarem em solução altera 
o equilíbrio da reação de autoionização da água. 
A extensão do equilíbrio das espécies iônicas 
H3O+ e OH- é expresso como um equilíbrio 
químico normal, ou seja, como a razão entre o 
produto das concentrações dos íons e o produto 
dos reagentes.
Sendo o solvente o único reagente, a concentração 
da água numa solução aquosa é constante: a 25 
°C é 55,5 M. 
A expressão de equilíbrio pode ser rearranjada da 
seguinte forma:
 
Kw é O produto iônico da água. O valor de Keq é também conhecido (1,8 × 10-16 M), pelo que
 
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2. Conceito de pH
Quando [H+]=[OH-], a concentração de cada 
uma destas espécies é 1,0×10-7M, a 25 ºC. 
Nestas condições diz-se que a solução se 
encontra a pH neutro.
O pH é definido como o inverso do logaritmo da 
concentração de H+:
 
Por esta definição, o pH neutro é numericamente 
igual a 7 (sem unidade).
Quando [H+] < [OH-], a solução terá um pH 
superior a 7 e diz-se que é básica ou alcalina. 
Quando [H+] > [OH-], a solução tem um pH inferior 
a 7, dizendo-se que é uma solução ácida.
Por isso, é possível estabelecer uma escala 
numérica de pH que vai de 1 a 14. A escala de 
pH é apresentada na Figura 1, bem como a 
localização de algumas substâncias nela.
Figura 1 – Escala de pH. 
FONTE: <http://pt.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/A_%C3%A1gua,_solvente_da_Vida>.
Que importância tem o pH de uma solução? 
Muitas substâncias possuem grupos que podem 
sofrer protonação, isto é, incorporar um ou mais 
prótons ou H+. Da mesma forma, podem sofrer 
desprotonação, ou seja, perder H+. Em muitos 
casos, o estado de protonação de uma molécula 
afeta a sua atividade biológica. Exemplo disto 
é o estado de protonação de diversas cadeias 
laterais de aminoácidos que constituem enzimas: 
por vezes, basta um aminoácido não possuir um 
próton para uma enzima inteira não funcionar.
3. Medida do pH
O pH de uma solução pode ser medido de 
várias formas. O método de maior sensibilidade 
é o uso de um eletrodo de pH ou pHâmetro, 
um dispositivo eletroquímico que mede a 
concentração de H+ em solução. O eletrodo é 
parcialmente submergido na solução a medir; 
produz então uma corrente elétrica proporcional 
à concentração de H+, que é convertida a 
um valor numérico. Para leituras de menor 
sensibilidade, podem ser utilizadas fitas de 
pH ou soluções indicadoras. As soluções 
indicadoras mudam de cor no chamado ponto 
de viragem, tendo uma determinada cor abaixo 
desse valor de pH e outra cor acima. As fitas de 
pH usam o mesmo princípio, mas em geral usam 
combinações de indicadores para uma medição 
mais precisa do pH.
4. Soluções tampão
Uma solução tampão é uma solução aquosa que 
não sofre variações significativas de pH quando 
se adicionam pequenas quantidades de ácidos 
ou bases. São, portanto, soluções cujo pH ideal 
se encontra no centro da zona tamponante do par 
conjugado ácido/base. Como já referido, muitos 
processos biológicos dependem do estado de 
protonação de moléculas como as enzimas, sendo 
fundamental o controle rigoroso do pH do meio em 
que esses processos se desenrolam. Fluidos como 
o sangue e o citoplasma têm um pH definido, 
geralmente em torno de 7, e que não muda 
significativamente graças à presença de diversas 
substâncias dissolvidas que atuam como tampão.
