AULA 1_Introdução à Bioquímica

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PLANO DE 
ENSINO/CONTRATO
✓1ª AV: 0 a 8,0 pontos (questões objetivas e discursivas) 
✓2,0 pontos (relatório aula prática e estudo dirigido)
✓2ª AV: 20 questões objetivas valendo de 0 a 10,0 pontos.
- TODO O ASSUNTO.
✓2ª CHAMADA: 20 questões valendo de 0 a 10,0 pontos.
- Questões objetivas.
- TODO O ASSUNTO.
✓FINAL: 20 questões valendo de 0 a 10,0 pontos.
- Questões objetivas.
- TODO O ASSUNTO.
✓Frequência: será realizada apenas uma no final da 
aula (lista de frequência e chamada).
✓DIA DE PROVA: Será proibida a posse de celular, 
mesmo em casos de emergência.** Caso ocorra, a 
prova será zerada. Caso o aluno for pego filando 
será atribuída a nota zero.
PLANO DE 
ENSINO/CONTRATO
INTRODUÇÃO À 
BIOQUÍMICA
PROFESSORA: HICLA MOREIRA
E-mail: hicla.moreira@gmail.com
BIOQUÍMICA
A Bioquímica estuda, basicamente, as reações químicas de
processos biológicos que ocorrem nos organismos vivos.
Para isso, estuda a estrutura e a função dos componentes
celulares, as biomoléculas, como
proteínas, enzimas, carboidratos, lipídios, ácidos
nucleicos, entre outras.
A célula: 
 É a unidade mínima estrutural e funcional de todos os 
organismos vivos. 
O corpo humano possui cerca de 1014 células. 
 Apesar de existirem diferentes 
tipos de células, elas possuem algumas 
características estruturais semelhantes.
BIOQUÍMICA
Os tipos de células:
Eucariótica: 
O material genético 
está envolvido por 
uma membrana 
formando um 
núcleo. 
Procariótica: 
O material genético está embebido no 
citoplasma. Não possui um núcleo.
BIOQUÍMICA
Organelas
BIOQUÍMICA
Composição Química de uma célula
BIOQUÍMICA
A Estrutura Química das Biomoléculas
BIOQUÍMICA
A Estrutura Química das Biomoléculas
BIOQUÍMICA
Conceitos Básicos de Química
Átomo: Unidade fundamental da matéria.
Partes do átomo: Núcleo e Eletrosfera
Carga elétrica das partículas que compõe
o átomo:
 Prótons (+)
Nêutrons(o)
 Elétrons (-)
BIOQUÍMICA
Núcleo
Eletrosfera
Conceitos Básicos de Química
Eletrosfera: 
Região ocupada pelos elétrons;
Localizada em torno do núcleo;
Organizada em até 7 camadas (ou níveis).
BIOQUÍMICA
BIOQUÍMICA
Conceitos Básicos de Química
BIOQUÍMICA
Conceitos Básicos de Química
Compostos Orgânicos: Formados por
moléculas que apresentam CARBONO na
sua composição, normalmente fazendo
ligação covalente com o oxigênio,
nitrogênio, enxofre e fósforo.
Compostos Inorgânicos: Formados por
moléculas que não apresentam CARBONO
na sua composição.
BIOQUÍMICA
Conceitos Básicos de Química
BIOQUÍMICA
Ligações Químicas
IÔNICAS
 Elétrons são transferidos de um átomo para outro dando 
origem a íons de cargas contrárias que se atraem .
 Formam sais.
Exemplo: formação do cloreto de sódio – NaCl
Na (Z = 11) → 1s2 2s2 2p6 3s1 
Cl ( Z = 17) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p 5
BIOQUÍMICA
Ligações Químicas
COVALENTE
 Compartilhamento de um par de elétrons entre átomos que
tendem a ganhar e-
BIOQUÍMICA
Primários – Estão presentes em maior quantidades, são eles: C,
H, O, N e P.
Secundários – Aparecem numa proporção de 1% a 4% nos seres
vivos. São eles: Ca, Mg, K, Na, Fe, Cl.
Oligoelementos – Surgem em menor proporção (+ 1%). É o caso
do Cu, Al, F, I e Si.
BIOELEMENTOS
Biomoléculas
Inorgânicas
Orgânicas
Água
Sais minerais
Aminoácidos
Proteínas
Enzimas
Carboidratos
Lipídios
Ácidos Nucleicos
Vitaminas
Inogânicas – não apresentam carbono (C) em sua estrutura,
Orgânica – apresentam carbono (C) em sua estrutura.
