Apostila Geral de Bioquímica - Vivian N

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS 
 
 
 
Resumo 
 
 
IC383 – BIOQUÍMICA PARA ÁREAS AGRÁRIAS 
 
 
 
 
 
VIVIAN DOS SANTOS NOGUEIRA 
 
 
 
 
 
Editado em 2017
 
 
1 
 
1. PROTEÍNAS ___________________ 2 
 Visão Geral 
 Aminoácidos 
 Propriedades das Cadeias Laterais 
 Cálculo de P.I _______________ 4 
 Titulação de Aminoácidos _____ 5 
 Ligações Peptídicas 
 Classificação das Proteínas _____ 6 
 Estrutura Protéica ____________ 8 
 Hemoglobina _______________ 10 
 
2. ENZIMAS ____________________ 12 
Cinética Enzimática __________ 14 
KM Enzimático 
Inibidores Enzimáticos ________15 
 
3. LIPÍDIOS _____________________15 
 Ácidos Graxos ______________ 16 
 Estocagem, mobilização e transporte 
de lipídios _______________________ 17 
Mobilização de Ácidos Graxos _ 18 
Transporte de ácidos graxos para o 
interior das mitocôndrias 
β-Oxidação __ ______________ 19 
Síntese de Corpos Cetônicos ___ 20 
 
4. ÁCIDOS NUCLEICOS __________ 21 
Tipos De Ácidos Nucleicos 
Estrutura Dos Ácidos Nucléicos _ 22 
Processos Gênicos 
 
5. CARBOIDRATOS ______________ 25 
 
6. METABOLISMO _______________ 26 
Respiração Celular ___________ 27 
Glicólise 
Regulação da Glicólise ____30 
Anaerobiose em questão___ 31 
Tipos de Organismos 
Anaeróbicos ____________ 32 
Ciclo de Krebs __________ 33 
Pontos de Regulação do Ciclo 
de Krebs _______________ 36 
Fosforilação Oxidativa 
Regulação do processo 
respiratório _____________ 38 
Sistema de lançadeiras ____ 39 
A saída de atp da mitocôndria 
Geração de espécies reativas de 
oxigênio _______________ 40 
 
Gliconeogênese 
Glicogênese ________________ 41 
Glicogenólise _______________ 42 
Regulação da síntese e degradação 
de glicogênio _______________ 43 
Estocagem de glicogênio e 
triacilgliceróis _______________ 44 
Oxidação dos aminoácidos _____ 46 
Ciclo da ureia _______________ 48 
 
Bibliografia _________________ 49 
ANEXOS 
 
2 
 
1. PROTEÍNAS 
VISÃO GERAL 
As proteínas são as macromoléculas mais 
abundantes e importantes nas células, e perfazem, em 
média, 50% do peso seco corporal. Sua presença é 
notada em todas as células saudáveis de um organismo, 
bem como sua função; sendo assim portadora de várias 
estruturas, como a secundária, a terciária e a 
quaternária. Com o arranjo desses elementos estruturais 
fundamentais em diferentes combinações, é possível 
construir uma grande diversidade de proteínas, as quais 
serão capazes de desempenhar uma grande variedade de 
funções especializadas. Suas funções abrangem desde 
estrutural, catalítica (enzimas), hormonal, 
transportadora até energética e sistema imune. 
Quimicamente falando, as 
proteínas são compostos 
bioquímicos, constituídos por 
um ou mais polipeptídios 
tipicamente condensados em 
forma globular ou fibrosa, de 
acordo com a sua função biológica. São compostos de 
alto peso molecular, sintetizadas pelos organismos 
vivos através da ligação peptídica entre um grande 
número de moléculas de α-aminoácidos. Importante 
reservar reflexão ao fato de que as ligações peptídicas, 
bem como as ligações glicosídicas, liberam uma 
molécula de H2O quando se completam, sendo elas 
caracterizadas reações de síntese por desidratação. 
Um fator importante a esclarecer sobre as ligações 
peptídicas é que na região da ligação é impossível haver 
rotação, como nas ligações duplas. Os quatro átomos 
que participam dessa ligação ficam dispostos em um 
plano rígido, restando apenas aos grupos substituintes a 
possiblidade de mudar de posicionamento e rotarem. 
 
1. AMINOÁCIDOS 
Consistem nas unidades monoméricas das 
proteínas. Quimicamente, um α-aminoácido é um 
composto quiral (exceto glicina), formado por um 
átomo de carbono central (ou carbono α) ligado a um 
grupamento amina, uma carboxila, um átomo de 
hidrogênio e um radical diferenciado (também chamado 
de cadeia lateral). Este radical é diferente para cada um 
dos 20 aminoácidos que formam as proteínas. 
Os aminoácidos podem variar sua carga de acordo 
com o pH do meio, podendo, assim, se comportarem 
como ácidos –doando prótons- ou bases –recebendo 
prótons H+. Quando os aminoácidos estão expostos a 
soluções de pH neutro, são predominantemente 
zwitterions ou “íons dipolares”. Isto quer dizer que dos 
dois grupamentos ionizáveis, um se encontra ionizado e 
o outro estável, deixando a carga da molécula neutra. 
Quando o aminoácido estiver em meio ácido, terá 
muitos prótons [H+] no meio, então como meio de 
equilibrar, a molécula de aminoácido vai saturar-se 
também de [H+], isto é, vai receber prótons e se 
PROTONAR. Quando a molécula estiver em meio 
básico, o contrário ocorre: como há poucos prótons [H+] 
no meio, como meio de equilibrar, ela doa seus prótons 
[H+], ou seja, se DESPROTONA. 
 