Dois dos tampões fisiológicos mais importantes, 
especialmente em fluidos como o sangue, são o 
tampão de carbonatos e o tampão de fosfatos. O 
dióxido de carbono (CO2), um gás em condições 
normais de pressão e temperatura, pode dissolver-
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se em soluções aquosas formando ácido carbônico, 
H2CO3. Estabelece-se então o equilíbrio
 CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
O ácido carbônico, por sua vez, dissocia-se em 
solução aquosa, estabelecendo-se um segundo 
equilíbrio:
 H2CO3 → HCO3- + H+
A quantidade de íon hidrogenocarbonato (HCO3-) 
em solução depende em primeira instância da 
pressão parcial do CO2, pois esta determina o 
equilíbrio entre CO2 dissolvido e não dissolvido 
←
em solução. Assim, quanto mais dióxido de 
carbono for dissolvido, maior será a acidificação 
da solução aquosa em que este se dissolve.
O tampão de fosfatos, em situação fisiológica, 
refere-se especificamente ao equilíbrio.
 H2PO4- → HPO42- + H+
É um tampão natural no citoplasma de todas as 
células, já que o grupo fosfato está presente em 
diversas moléculas biológicas.
←
←
CURIOSIDADE
Sendo o CO2 produto da respiração, condições como acidose metabólica, ou seja, redução do pH do 
sangue aumenta a freqüência respiratória. Isso pode ser explicado pelo equilíbrio entre CO2 e H2CO3. 
O aumento de H+, representado pela queda no pH do sangue, desloca o equilíbrio para a formação do 
H2CO3, com consequente aumento da formação do CO2. Para reduzir o CO2 no sangue, aumenta-se 
então a frequência respiratória.
EXERCÍCIOS
Aula Prática 02 - Solução Tampão
1- Construir uma curva com os dados obtidos (volume de NaOH adicionadosvs pH).
2- Identificar a faixa tamponante.
3- Por que de sua ocorrência e sua importância nos sistemas biológicos?
4- Qual é a aplicabilidade da solução tampão?
5- Qual o objetivo da solução tampão e o objetivo de se aprender esse procedimento?
CARBOIDRATOS
Mais da metade de todo o carbono orgânico do 
planeta Terra está armazenado em somente duas 
moléculas de carboidratos: amido e celulose. 
Ambos são polímeros de um monômero de 
açúcar: a glicose. A única diferença entre eles é 
a maneira como as moléculas de glicose estão 
organizadas. A glicose é produzida pelas plantas 
verdes e armazenada na forma de amido. Os 
animais possuem uma enzima que reconhece o 
amido e permite a sua digestão. Já a celulose é 
o principal componente das paredes celulares 
das plantas, algodão e madeira. Os animais 
não digerem a celulose. Carboidratos também 
fazem parte da parede celular de bactérias e da 
membrana de nossas células, nesse caso na 
forma de glicoproteínas. As glicoproteínas podem 
agir como marcadores de superfície celular 
para reconhecimento por outras biomoléculas. 
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Tal reconhecimento é de importância vital nas 
transfusões sanguíneas, já que a compatibilidade 
de tipos sanguíneos depende das glicoproteínas.
1. Estrutura e função dos carboidratos
Os carboidratos são as biomoléculas mais 
abundantes na natureza, apresentam 
como fórmula geral: Cn(H2O)n, daí o nome 
"carboidrato", ou "hidratos de carbono". São 
conhecidos como açúcares. Entretanto, apenas 
os açúcares simples, ou monossacarídeos, se 
encaixam nessa fórmula. 
Os carboidratos desempenham vários papéis 
importantes na bioquímica. Em primeiro 
lugar, eles são a principal fonte de energia 
do nosso organismo. Em segundo lugar, os 
oligossacarídeos possuem um papel chave 
nos processos que ocorrem na superfície das 
células, particularmente nas interações célula-
célula e no reconhecimento imune. Além disso, 
os polissacarídeos são componentes estruturais 
essenciais de várias classes de organismos.
Na biosfera, há provavelmente mais carboidratos 
do que todas as outras matérias orgânicas juntas, 
graças à grande abundância, no reino vegetal, de 
dois polímeros da glicose, o amido e a celulose. 