São formadas através da união dos bioelementos, tendo 
uma seguinte forma de classificação:
BIOMOLÉCULAS
Constituição química aproximada do
corpo (valores expressos em
percentagem do peso corporal)
BIOMOLÉCULAS
Estrutura Química das Biomoléculas
Grupos funcionais
BIOMOLÉCULAS
Estrutura Química das Biomoléculas
Grupos funcionais
BIOMOLÉCULAS
Estrutura Química das Biomoléculas
Grupos funcionais
 FONTE DE ENERGIA
✓Trioses, Pentoses e Hexoses
✓Monossacarídeos, Dissacarídeos e Polissacarídeos
CARBOIDRATOS Cn(H2O)n
✓Estrutura das membranas celulares
✓Reserva de Energia
✓Hormônios
✓Isolamento térmico e elétrico
LIPÍDIOS
✓ Estrutura das células e tecidos
✓ Transporte
✓ Hormônios
✓ Defesa do corpo
PROTEÍNAS
Definição:
✓ Catalisadores biológicos;
✓ Longas cadeias de pequenas moléculas chamadas aminoácidos.
Função:
- Viabilizar a atividade das células, quebrando moléculas ou 
juntando-as para formar novos compostos.
Com exceção de um pequeno grupo de moléculas de RNA com 
propriedades catalíticas, chamadas de RIBOZIMAS, todas as enzimas 
são PROTEÍNAS.
ENZIMAS
✓ Armazenam e transmitem a informação genética
✓ RNA apresentam também função estrutural e
catalítica
✓ Genoma é a sequência completa do DNA da
célula (ou no caso do RNA viral, o seu RNA).
✓ Genômica é a caracterização da estrutura
comparativa, função, evolução e mapeamento
dos genomas.
ÁCIDOS NUCLEICOS
DNA e RNA
Biomoléculas
Inorgânicas
Orgânicas
Água
Sais minerais
Aminoácidos
Proteínas
Enzimas
Carboidratos
Lipídios
Ácidos Nucleicos
Vitaminas
Inogânicas – não apresentam carbono (C) em sua estrutura,
Orgânica – apresentam carbono (C) em sua estrutura.
São formadas através da união dos bioelementos, tendo
uma seguinte forma de classificação:
BIOMOLÉCULAS
É o componente encontrado em maior quantidade na
matéria viva. A água é fundamental para a manutenção da vida,
uma vez que as reações químicas são realizadas em meio
aquoso.
FUNÇÕES: 
✓ Transporte De Substâncias
✓ Facilita Reações Químicas
✓ Termorregulação
✓ Lubrificante
✓ Reações De Hidrólise
✓ Equilíbrio Osmótico
✓ Equilíbrio Ácido X Base
ÁGUA
Propriedades da água
1. Adesão – é a atração da água por moléculas polares;
2. Coesão – tensão superficial (atração entre as moléculas da água);
3. Capilaridade – é a capacidade da água subir por adesão pela superfície interna
de capilares;
4. Poder de dissolução – solvente universal;
5. Poder de reação – síntese – desidratação
quebra – hidrólise
6. Calor específico – capacidade de absorver e perder grandes quantidades de
calor sem esquentar nem esfriar muito. Devido as pontes de hidrogênio.
Na água líquida, por causa das colisões entre as
moléculas, algumas ligações são quebradas
estabelecendo o equilíbrio:
Na água pura, a concentração de íons H+ é
sempre igual à concentração de íons OH-, pois cada
molécula de água ionizada é originada de um íon H+ e
um íon OH-.
água pura → [H+] = [OH-] 
A 25ºC, as concentrações em mol/L de H+ e
OH- na água pura são iguais entre si e apresentam
um valor igual a 1,0.10-7 mol/L.
Então:
Água pura a 25º C 
[H+] = [OH-] = 1,0.10-7 mol/L 
Altos ponto de fusão, ebulição e calor de evaporação
AS PONTES DE HIDROGÊNIO 
CONFEREM À ÁGUA 
PROPRIEDADES INCOMUNS
Ponto de 
fusão (o C)
Ponto de 
ebulição (o C)
Calor de 
evaporação(J/g)*
Estrutura da molécula de água
Carga parcial
negativa no O
Cargas parciais
positivas nos Hs
Modelo 
bastão-e-bola
Modelo de
preenchimento espacial
✓O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio atraindo a nuvem eletrônica mais para si, 
essa distribuição desigual faz com que a água se comporte como um dipolo
✓Oxigênio: parcialmente negativo (d-)
✓Hidrogênio: parcialmente positivo (d+)
Ponte de hidrogênio
0.177 nm
Ligação covalente
0.0965 nm
Símbolo para 
ponte 
de hidrogênio
Pontes de hidrogênio na estrutura do gelo
✓No gelo, cada molécula faz quatro pontes 
de hidrogênio
✓No estado líquido cada moléculaestá 
ligada, em média, a 3,4 outras moléculas de 
água , ou seja, a água líquida tem um alto 
grau de organização cuja estrutura se 
assemelha muito a do gelo.