Meio Ácido - Aminoácido age como base - recebe [H+] 
Meio Básico – Aminoácido age como ácido – doa [H+] 
 
É importante notar que o grupamento carboxila 
possui maior facilidade de dissociação protônica que 
o grupamento amina, logo, na configuração de 
zwitterions, é mais comum encontrar a carboxila 
desprotonada e a amina protonada. 
A variedade de cadeias laterais é grande o bastante 
para configurar grupo tal diverso em funções e formas 
como as proteínas, mas as cadeias laterais tem função 
para além de diferenciá-las entre si. 
Nota: O motivo é desconhecido, mas sabe-se que quase 
todos os resíduos de aminoácidos presentes em 
proteínas são L-estereoisômeros. Os D-estereoisômeros 
foram encontrados apenas em algumas bactérias e 
alguns peptídeos que agem como antibióticos. 
- Propriedades das Cadeias Laterais 
Os Grupos R (ou cadeias laterais) são, ainda, 
fonte de classificação para os aminoácidos, e as 
3 
 
propriedades que estes grupamentos possuem dizem 
muito sobre a função das proteínas ou enzimas que eles 
compõem. 
Atenção: a classificação é arbitrária. O caráter químico 
usado na classificação é do GRUPO R, não da molécula. 
Podendo ser o grupo R apolar e a molécula solúvel em 
água. 
- Grupos R APOLARES ALIFÁTICOS 
A água é um composto polar, então, os Radicais 
desta classe de aminoácidos são hidrofóbicos. A 
Metionina possui uma cadeia predominantemente 
alifática, que inclui um grupamento tioéter (--S--); A 
cadeia lateral da Isoleucina inclui mais um centro quiral. 
A Prolina também tem uma cadeia lateral alifática, 
mas difere dos outros membros do conjunto por sua 
cadeia lateral ser ligada tanto ao nitrogênio da amina 
quanto ao carbono α. Sua estrutura “cíclica” 
característica (e seu ângulo) confere muita rigidez à 
molécula. A glicina configura o único aminoácido não-
quiral entre os vinte. 
 
- Grupos R APOLARES AROMÁTICOS 
Seguindo a tendência hidrofóbica, mas agora 
com cadeias laterais contendo anéis, a Fenilalanina é 
puramente hidrofóbica, enquanto a tirosina e triptofano 
são menos, devido aos seus grupamentos OH e NH, 
respectivamente. Os anéis aromáticos do triptofano e 
tirosina contém ligações duplas, ou seja, elétrons pi (π) 
deslocalizados, que absorvem fortemente a luz 
ultravioleta. Esta absorção de luz pode ser usada para 
avaliar a concentração de uma proteína em solução, se 
for conhecido o número de unidades de triptofano e 
tirosina na proteína. 
- Grupos R POLARES NÃO-CARREGADOS 
A Serina e a Treonina possuem hidroxilas 
alifáticas, sendo a 
primeira 
considerada uma 
versão hidroxilada 
da Alanina e a 
segunda uma 
versãohidroxilada 
da Valina, onde um 
grupo metila foi 
substituído por uma 
hidroxila. Por esta 
adição de [OH-], a 
Serina e Treonina 
são muito mais 
hidrofílicas que a 
Alanina e Valina. 
Vale observar também, que a Treonina contém dois 
centros quirais, como a Isoleucina. A Cisteína é 
semelhante a Serina, mas possui um tiol (--SH--) no 
lugar da hidroxila; importante observar isto, pois é um 
grupo muito mais reativo e ainda podem se reunir 
formando pontes de dissulfeto, que são importantes 
para estabilizar a forma terciária de certas proteínas. 
Este grupo, no geral é bem hidrofílico, pois seus 
radicais possuem grupamentos que realizam pontes de 
hidrogênio com a água. 
Observação: Os grupos mais hidrofílicos são aqueles 
que são positivas ou negativamente carregados, pois 
possuem grupos com o maior valor negativo de índice 
hidropático. Isto se dá pois são grupamentos 
extremamente polares. 
 
 
4 
 
- Grupos R POLARES NEGATIVAMENTE 
CARREGADOS 
Este 
grupo abriga o 
que 
conhecemos 
com Cadeia 
Lateral Ácida, 
pois possuem 
um grupamento 
carboxila, que 
possui alto 
poder de dissociação protônica, fazendo com que o pKR 
seja o mais baixo em comparação a outros aminoácidos. 
 
- Grupos R POLARES POSITIVAMENTE 
CARREGADOS 
A Lisina e Arginina tem cadeias relativamente 
longas, que terminam em grupamentos que tem cargas 
positivas em pH neutro. A 
histidina possui um 
grupamento Imidazol, um 
anel aromático, que também 
pode se ionizar e possuir 
carga positiva. O anel 
imidazólico possui pKR 
perto de 6, o que significa 
em pH neutro 
provavelmente terá carga 
positiva. 
Observando o gráfico disponível no ANEXO I, 
nas páginas finais, é interessante analisar a diferença de 
ponto isoelétrico dos aminoácidos com grupos 
positivamente e negativamente carregados. O ponto 
isoelétrico é aquele valor de pH onde a molécula está 
neutra (em zwitterion). Nos radicais negativamente 
carregados, há presença de grupos carboxilas, logo, para 
que elas se desprotonem, o valor de pH não precisa ser 
tão alto como o necessário para desprotonar o 
grupamento 
amino dos 
positivamente 
carregados, 
logo, nestes 
grupos, temos o 
ponto isoelétrico 
mais deslocado 
para valores 
ácidos. 
Sete dos 
20 aminoácidos têm cadeias laterais facilmente 
ionizáveis. Estes são capazes de doar ou receber prótons 
H+ para facilitar reações, assim como para formar 
ligações iônicas. Estas propriedades dos aminoácidos 
dotam as proteínas de versatilidade para assumir papéis 
importantíssimos no organismo. 
 