O corpo humano armazena carboidratos sob a 
forma de glicogênio e em dois lugares: fígado e 
músculo. Além disso, a glicose circula no sangue. 
Os carboidratos presentes no músculo sob a forma 
de glicogênio evitam que nossos músculos sejam 
digeridos para produção de energia. O metabolismo 
dos carboidratos será estudado no capítulo 12.
2. Classifi cação dos carboidratos
Os carboidratos são classificados conforme o 
número de carbonos em sua estrutura.
2.1 Monossacarídeos
Os monossacarídeos são carboidratos com 
reduzido número de átomos de carbono em sua 
molécula. O "n" da fórmula geral pode variar 
de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses 
e heptoses), sendo os mais importantes as 
pentoses (C5H10O5) e as hexoses (C6H12O6). 
São relativamente pequenos, solúveis em água e 
não sofrem hidrólise. Na tabela 1 estão listados 
os principais monossacarídeos.
Tabela 1 – Principais monossacarídeos e suas funções.
 
Carboidratos Nome Importância Biológica
Trioses 
(C3H6O3)
Gliceraldeído Composto intermediário da glicólise.
Diidroxiacetona Participa da glicólise.
Pentoses 
(C5H10O5)
Ribose
Matéria-prima para a síntese de ácido 
ribonucleico (RNA).
Desoxirribose
Matéria-prima para a síntese de ácido 
desoxirribonucleico (DNA).
Hexoses 
(C6H12O6)
Glicose
Molécula mais utilizada pelas células 
para a obtenção de energia.
Frutose Função energética.
Galactose
Constitui a lactose do leite. Função 
energética.
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A figura 1 ilustra as estruturas das trioses. A 
estrutura das pentoses foi mostrada no capítulo 5.
 
Figura 1 – Estrutura das trioses. Fonte: <http://
camilalemos.com/2009/02/07/carboidratos/>.
A figura 2 ilustra as estruturas das principais 
hexoses.
 
Figura 2 – Estrutura das principais hexoses. 
Fonte: <http://www.saudeanimal.com.br/artigo_
luigi_nutricao019.htm>.
2.2 Oligossacarídeos
Os oligossacarídeos são carboidratos resultantes da união de duas a dez moléculas de 
monossacarídeos. A ligação entre os monossacarídeos ocorre por meio de ligação glicosídica, 
formada pela perda de uma molécula de água. O grupo mais importante dos oligossacarídeos são os 
dissacarídeos, formados pela união de apenas dois monossacarídeos. Quando são constituídos por 
três moléculas de monossacarídeos, recebem o nome de trissacarídeos.
Os oligossacarídeos são solúveis em água, mas, como não são carboidratos simples como os 
monossacarídeos, necessita ser quebrados na digestão para que sejam aproveitados pelos organismos 
como fonte de energia. Na tabela 2 são apresentados os principais oligossacarídeos e suas funções.
Tabela 2 – Principais oligossacarídeos e suas funções.
Carboidratos Nome Combinação Importância Biológica
Dissacarídeos
Sacarose glicose + frutose
Abundante na cana-de-açúcar e 
beterraba. Função energética.
Lactose glicose + galactose
Encontrada no leite. Função 
energética.
Maltose
glicose + glicose
Encontrada em alguns vegetais, 
provém também da digestão do 
amido pelos animais. Função 
energética.
Trissacarídeos Rafinose
glicose + frutose + 
galactose
Encontrada principalmente nas 
leguminosas, não é digerida pelos 
seres humanos. Função energética.
2.3 Polissacarídeos
Os polissacarídeos são carboidratos grandes, às vezes ramificados, formados pela união de mais 
de dez monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, 
geralmente de hexoses. São insolúveis em água e, portanto, não alteram o equilíbrio osmótico das 
células. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de 
combustível e como elementos estruturais. Os principais polissacarídeos são descritos na tabela 3.