✓Na fusão do gelo são quebradas somente 
o mínimo de pontes de hidrogênio para que 
a água se torne líquida
H2O(solida) g H2O(liquida) DH 5.9 kJ/mol
H2O(liquida) g H2O(gasosa) DH 44.0 kJ/mol
✓Já na passagem para o estado gasoso a 
(quase) totalidade das pontes de hidrogênio 
são quebradas .
A água forma pontes de hidrogênio com solutos 
polares
Aceptor de hidrogênio
Doador de hidrogênio
✓O aceptor de hidrogênio é, geralmente, um oxigênio ou nitrogênio.
✓O hidrogênio doador está sempre ligado a um átomo eletronegativo (O, N, S).
✓A ligação C—H não é suficientemente polar para formar pontes de hidrogênio.
Pontes de hidrogênio comuns em sistemas 
biológicos
Entre grupamentos 
peptídicos em 
polipeptídeos
adenina
Entre bases 
complementares 
do DNA
Entre hidroxila de 
um álcool e a água
Entre a carbonila de 
uma cetona e a água
timina
A ponte de hidrogênio tem um caráter 
direcional
Orbitais alinhados:
Ligação forte
Orbitais não alinhados:
Não tão forte
✓A força de atração entre as cargas elétricas parciais é maior quando os orbitais 
que a formam estão alinhados
✓Quanto menos alinhados os orbitais estiverem mais fraca será a interação
✓As pontes de hidrogênio são ligações direcionais
Alguns exemplos de moléculas polares, 
apolares e anfipáticas
Grupamentos 
polares
Grupamentos 
apolares
Glicose
(açúcar de 
6 carbonos)
Glicina 
(aminoácido)
Aspartato
(aminoácido)
Lactato
Glicerol
Cera típica
Fenilalanina
(aminoácido)
Fosfatidil 
colina
(fosfolipídio 
de 
membrana)
A água interage eletrostaticamente com solutos 
carregados
ex.: a dissolução do NaCl
Na+ hidratado
(solvatado)
Cl- hidratado
(solvatado)
Cristal de NaCl anidro
As cargas iônicas são parcialmente neutralizadas, e as atrações eletrostáticas necessárias 
para a formação da rede são enfraquecidas.
Gases apolares são pouco solúveis em água
Solubilidade de alguns gases na água
Gás Estrutura Polaridade Solubilidade 
em água (g/L)
Nitrogênio Apolar 0.018 (40 °C)
Oxigênio Apolar 0.035 (50 °C)
Dióxido de 
carbono
Apolar 0.97 (45 °C)
Amônia Polar 900 (10 °C)
Sulfeto de 
hidrogênio
Polar 1,860 (40 °C)
Reações dos gases 
polares com a água
NH3 + H2O n NH4
+(aq) + OH-
H2S + H2O n HS-(aq) + H
+
✓Capacidade de reagir com a água aumenta em muito a solubilidade
✓Sistemas biológicos utilizam proteínas transportadoras para aumentar a solubilidade dos 
gases. Ex.: hemoglobina-O2
Um ácido graxo no meio aquoso
As moléculas de água em contato com a cauda apolar de (hidrocarboneto) ficam com sua 
capacidade de formar pontes de H sub-otimizada.
Isso leva a um aumento da quantidade de pontes de H água—água na região circundante 
a cauda apolar
Ou seja, nessa região a água se torna mais organizada, mais parecida com o gelo.
Cauda 
Hidrofóbica
(alquila)
Moléculas de água à volta 
da cauda hidrofóbica
“Agrupamentos 
oscilantes” de
moléculas de 
H2O na fase 
aquosa
“Cabeça”
hidrofílica
Lipídeos dispersos 
em água
Agregados de 
moléculas lipídicas
(monocamada)
Micela
✓Regiões apolares se agregam enquanto regiões polares interagem com a água do meio
✓Agrupando-se em monocamadas e/ou em micelas as moléculas de ácido graxo minimizam a
exposição de sua cauda apolar à água. A otimização nas pontes de hidrogênio água-água
estabiliza os agregados lipídicos formados.