CÁLCULO DE P.I 
 
 Caso 1 – Só há pK1 e pK2: 
 
P.I = 
pK1+ pK2 
2
 
 
 Caso 2 - há pK1, pK2 e pKR 
Nestes casos, devemos fazer um esquema como 
abaixo e seguir os seguintes passos: 
1- Ordenar os valores de pK1 e pK2 e pKR 
do aminoácido em questão. No caso do 
Glutamato os valores são pK1 = 2,19 e pK2 = 
9,67 e pKR = 4,25. Logo, a ordem crescente de 
pH fica pK1, pKR e pK2. 
 
2- Desenhar uma ordem de desprotonação 
de acordo com os pontos de pK conhecidos. 
 
3- Nomear as cargas que cada forma que o 
aminoácido possui. 
 
A forma “zwitterionica” é a que possuir carga zero, 
logo, o ponto isoelétrico se dará pela média aritmética 
dos dois valores de pK que estão no entorno da forma 
de carga 0. Neste caso, o valor do P.I será dado por 
 
PI = 
pK1+ pKR 
2
 
5 
 
- Titulação de Aminoácidos 
Os gráficos de curvas de titulação nos oferecem 
diversas informações sobre os aminoácidos. Titulação 
consiste na adição gradual de uma base a uma solução 
ácida até que se atinja um pH básico (o contrário 
também ocorre). Por isso, os gráficos são sempre 
crescentes para cima e para a direita. 
As curvas são desenhadas pelos pK’s. 
- Interpretando 
Os gráficos possuem regiões de crescimento 
vertical mais acentuadas e mais cautelosas. Sabendo que 
o eixo “y” diz respeito ao pH da solução, nos momentos 
de crescimento menor, significa que o pH da solução 
está mais estável. Esses momentos são os marcos de 
pK1, pKR e pK2. Isto ocorre pois nestes valores de pH a 
molécula desprotona, isto é, doa prótons H+ para o meio, 
então, a “bascicização” da titulação diminui 
intensidade. A Histidina é um exemplo de aminoácido 
com cadeia lateral ionizável. Isto significa que ele 
possui um valor de pKR, logo, seu gráfico ficará com 
três níveis. 
 
A Glicina não 
possui Grupo R ionizável, 
logo, só podemos 
observar os valores de 
pK1 e pK2. Sendo como 
for, os pontos de pK 
sempre serão 
horizontalizados em 
relação aos outros. 
A indicação 
gráfica do ponto 
isoelétrico (P.I.) não 
apresenta especificidades 
na curva, mas deve ser indicado equidistante dos dois 
pontos de pK1 e pK2, na linha. Caso haja valor de pKR 
o ponto isoelétrico deve estar entre aqueles que o 
cercam, como vimos no item anterior do cálculo de P.I. 
 
LIGAÇÕES PEPTÍDICAS 
Duas moléculas de aminoácidos podem se unir 
covalentemente por meio de uma ligação chamada de 
LIGAÇÃO PEPTÍDICA, formando um dipeptídeo. 
Como dito no início, é uma reação de desidratação pois 
libera uma molécula de água para que a amina de um 
aminoácido consiga se ligar com a carboxila de outro. 
Este evento é também considerado reação de 
condensação, uma classe de reações muito comum nas 
células vivas. 
 O número de ligações peptídicas sempre será 
indicado por (n-1), sendo n o número de 
aminoácidos. Ex.: entre 5 aminoácidos, há 4 
ligações peptídicas. 
Quando há um pequeno número de resíduos de 
aminoácidos formando a cadeia, chamamos a estrutura 
de oligopeptídeo; quando são muitos, polipeptídeo. 
Não é possível generalizar os peptídeos por 
peso molecular, uma vez que existem dipeptídeos e 
oligopeptídeos importantíssimos que são hormônios 
(oxitocina -9, bradicina -9), micotoxinas como a 
amanitina ou até mesmo antibióticos naturais. 
Hormônios importantes como a insulina possuem 
apenas 30 resíduos, Glucagon possui 29, corticotropina, 
com 39, etc. Por isso, é difícil estabelecer ligação entre 
o tamanho do peptídeo e sua importância. 
É possível calcular o número aproximado de 
resíduos através do peso molecular apenas dividindo-o 
por 110 (peso médio dos 20 aa), como mostra a próxima 
tabela. 
6 
 
 
 Por questões de terminologia, chamamos os 
aminoácidos de um peptídeo de resíduos, pois para eles 
se ligarem uns aos outros, perderam parte de sua 
estrutura (OH- do COOH e H+ do NH3). Ao analisarmos 
um penta peptídeo, por exemplo, o resíduo de 
aminoácido presente na extremidade que exibe um 
grupo α-amino é o resíduo aminoterminal (ou N-
terminal); o presente na outra extremidade deve exibir 
um grupo carboxila livre, é o resíduo carboxiterminal 
(ou C-terminal). 
 