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Tabela 3 – Principais polissacarídeos e suas funções.
Polissacarídeo Composição Importância Biológica
Amido
≈1.400 
glicoses
Armazenado no amiloplasto de raízes do tipo tuberosa 
(mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo 
(batatinha), frutos e sementes. Principal reserva energética 
dos vegetais.
Glicogênio
≈30.000 
glicoses
Armazenado no fígado e nos músculos. Principal reserva 
energética de animais e fungos.
Celulose
≈1.000 
glicoses
Função estrutural na célula vegetal, como um componente 
da parede celular.
Quitina
Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e está presente na 
parede celular dos fungos.
 
EXERCÍCIOS
Aula Prática 03 - Identificação qualitativa do amido
1.Você observou diferenças na coloração obtida entre os alimentos. Explique por que.
2.Dos alimentos analisados qual(s) apresentavam maior quantidade de amido?
LIPÍDIOS
Quando o assunto é lipídios, a primeira palavra 
que aparece em nossas mentes é gordura. 
Isso nos faz pensar automaticamente em uma 
biomolécula ruim ou que faz mal à saúde. 
Entretanto, além da reserva de energia, que às 
vezes pode estar em excesso no nosso organismo 
(representada pelas gordurinhas a mais), os 
lipídios apresentam uma gama de outras funções, 
sem as quais a vida certamente não existiria.
1. Conceito
São substâncias caracterizadas pela baixa 
solubilidade em água e em outros solventes 
polares e alta solubilidade em solventes 
orgânicos ou apolares. É vulgarmente conhecido 
como gorduras e suas propriedades físicas 
estão relacionadas com a natureza hidrófoba 
das suas estruturas. Na verdade, toda a 
relevância do metabolismo lipídico advém 
desta característica hidrofóbica das moléculas, 
que não é uma desvantagem biológica (mesmo 
o corpo possuindo cerca de 70% de água). 
Justamente por sereminsolúveis, os lipídios são 
fundamentais para estabelecer uma interface 
entre o meio intracelular e o extracelular, 
conhecidamente hidrofílicos. 
2. Função dos lipídios
Os lipídios apresentam diversas funções, dentre 
as quais se destacam:
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♦ Componentes estruturais das membranas 
celulares, juntamente com as proteínas;
♦ reserva e fonte de energia;
♦ isolamento térmico sobre a epiderme de muitos 
animais (tecido adiposo);
♦ isolamento e proteção de órgãos;
♦ compõem a estrutura de hormônios e vitaminas;
♦ sinalização intra e intercelulares. 
3. Classifi cação
A classificação para os lipídios é baseada na presença 
ou não de ácidos graxos em sua composição. 
3.1 Lipídios com ácidos graxos em sua 
composição
São saponificáveis, pois reagem com bases 
formando sabões. São as biomoléculas mais 
energéticas, fornecendo acetil-coA para o ciclo do 
ácido cítrico (capítulo 14). 
3.1.1 Ácidos Graxos
São ácidos orgânicos de cadeia longa, com mais 
de 12 carbonos. Essa cadeia alquila pode ser 
saturada ou insaturada. São classificados em 
ácidos graxos saturados e insaturados e suas 
diferenças podem ser visualizadas na Tabela 1.
Tabela 1 – Características dos ácidos graxos.
CARACTERÍSTICA ÁCIDO GRAXO SATURADO ÁCIDO GRAXO INSATURADO
Duplas ligações Não Sim, uma ou mais
Estado físico à 
temperatura ambiente
Sólido Líquido
Origem Gorduras de origem animal Óleos de origem vegetal
Exemplos
Ácido palmítico
CH3(CH2)14COOH
Ácido esteárico
CH3(CH2)16COOH
Ácido araquídico
CH3(CH2)18COOH
Ácido Palmitoléico
CH3-(CH2)5-HC=CH-(CH2)7-COOH
Ácido Linoleico
CH3-(CH2)3-(CH2-HC=CH)2-(CH2)7-COOH
Ácido Araquidônico
CH3-(CH2)3-(CH2-HC=CH)4-(CH2)3-COOH
Os ácidos graxos podem sofrer reações de hidrogenação, halogenação, saponificação esterificação e oxidação.