✓Na estrutura da micela apenas as cabeças polares ficam expostas à água, todas as caudas
apolares se escondem no cerne de sua estrutura (interações hidrofóbicas)
Comportamento de lipídios em meio aquoso
Os solutos alteram as propriedades coligativas 
da água
 Propriedades coligativas são as propriedades das soluções
que dependem do número de partículas dispersas e
independem da natureza das partículas do soluto.
Formação
de gelo
evaporação evaporação
Na água pura todas as
moléculas na superfície
contribuem para a pressão
de vapor, e todas as
moléculas da fase líquida
contribuem para a
formação de gelo
Nessa solução a concentração
efetiva de água é reduzida. O
soluto (de alto ponto de ebulição
ex.: Na+) segura as moléculas de
água de sua camada de
solvatação, dificultando tanto a
evaporação quanto a formação
de gelo
Segundo Arrhenius...
Ácidos são compostos que em solução
aquosa se ionizam, produzindo como
íon positivo apenas cátion hidrogênio
(H+)
Bases ou hidróxidos são compostos que, por
dissociação iônica, liberam, como íon negativo,
apenas o ânion hidróxido (OH-), também
chamado de oxidrila ou hidroxila.
O Caráter químico de uma solução classifica-se em: Ácidas,
Básicas e Neutras.
Soluções ácidas: - têm a característica de apresentar sabor azedo.
Soluções básicas: - têm a característica de apresentar sabor
adstringente e são na maioria das vezes escorregadios ao tato.
Ex.:
[H+] = 0,0000001 M = 1,0 x 10-7
log [H+] = -7
pH = -log[H+] = 7
pH, então, significa: “logaritmo negativo” da concentração de H+..
Para evitar a utilização de números muito pequenos e de notação
exponencial estabeleceu-se o uso do termo
p
Que significa “logaritmo negativo de... ”
C
pH é o “logaritmo negativo” 
da concentração de H+.
pOH é o “logaritmo negativo” 
da concentração de OH-.
A soma dos logaritmos negativos
das concentrações de H+ e OH- é
sempre igual a 14.
[H+] mol/L pH [OH-] 
mol/L
pOH
1 (1 x 100) 0 1 x 10-14 14
1 x 10-1 1 1 x 10-13 13
1 x 10-2 2 1 x 10-12 12
1 x 10-3 3 1 x 10-11 11
1 x 10-4 4 1 x 10-10 10
1 x 10-5 5 1 x 10-9 9
1 x 10-6 6 1 x 10-8 8
1 x 10-7 7 1 x 10-7 7
1 x 10-8 8 1 x 10-6 6
1 x 10-9 9 1 x 10-5 5
1 x 10-10 10 1 x 10-4 4
1 x 10-11 11 1 x 10-3 3
1 x 10-12 12 1 x 10-2 2
1 x 10-13 13 1 x 10-1 1
1 x 10-14 14 1 (1 x 100) 0
OBSERVAÇÕES
✓[H+] x [OH-] é sempre igual a 10-14
✓pH + pOH é sempre igual a 14
✓Em pH 7 a [H+] é igual a [OH-] por 
isso esse valor é considerado neutro
✓Em pH < 7 a [H+] é maior que a 
[OH-] por isso esses valores são 
considerados ácidos
✓Em pH > 7 a [OH-] é maior que a 
[H+] por isso esses valores são 
considerados básicos
ácido
neutro
básico
(ou alcalino)
solução ácida: pH<7 e pOH>7
solução básica: pH>7 e pOH<7
solução neutra: pH=7 e pOH=7
Escala de pH
amônia
suco de limão
vinagre
vinho
tomate
café preto
leite
saliva
chuva
leite de magnésia
suco gástrico
bórax
água do mar
sangue, lágrimas
NaOH, 0,1mol/L
m
a
is
 á
c
id
o
m
a
is
 b
á
s
ic
o
Aparelho que detecta o pH 
de substâncias por meio 
da condutibilidade elétrica.
ESTUDO DIRIGIDO
1) Defina pH e pOH.
2) Quais as características da estrutura molecular da água? (desenhar a 
molécula)?
3) Conceitue pH ácido, neutro e básico.
4) Diferencie moléculas hidrofílicas, hidrofóbicas e anfipáticas. Dê 
exemplos.
5) Quais são os componentes orgânicos e inorgânicos das células?
6) O que são macromoléculas e micromoléculas?
7) Quando variamos o pH sanguíneo de 7,4 para 6,9, qual o quadro 
apresentado pelo indivíduo?
8) O que são biomoléculas?