O pentapeptídeo serilgliciltirosilalanileucina, 
mostrado acima possui esse nome a partir dos 
aminoácidos que o compõe, começando à 
esquerda pelo resíduo aminoterminal. 
Serilgliciltirosilalanileucina > Ser-Gly-Tyr-
Ala-Leu 
É importante observar que os grupos α-amina e 
α-carboxila dos aminoácidos no meio da estrutura (não-
terminais) estão ligados covalentemente entre si, 
fazendo parte das ligações peptídicas. Estes, não se 
ionizam, logo, não contribuem para o comportamento 
acidobásico global dos peptídeos. Isso não impede que 
suas cadeias laterais (ou grupo R) se ionizem, mas seus 
valores de pK podem ser ligeiramente alterados quando 
eles se tornam resíduos. 
Se hidrolisarmos totalmente um peptídeo, 
teremos uma solução com proporção singular ecaracterística de diversos α-aminoácidos. O que é 
importante ressaltar é: 
- É extremamente difícil que dois peptídeos sejam iguais 
em número e tipos de aminoácidos. Mesmo que isso 
aconteça, a ordem dos aminoácidos é de extrema 
importância para definir a proteína e sua forma. 
- Não há um padrão qualitativo nem quantitativo quando 
se trata dos resíduos. Por exemplo, um peptídeo pode 
possuir 22 Alaninas e 2 Histidinas, enquanto outra pode 
possuir 6 Alaninas e 3 Histidinas. Isto tem mais relação 
com a função da 
proteína em específico 
do que com um padrão 
de proteínas. 
- Os 20 aminoácidos 
quase nunca se 
apresentam em 
quantidades iguais em 
uma proteína. Alguns 
aminoácidos podem 
aparecer apenas uma 
vez por molécula ou 
até mesmo não 
aparecer, enquanto 
outros aparecem em 
grandes quantidades. 
As duas proteínas da tabela, apesar de pertencerem a um 
mesmo animal, tem funções completamente diferente, 
logo, também diferem significativamente nos números 
relativos de cada tipo de aminoácido que contém. 
 
Classificação das Proteínas 
 
1. Quanto à composição: Dividas em Proteínas 
Simples e Proteínas Conjugadas 
 
2. Quanto ao número de cadeias polipeptídicas: 
Proteínas Monoméricas e Proteínas 
Oligoméricas 
 
3. Quanto a sua forma: Proteínas Fibrosas e 
Proteínas Globulares 
 
–SIMPLES x CONJUGADAS 
As proteínas simples são aquelas formadas 
exclusivamente por aminoácidos. Em outras palavras, 
fornecem exclusivamente uma mistura de α-
aminoácidos por hidrólise completa. 
 Pode-se mencionar como exemplo as Albuminas, 
Anticorpos, colágeno, elastina e queratina; 
7 
 
Proteínas conjugadas são compostas de proteína 
simples combinada com alguma substância de natureza 
não-protéica. O grupo não protéico é chamado "grupo 
prostético". 
 
São classificadas em: 
. Nucleoproteínas são compostos de proteínas básicas 
simples (protamina ou histona) em combinações salinas 
tendo ácidos nucleicos como grupos protéticos. Elas são 
as proteínas dos núcleos das células e são os 
componentes principais da cromatina. Eles são muito 
abundantes em tecidos vegetais e animais. 
. Glicoproteínas - compostos de proteínas simples 
combinadas com algum grupo de carboidrato. Eles 
também são componentes de proteína de tendões e 
ligamentos nos quais elas podem servir como material 
cimentante para segurar fibras unidas. As glicoproteínas 
não são digeridas por enzimas gastrointestinais. A 
presença delas em secreções gastrointestinais ajuda na 
proteção das membranas mucosas contra autodigestão. 
As glicoproteínas ainda têm um papel fundamental na 
membrana plasmática. Elas formam um muco 
gelatinoso que envolve a membrana, chamado 
GLICOCÁLIX. Ele pode funcionar como proteção 
mecânica e química e também como uma malha de 
retenção de nutrientes e enzimas, mantendo um 
microambiente adequado ao redor de cada célula. 
Confere a célula, também, capacidade de se 
reconhecerem perante as semelhantes. 
As Glicoproteínas são facilmente marcadas com o 
corante PAS, sendo este utilizado na histologia para 
identificar células ricas em conteúdo glicoproteico. As 
células assim marcadas são ditas PAS+; exemplos de 
células rica em glicoproteínas são as células 
CALCIFORMES, amplamente distribuída por diversas 
mucosas do organismo. Elas são encontradas nas 
cartilagens, ossos, etc. 
 
- Cromoproteínas - Hemoglobinas, proteínas 
respiratórias nas quais o grupo prostético é grupamento 
Heme, que contém ferro. As globinas serão mais 
detalhadamente explicadas à frente. 
Citocromos são proteínas presentes nas cadeias de 
redução e oxidação celulares nas quais o grupo 
prostético é a heme. Flavoproteínas (proteínas 
amarelas) são proteínas de redução e oxidação celulares 
nas quais o grupo prostético é derivado da riboflavina 
(vitamina B2). Cromoproteínas são também 
encontradas em certas 
fibras animais como lã e 
cabelo nos quais o grupo 
protético é melanina. A 
púrpura visual da retina 
é uma cromoproteína na 
qual o grupo prostético é 
um pigmento derivado 
de carotenoides. 
- Fosfoproteínas - 
Ácido fosfórico é o grupo protético das fosfoproteínas. 
Caseína de leite e vitelina da gema de ovo são as 
fosfoproteínas melhor conhecidas. 
. Lipoproteinas - As lipoproteínas são formadas por 
combinação de proteína com um lipídio como lecitina, 
cefalina, ácido graxo, etc. Fosfolipoproteínas 
complexas são distribuídas amplamente animais e 
vegetais. Elas 
ocorrem no leite, 
sangue, núcleos 
celulares, gema de 
ovo, membranas 
celulares e 
cloroplastos de 
plantas. Elas também 
são encontradas em 
antígenos bacterianos 
e vírus. As 
lipoproteínas serão 
melhor exploradas 
nos capítulos de mobilização, estocagem e transporte de 
lipídios. 
 – MONOMÉRICAS X OLIGOMÉRICAS 
As proteínas monoméricas são aquelas que são 
formadas por apenas uma cadeia polipeptídica. As 
oligoméricas, por duas ou mais cadeias polipeptídicas; 
8 
 