3.1.2 Triacigliceróis
Os triacilgliceróis são lipídios formados pela ligação de três moléculas de ácidos graxos com o 
glicerol, um triálcool de três carbonos, através de ligações do tipo éster ou de esterificação (Figura 1). 
São absolutamente hidrofóbicos, sendo também chamados de gorduras neutras ou triglicerídeos. Os 
ácidos graxos que participam da estrutura de um triacilglicerol são geralmente diferentes entre si. 
 
Figura 1 – Reação de esterificação para produção de um tracilglicerol. 
Fonte: < http://duplat.blogspot.com/2009/10/gorduras-e-oleos-parte-i.html>. 
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A principal função dos triacilgliceróis é a de 
reserva de energia e eles são armazenados 
nas células do tecido adiposo, principalmente. 
São armazenados em uma forma desidratada 
quase pura, e quando metabolizados fornecem 
aproximadamente o dobro da energia fornecida 
por carboidratos por grama. Além de reserva de 
energia, o tecido adiposo constitui uma camada 
isolante do nosso organismo, evitando mudanças 
bruscas de temperatura.
3.1.3 Fosfoglicerídeos
São lipídios que, por hidrólise, liberam um mol 
de glicerol, dois mols de ácidos graxos e um 
mol de ácido fosfórico. O glicerol geralmente 
está ligado a uma base nitrogenada, através de 
ponte fosfodiéster, o que faz desses compostos 
moléculas anfipáticas, de caudas apolares 
(por conter ácidos graxos) e cabeças polares 
(fofatidil-X). Os fosfoglicerídeos são o principal 
componente lipídico das membranas biológicas.
3.1.4 Esfi ngolipídios
São formados por uma molécula de um 
aminoálcool de cadeia longa, a esfingosina, 
ligado aos ácidos graxos. São lipídios 
importantes na estrutura das membranas 
biológicas, devido ao seu caráter claramente 
anfipático, e que participam do processo de 
sinalização celular. Os derivados de ácidos 
graxos da esfingosina são conhecidos como 
ceramidas, as quais são precursoras dos lipídios 
mais abundantes.
Figura 2 – Estrutura das ceramidas e da 
esfingomielina, um esfingolipídio. Fonte: <http://
www2.uah.es/dianas/00101001_sanchez.htm>.
3.1.5 Ceras
São lipídios que, por hidrólise, liberam um 
mol de ácido graxo de cadeia longa e um mol 
de álcool alifático de cadeia longa. Possuem 
estrutura linear, o que facilita a agregação entre 
as moléculas, formando cadeias hidrofóbicas que 
configuram sua função impermeabilizante.
3.2 Lipídios sem Ácidos Graxos em sua 
Composição
Não são saponificáveis. As vitaminas 
lipossolúveis e o colesterol são os principais 
representantes destes lipídios que não são 
energéticos, mas desempenham funções 
fundamentais no metabolismo.
3.2.1 Esteróides
São lipídios que não possuem ácidos 
graxos em sua estrutura. São derivados do 
ciclopentanoperidrofenantreno (Figura 3), um 
composto que consiste de quatro anéis não-
planares fusionados. 
Figura 3 – Ciclopentanoperidrofenantreno, 
estruturas das quais os esteróides são derivados. 
Fonte: <http://www.dbm.ufpb.br/DBM_
bioquimica_monitoria.htm>.
O esteróide mais importante é o colesterol (Figura 
4). O grupamento polar OH confere-lhe um fraco 
caráter anfipático, permitindo que este esteróide 
seja um componente majoritário das membranas 
plasmáticas animais; enquanto que seu sistema 
de anéis fusionados lhe fornece uma rigidez 
maior do que outros lipídios de membrana. 