São as proteínas que possuem estrutura quaternária, que 
geralmente possuem funções mais complexas. 
 
–FIBROSAS X GLOBULARES 
As globulares são um dos dois tipos 
principais de proteínas. Como o 
próprio nome indica, possuem uma 
forma globular. São proteínas que 
têm um grau de solubilidade em 
solução aquosa, formando soluções 
coloidais. Esta característica 
principal ajuda a distingui-las das 
proteínas fibrilares (o outro tipo 
principal de proteínas), que são 
praticamente insolúveis. 
Uma das proteínas globulares mais 
conhecidas é a hemoglobina, membro 
da família das globulinas. Outras 
proteínas globulares são as 
imunoglobulinas. A maior parte das 
enzimas com funções metabólicas 
importantes possuem uma forma 
globular, tal como muitas das 
proteínas envolvidas na transdução 
de sinal. 
Escleroproteínas ou Proteínas 
Fibrilares são proteínas longas e 
filamentosas e uma das duas 
principais classes de estrutura 
terciária de proteína. Encontram-se 
exclusivamente em animais, na 
construção de tecido conectivo, 
tendões, matriz óssea e fibras 
musculares. Exemplos de 
escleroproteínas incluem a queratina, 
o colágeno e a elastina. As 
escleroproteínas têm normalmente 
uma forma cilíndrica, sendo na 
maioria proteínas com funções 
estruturais ou de armazenamento, 
sem atividade catalítica. São 
tipicamente insolúveis em água e 
possuem tendência a formar 
agregados, por possuírem grupos 
hidrofóbicos na sua superfície. As suas estruturas 
primárias (sequência de aminoácidos) são pouco 
diversificadas em termos de 
tipos de aminoácido encontrado; 
existem frequentemente 
repetições de trechos da 
sequência ao longo da cadeia 
polipeptídica. Como 
consequência encontram-se 
estruturas secundárias 
características, como a 
formação de uma hélice tripla 
no colágeno. Existem também 
tipicamente diversas ligações 
entre diferentes cadeias 
polipeptídicas, como as ligações 
dissulfureto entre as cadeias da 
queratina. As escleroproteínas 
(imagem ao lado) são mais 
resistentes à desnaturação que 
as proteínas globulares. 
 
ESTRUTURA DAS 
PROTEÍNAS 
A purificação de uma proteína é 
o primeiro passo para 
dissecação de sua estrutura e 
função. O torna uma proteína 
uma enzima, outra um 
hormônio, outra uma queratina e 
outra um anticorpo? A distinção 
entre elas está a nível estrutural. 
A importância de conhecer a 
estrutura vai muito além de 
ganhar importante informação; 
pode ter utilidade para indústria 
de alimentos, farmacêutica, etc.Sendo 20 o número de 
aminoácidos que, em suas 
diferentes ordenações, 
configuram todas as proteínas 
conhecidas, as possibilidades 
numéricas delas são 
matematicamente próximas de 
infinito. É sabido que a forma 
da proteína é crucial para seu 
funcionamento, sendo sua 
desnaturação, o momento onde 
ela perde tanto a forma, quanto 
sua função como proteína. A 
desnaturação pode ocorrer por 
diversos fatores os ambientais, 
Milhares de doenças genéticas 
humanas são decorrentes de 
proteínas defeituosas; talvez um 
terço seja por causa de uma única 
alteração em sua sequência de 
aminoácidos, o que reitera o que já 
havia sido dito. Mas é importante 
saber que a cadeia polipeptídica 
não é absolutamente fixa ou 
invariante para uma proteína em 
particular, ela pode ser flexível. 
Estima-se que 20 a 30% das 
proteínas humanas sejam 
polimórficas, isto é, possuem 
variantes em suas sequências de 
aminoácidos. Muitas destas 
sequencias que são variáveis 
possuem pouco ou nenhum efeito 
na função da proteína. 
As proteínas homólogas são 
proteínas relacionadas 
evolutivamente, que geralmente 
possuem a mesma função em 
espécies diferentes. O significado 
funcional é bem ilustrado pelo 
CITOCROMO C, uma proteína 
mitocondrial que contém ferro e 
transfere elétrons durante 
oxidações biológicas em células 
eucarióticas. Ele possui 27 
posições invariantes em todas as 
espécies testadas, Os resíduos em 
outras posições apresentam 
algumas variações interespécies, 
mas em muitos casos estas 
variações são do tipo substituições 
conservativas entre aa’s 
positivamente carregados. 
O exame das sequências do 
citocromo c e de outras proteínas 
homólogas levou a uma conclusão 
importante: o número de resíduos 
que se diferem em proteínas 
homólogas de duas espécies 
quaisquer é proporcional à 
distância filogenética entre estas 
espécies. 
SEQUÊNCIA E HOMOLOGIA 
9 
 
como pH, temperatura e até agentes químicos, como a 
amônia ou agentes redutores/oxidantes (como por 
exemplo, para a ponte dissulfeto). É errôneo pensar que 
a desnaturação é um processo permanente, pois ela pode 
ser reversível em alguns casos; nestes, a proteína sofre 
renaturação e volta ao estado nativo. 
A forma protéica é definida pelos aminoácidos que a 
compõe, pois, a forma e a estabilidade são 
consequências dos mais variados tipos de interações 
entre os aminoácidos. Algumas interações são 
altamente específicas, como a ponte dissulfeto, que só 
ocorre com o aminoácido Cisteína (Cys). 
Dentre as forças mais importantes que estabilizam a 
molécula de proteína, temos as pontes de hidrogênio, 
ligações iônicas, interações hidrofóbicas. 
A nível de estrutura, as proteínas podem assumir quatro 
diferentes tipos: 
5.1 - Primária – sequência linear dos 
aminoácidos da proteína. É a forma fundamental 
de toda proteína, embora nenhuma seja 
encontrada nesta estrutura na natureza. Se trata da 
sequência propriamente dita. 
5.2 - Secundária – É a maneira como a cadeia se 
organiza no espaço. O arranjo mais simples é uma 
estrutura helicoidal chamada α-hélice, onde a 
cadeia é fortemente retorcida em torno de um eixo 
imaginário longitudinal; há também a folha-β e as 
“voltas”. As Proteínas que só possuem a estrutura 
secundária são de função mais estrutural (queratina e 
colágeno). 
Ainda há duas formas que a estrutura secundária pode 
se organizar: 
α-hélice - As cadeias laterais geralmente ficam 
dispostas para fora da hélice, não participando das 
interações químicas da estrutura secundária. A cada 
360° (uma volta completa), são dispostos 3,6 
aminoácidos, sendo uma ponte de hidrogênio por volta, 
sempre entre o “O” da Carbonila 1 e o H da amina 4. De 
uma forma geral, em média cerca de 1 4⁄ de todos os 
resíduos de a,a’s nos polipeptídeos é visto em α-hélice. 
Ela de fato se forma mais facilmente que outras 
conformações, pois otimiza o uso das ligações de 
hidrogênio internas. Cada a.a. forma 
duas pontes de hidrogênio: uma com a 
ligação peptídica do quarto 
aminoácido acima e segunda com a 
ligação peptídica do quarto 
aminoácido da estrutura abaixo na estrutura primaria. 
Folha-β Pregueada – Estabelecem pontes de 
hidrogênio com outra região 
alinhada de forma paralela ou 
antiparalela, ficando, as 
cadeias laterais, projetadas 
para cima ou para baixo da 
folha. 
 
A frequência de determinado aminoácido em certos 
domínios da proteína ajuda a definir se naquela área 
teremos formas α-hélice 
ou folha- β. Como 
podemos observar no 
gráfico, áreas ricas em 
Glutamato, possuem 
conformação 
preferencialmente α-
hélice, e áreas ricas em 
valina, folha- β. Não é 
uma obrigação, e sim 
uma tendência que isso 
aconteça de acordo com o 
padrão de ligação destes aminoácidos. 
Analisando o gráfico, vemos que uma alta incidência de 
Glu, Lys, Arg, Tyr, Cys, entre outros grupos carregados 
no grupo R, na cadeia polipeptídica pode impedir a 
formação de α-hélice. Isto é explicado pois os grupos, 
se muito próximos tendem a repelir um ao outro muito 
fortemente. 
5.3 - Terciária - é a maneira como a proteína se 
organiza no espaço tridimensional. Isto é, o movimento, 
a organização das hélices, fitas e voltas no espaço 
tridimensional. A estrutura terciária ainda apresenta 
algumas organizações importantes para o conhecimento 
bioquímico, e são elas: os Motivos, Domínios e Loops. 
Os Domínios são unidades estruturais, funcionais e 
evolutivas das proteínas. Se trada de uma região 
compacta que é, quase sempre, constituído por um 
segmento contínuo da sequência de aminoácidos 
que normalmente são responsáveis por uma função 
particular ou interação que contribui para o papel 
global de uma proteína. Nas enzimas, podemos 
observar domínios distintos para cada substrato ou 
coenzima que catalisa. Proteínas diferentes podem 
apresentar domínios com características similares e 
é possível predizer a atividade da enzima ou a 
10 
 
função da proteína pela análise dos domínios que ela 
possui. 
Os Motivos são diferentes formas de organização da 
estrutura secundária, pois é comum que haja um padrão 
de repetição entre as formas de estrutura secundária no 
arranjo final da proteína. Estes 
motivos podem ser constituídos 
por rearranjos de α-hélices, 
folhas-β pregueadas ou uma 
mistura dos dois. Um bom 
exemplo de Motivo complexo é o 
β -Barril, que realizam uma via 
de passagem muito utilizada em 
porinas das membranas 
citoplasmáticas. 
Os Loops ou Voltas são as estruturas 
que conectam as α-hélices com as 
folhas-β pregueadas. Na imagem ao 
lado podemos ver as α-hélices 
indicadas em cinza como espiral, as 
folhas-β como as setas em vermelho e 
os loops como os fios em cinza que 
ligam estas duas estruturas. 
 