 
Figura 4 – Estrutura do colesterol, mostrando, em 
vermelho, o grupamento OH. Fonte: <://www2.
uah.es/dianas/00101001_sanchez.htm>.
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O colesterol é o precursor metabólico dos hormônios 
sexuais, dos glicocorticóides, mineralocorticóides, 
ácidos e sais biliares e vitamina D. O colesterol pode 
também ser esterificado a cadeias longas de ácidos 
graxos formando ésteres de colesterol, os quais 
são totalmente hidrofóbicos, não fazendo parte da 
constituição das membranas biológicas.
3.2.2 Terpenos
Possuem unidades isoprenóides como unidades 
básicas. As vitaminas E e K são os representantes 
mais importantes, além de vários óleos 
aromáticos de vegetais.
3.2.3 Lipoproteínas
São associações entre proteínas e lipídios 
encontradas na corrente sanguínea e que têm como 
função transportar os lipídios no plasma e regular o 
seu metabolismo. A fração lipídica das lipoproteínas 
é muito variável, e permite a classificação das 
mesmas em cinco grupos, de acordo com suas 
densidades e mobilidade eletroforética:
♦ Quilomícron: é a lipoproteína menos densa, 
transportadora de triacilglicerol exógeno na 
corrente sanguínea.
♦ VLDL (Lipoproteína de Densidade muito Baixa): 
transporta triacilglicerol endógeno. 
♦ LDL (Lipoproteína de Baixa Densidade): a 
principal transportadora de colesterol; seus 
níveis aumentados no sangue aumentam o risco 
de infarto agudo do miocárdio. Por ser uma 
lipoproteína aterogênica, o LDL ganhou a "fama" 
de mau-colesterol.
♦ HDL (Lipoproteína de Alta Densidade): atua 
retirando o colesterol da circulação. Seus níveis 
aumentados no sangue estão associados a uma 
diminuição do risco de infarto agudo do miocárdio. 
Por essa razão é considerado uma lipoproteína de 
proteção contra a aterosclerose coronariana, sendo 
denominado, vulgarmente, como o bom-colesterol.
EXERCÍCIOS
Aula Prática 04 - Caracterização de Lipídios
Relatório:
 Explicar o processo de solubilização dos lipídios; 
 Explicar o mecanismo da reação de saponificação;
 Discutir como poderiam ser analisados os ácidos graxos;
AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS
As proteínas são as biomoléculas mais 
abundantes nos seres vivos e exercem funções 
fundamentais em todos os processos biológicos. 
São polímeros formados por unidades 
monoméricas chamadas aminoácidos, unidos 
entre si por ligações peptídicas. As proteínas 
são constituídas de 20 aminoácidos, reunidos 
em combinações possibilitando a formação de 
milhões de estruturas diversas.
4. Estrutura e função dos aminoácidos
Os aminoácidos possuem um átomo de carbono 
central (α) onde estão ligados um grupo amino 
primário (-NH2) e um grupo carboxílico(-COOH), 
um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral (R), 
diferente para cada aminoácido (Figura 1). 
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AFigura 1 – Estrutura geral de um aminoácido. Fonte: <http://
nutbiobio2010.blogspot.com/2011/01/aminoacidos.html>.
Os aminoácidos são as unidades 
básicas dos peptídeos e das proteínas, 
combinando-se de diversas maneiras para 
a sua formação. Todos os peptídeos e 
proteínas são produtos da combinação de 
20 aminoácidos, os quais são mostrados 
na Figura 2. 
Esses aminoácidos são agrupados 
conforme a natureza da cadeia lateral R.
 
Figura 2 – Estrutura e classificação dos aminoácidos. Fonte: <http://drpaulomaciel.com.br/as-
medicinas/alergia-alimentar/mecanismos-das-alergias-alimentares/>.