5.4 - Quaternária – Quando a proteína tem mais de 
uma unidade de cadeia polipeptídica. Um bom exemplo 
de proteína que possui estrutura quaternária é a 
HEMOGLOBINA, na qual 
vamos explorar melhor agora. 
As hemoglobinas são as 
proteínas de membrana das 
células vermelhas do sangue, as 
hemácias, e possuem a função 
de se ligarem ao oxigênio para 
transportá-lo na corrente 
sanguínea. Correspondem a 1/3 
do peso seco das hemácias e são constituídas de 4 
subunidades, duas denominadas alfa (141 aa) e duas 
betas (146 aa). As interações não-covalentes que 
mantém a integração das cadeias são mais frequentes 
entres as subunidades diferentes, compondo complexos 
α1β1 e α2β2. Entretanto, é importante ressaltar que 
esses complexos sofrema influência da presença ou não 
do O2, ou seja, a Desoxi-Hb possui as subunidades um 
pouco mais afastadas do que a Oxi-Hb. A estrutura 
quaternária ao lado se refere à estrutura da 
hemoglobina. 
A Hemoglobina é uma hemeproteína e isso significa 
dizer que elas possuem o grupo prostético Heme. Cada 
subunidade contém um grupo heme, portanto uma 
molécula protéica de hemoglobina pode carregar até 4 
moléculas de O2. A heme da hemoglobina é, na verdade, 
uma molécula de Ferro-
protoporfirina IX, que 
consiste em quatro anéis 
pirrólicos, grupamentos 
laterais substituintes e um 
anel central, unidos por 
um átomo 
central de Ferro, 
no seu estado 
ferroso (Fe+2). 
Então, como o 
Oxigênio se liga 
à 
Hemoglobina? 
A molécula de heme se localiza em uma 
cavidade apolar da estrutura da hemoglobina, pois os 
aminoácidos que estão ao redor do anel porfirínico são 
geralmente apolares. Este ambiente apolar é 
extremamente importante para evitar que o ferro saia do 
estado ferroso (Fe+2) e passe para o estado férrico 
(Fe+3). Isto ocorre, pois, a nuvem eletronegativa sobre 
moléculas polares são concentradas, enquanto a de 
moléculas apolares são difusas, tendo menos força para 
retirar um elétron do Ferro e transforma-lo em um 
estado Férrico. Portanto, o Ferro II, que ainda pode 
compartilhar 6 elétrons, interage com quatro anéis 
pirrólicos, com um resíduo de histidina da subunidade 
da hemoglobina que ele está e ainda fica disponível para 
mais uma ligação, que pode ser com o 
Oxigênio. 
Uma observação importante é que o Fe II 
pode acabar se ligando com o CO2 e o H2S 
com uma afinidade ainda maior que pelo 
oxigênio e por isso, estas substâncias são 
tão tóxicas para nós. 
Quando o Ferro se liga ao Oxigênio, 
sempre de forma reversível, ele se alinha com o anel 
porfirínico, saindo do plano inferior que costumava 
estar. Quando ele se desloca, acaba por deslocar consigo 
o resíduo de 
histidina ao qual 
está ligado e 
consequentemente 
alterando toda a 
estrutura 
quaternária da 
hemoglobina. Esta 
ligação vai levar ao 
que conhecemos 
como Curva de 
Oxigenação da 
Hemoglobina. Ela 
11 
 
consiste no fato de que toda vez que uma molécula de 
oxigênio se liga ao grupamento Heme de uma das 
subunidades, a conformação da hemoglobina é alterada 
e confere às subunidades subsequentes uma maior 
afinidade pelo oxigênio. Para quantificar um pouco, 
estima-se que a última subunidade a se ligar ao O2 tenha 
uma afinidade 300x maior do que a primeira. Este é um 
fenômeno químico chamado de 
COOPERATIVIDADE. 
Entretanto há alguns fatores que diminuem a afinidade 
da hemoglobina com o O2, são eles: o aumento de 
temperatura, alguns compostos fosforilados, como o 
BPG (2,3-bifosfoglicerato), aumento da pressão parcial 
de CO2 e a redução de pH. No caso do aumento da 
temperatura que são mais comuns em caso de febre ou 
intensidade de atividade física, os tecidos 
extrapulmonares consomem muito mais energia do que 
em estados normais, então com uma diminuição da 
afinidade, ela consegue perder o oxigênio para estes 
tecidos mais facilmente. 
CURVA DE DISSOCIAÇÃO ENTRE 
MIOGLOBINA E HEMOGLOBINA 
Há de se levantar algumas questões sobre a cooperação 
que citamos anteriormente e as funções biológicas das 
globinas. A hemoglobina, diferente da mioglobina 
funciona de acordo com a pO2. Onde há uma alta 
pressão parcial de oxigênio, elas se saturam e onde há 
uma baixa pressão elas deixam oxigênio, mas é 
possível reparar que quanto mais baixa for a pressão, 
de uma forma sigmoide, mais O2 elas tendem a deixar. 
Isto não ocorre com a mioglobina, que rapidamente se 
satura em pequenas concentrações, e isto nos indica 
que ela funciona bem como uma reserva de O2 nos 
músculos, enquanto a hemoglobina é mais sensível a 
variações, justamente por ter uma função carreadora. 
> O EFEITO BPG se manifesta em baixas pressões 
de O2, e/ou situações de hipóxia tecidual, como é o 
caso de doenças cardiorrespiratórias, nível anêmico e 
altitudes elevadas, e age reduzindo a afinidade da 
hemoglobina com o O2, aumentando assim as chances 
que ela doe esta 
molécula aos tecidos 
extrapulmonares. A 
intenção do corpo é 
fazer com que o 
maior nível de BPG 
compense o menor 
aporte de oxigênio. 
É melhor observável 
no gráfico: 
A Hb associada ao 
BPG está indicada 
pela linha vermelha 
e a Desoxi-Hb em estado natural está indicada pela 
curva azul. Repare que a Hb tem tanta afinidade pelo 
O2, que mesmo em baixas concentrações a ligação 
ocorre de forma significativa. Quando associo Hb+BPG 
a curva se desloca de forma significativa, o que indica 
uma perda de afinidade, uma vez que sem BPG a 
saturação se dá com uma pO2 de 20mmHg, enquanto 
associada ao BPG, só se dá com 40mmHg. 
Um detalhe importante 
neste percurso é que a 
BPG é uma molécula 
negativamente carregada 
e, portanto, se associa 
bem com os aminoácidos 
positivamente carregados 
da estrutura da 
hemoglobina. 
 