Além dos aminoácidos ilustrados acima, vários peptídeos e proteínas contêm aminoácidos formados 
por modificação de aminoácidos existentes em sua cadeia após a síntese. Esses aminoácidos são 
denominados aminoácidos incomuns. Entre eles estão a hidroxiprolina (Figura 3) e hidroxilisina, produtos 
de hidroxilação da prolina e lisina, respectivamente, os quais são componentes estruturais do colágeno.
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Figura 3 – Estrutura da hidroxiprolina. 
Fonte: <http://grupo8b-vitaminac.blogspot.
com/2007/10/fundo-na-vitamina-
c-respondendo-os.html>.
Além de serem as unidades básicas dos peptídeos 
e das proteínas, os aminoácidos apresentam 
algumas funções biológicas, tais como:
♦ Atuam como mensageiros químicos entre as 
células. A glicina, a serotonina e a melatonina, 
esses dois últimos derivados do triptofano, são 
neurotransmissores, substâncias liberadas de 
uma célula nervosa e que influenciam outras 
células vizinhas.
♦ São precursores de moléculas nitrogenadas 
complexas. Exemplos incluem as bases 
nitrogernadas, componentes dos nucleotídeos e 
ácidos nucléicos, o heme (grupamento orgânico 
contendo ferro) e a clorofila (pigmento de 
importância crítica na fotossíntese).
♦ Vários aminoácidos-padrão e aminoácidos 
incomuns atuam como intermediários 
metabólicos. Por exemplo, arginina, citrulina 
e ornitina são aminoácidos incomuns 
componentes do ciclo da uréia (Capítulo 13).
2. Peptídeos
Os peptídeos são polímeros de até 50 
aminoácidos. Apesar de apresentarem estrutura 
menos complexa que as proteínas, os peptídeos 
exercem atividades biológicas importantes.
O tripeptídeo glutationa é encontrado em quase 
todos os organismos e está envolvido em vários 
processos, tais como síntese de proteínas e DNA, 
transporte de aminoácidos, metabolismo de 
fármacos e substâncias tóxicas, atuando também 
como agente redutor e protegendo as células dos 
efeitos destrutivos da oxidação.
Alguns peptídeos atuam como moléculas 
de sinalização usadas para coordenar o 
imenso número de processos bioquímicos em 
organismos multicelulares. Os exemplos de 
processos regulados incluem o apetite (regulado 
pelo neuropeptídeo Y), pressão sanguínea 
(regulado pela vasopressina) e a percepção da 
dor (regulada pela substância P e encefalinas). 
3. Proteínas
As proteínas são polímeros de mais de 50 
aminoácidos. São componentes essenciais 
à matéria viva. Atuam como catalisadores 
(enzimas), transportadores (hemoglobina), 
armazenamento (caseína do leite), proteção imune 
(anticorpos), reguladores (insulina e glucagon), 
movimento (actina e miosina), estruturais 
(colágeno), transmissão dos impulsos nervosos 
(neurotransmissores) e o controle do crescimento 
e diferenciação celular (fatores de crescimento).
Além das resumidas acima, citam-se algumas 
funções de grande importância fisiológica 
das proteínas: manutenção da distribuição de 
água entre o compartimento intersticial e o 
sistema vascular do organismo; participação 
da homeostase e coagulação sanguínea; 
nutrição de tecidos; formação de tampões para 
manutenção do pH, etc.
3.1 Estrutura das Proteínas
A estrutura das proteínas é extraordinariamente 
complexa e seu estudo requer o conhecimento dos 
vários níveis de organização. Distinguem-se quatro 
níveis de organização existentes nas proteínas: 
primária, secundária, terciária e quaternária.
Estrutura Primária
Número, espécie e a sequência dos aminoácidos 
unidos por ligações peptídicas e pontes dissulfeto. 
É determinada por informação genética.
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Figura 4 – Esquema da estrutura primária de uma proteína. Fonte: <http://www.ibercivis.pt/index.php?
module=public&section=channels&action=view&id_channel=3&id_subchannel=112>.
Estrutura Secundária
Arranjos regulares e recorrentes da cadeia polipeptídica. Pode ser α-hélice e folha ᵝ pregueada (Figuras 5 e 6).
 
Figura 5 – Esquema da estrutura secundária das proteínas. 
Fonte: <http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=600&ordem=3>.
 
Figura 6 – Esquema da estrutura secundária das proteínas. 
Fonte: <http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=600&ordem=3>.
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Estrutura Terciária
Pragueamento não periódico da cadeia 
polipeptídica, formando uma estrutura 
tridimensional estável (Figura 7).
Figura 7 – Esquema da estrutura terciária de 
uma proteína. Fonte: <http://cienciadiaria.
com.br/2010/09/10/desnaturacao-proteica-
em-proteina-chave-do-cerebro-e-associada-a-
desordens-de-espectro-autista/>.
Quaternária
Arranjo espacial de duas ou mais cadeias 
polipeptídicas com a formação de complexos 
tridimensionais (Figura 8).
 
Figura 8 – Esquema da estrutura quartenária de 
uma proteína. Fonte: <http://pt.encydia.com/es/
Prote%C3%ADna>.
A diferença entre as quatro estruturas das 
proteínas podem ser visualizadas na Figura 9.
 
Figura 9 – Estrutura das proteínas. Fonte: <http://
lbcd.icb.ufmg.br/grupo1/pag1.html>.
4. Síntese de proteínas: Transcrição e 
tradução
O início da síntese de uma proteína se dá 
quando determinado trecho de DNA, um gene, 
tem suas duas cadeias separadas pela ação 
de uma enzima chamada RNA polimerase. A 
RNA polimerase orienta os nucleotídeos livres 
presentes no núcleo junto a uma dessas cadeias 
de DNA. Os nucleotídeos de RNA agrupam-
se segundo um emparelhamento de bases 
nitrogenadas parecido com o das duas cadeias 
do DNA, com a diferença de que a adenina 
se emparelha com a uracila (A - U). Forma-se 
então uma nova molécula de RNA, chamada 
de RNA mensageiro (RNAm), que se desprende 
da cadeia de DNA e migra para o citoplasma. 
Este processo é chamado de transcrição e foi 
detalhado no capítulo 5.
A sequência de bases transcritas a partir do DNA 
carrega consigo a informação codificada para a 
construção de uma molécula de proteína. Essa 
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codificação se dá na forma de trincas de bases 
nitrogenadas, chamadas códons. As proteínas 
são moléculas formadas por uma sequência 
de unidades menores chamadas aminoácidos. 
Os códons do RNA formado nesse processo 
determinam os aminoácidos que constituirão uma 
determinada molécula de proteína. Eles contêm, 
portanto, uma mensagem para a síntese proteica. 
A etapa seguinte da síntese proteica ocorre no 
citoplasma das células, onde o mRNA formado 
durante a transcrição acopla-se a organelas 
chamadas ribossomos, que são constituídas por 
RNA ribossômico associado a proteínas. É nos 
ribossomos que ocorre a síntese - e eles podem 
encontrar-se livres no citoplasma ou associados 
ao retículo endoplasmático rugoso. Entra em 
ação, então, o RNA transportador (RNAt), que 
recebe esse nome em virtude de transportar 
com ele os aminoácidos (unidades constituintes 
das proteínas). No RNAt há uma trinca de bases 
nitrogenadas denominadas anticódon, por meio 
das quais ele se liga temporariamente ao RNAm no 
ribossomo, pelas bases complementares (códon). 
Os aminoácidos transportados em cada RNAt 
unem-se entre si por meio de uma ligação 
química conhecida por ligação peptídica. O 
ribossomo,