> O EFEITO BOHR descreve os efeitos do pH sobre a 
saturação de O2 na hemoglobina, que ocorre da seguinte 
forma: na medida que o pH diminui, a afinidade entre 
Hb+ O2 diminui, devido ao aumento da quantidade de 
íons H+, que se 
relacionam bem 
com a molécula de 
DesoxiHb. 
Depois que a 
hemoglobina libera 
o oxigênio e a 
hemácia capta o 
CO2 dos tecidos, ela 
realiza dentro de seu 
citoplasma o 
processo: CO2 + 
H2O > H2CO3 > 
HCO3
- + H+, 
mediado pela anidrase carbônica. Normalmente o 
12 
 
bicarbonato é transportado para os pulmões pela 
corrente sanguínea e o íon H+ associado à hemoglobina, 
formando um complexo HHb. Quando chega ao 
pulmão, onde a pO2 é muito grande, ela recebe 
novamente moléculas de O2, que se liga ao complexo 
HHb, liberando o próton H+. O próton se liga novamente 
ao bicarbonato agora internalizado novamente para 
fazer o processo inverso e liberar CO2 pro processo 
expiratório. O processo resumido está na imagem: 
 
A HEMOGLOBINA FETAL possui uma diferença 
estrutural em relação à adulta. Ela consiste em uma 
proteína com 4 subunidades, mas 2α, 1β e 1γ; a 
importância desta diferença vem do fato que na 
subunidade gama há diferença de um aminoácido 
positivo por outro polar sem carga, e por esta razão a 
interação com a BPG é menor. Este é um fator 
fisiologicamente importante para o feto, pois a partir do 
momento que a suas hemácias possuem uma maior 
afinidade com o O2 do que as de sua mãe, é mais 
provável que o O2 seja transferido a elas. 
 
-- 
 
 
ENZIMAS 
Com exceção de um pequeno grupo de 
moléculas de RNA (ribozimas) que possuem ação 
catalítica, todas as enzimas são proteínas. Mas 
atenção: nem toda enzima tem constituição totalmente 
protéica, como será explicitado a seguir. Como já 
vimos, quando as proteínas sofrem desnaturação, elas 
perdem sua função e o mesmo ocorre para as enzimas. 
Algumas enzimas não requerem nenhum outro grupo 
químico além de seus próprios resíduos de aminoácidos, 
mas a maioria requer componentes químicos adicionais 
chamados de cofator e coenzima. Cofatores consistem 
em um ou mais íons metálicos inorgânicos, como Fe2+, 
Mg2+, Mn2+ ou Zn2+s, que apresentam um grande 
número de cargas positivas especialmente úteis na 
ligação de pequenas moléculas. Os cofatores fazem 
ligações reversíveis com as enzimas, participando da 
reação e depois sendo desligado da estrutura principal. 
Coenzimas são moléculas orgânicas pequenas, 
frequentemente derivadas de vitaminas. Algumas 
coenzimas podem funcionarcomo transportadores 
recicláveis ou até mesmo como agente de transferência 
de grupamentos, podendo facilitar a ligação da enzima 
com o substrato. 
São exemplos de Coenzimas: NAD/NADH (remoção e 
adição de hidreto), Acetil-CoA (C2-alquilação), ATP 
(fosforilação), Biotina (carboxilação), etc. 
Então, resumindo, temos que as enzimas são compostas 
pela APOENZIMA (componente protéico) e pelo 
GRUPO PROSTÉTICO (podendo ser ele um metal, um 
cofator ou uma coenzima). A enzima só é considerada 
cataliticamente ativa quando ligada ao seu respectivo 
cofator. Quando isto acontece, chamamos o conjunto de 
holoenzima (ativa). 
 
6.1 - O que caracteriza uma enzima? 
- Apresentar alta atividade catalítica (aceleram de 106 
até 1012 vezes); 
- Ser altamente especifica em relação aos substratos e 
produtos relacionadas a ela; 
- Não ser consumida ou alterada ao participar da 
catálise; 
- Ter atividade regulada geneticamente ou por 
condições metabólicas; 
Podemos esquematizar resumidamente a ação 
da enzima como segue: 
 
Ou seja, a molécula sobre qual a enzima age é o 
SUBSTRATO que se transforma em PRODUTO, mas 
as reações são reversíveis, uma vez que os produtos de 
uma reação numa direção tornam-se os substratos para 
a reação inversa. 
13 
 
6.2 - Classificação das enzimas 
Podem 
ser 
classificadas em seis classes, baseadas no tipo de reação 
que elas catalisam: 
 
6.3 - Por que as enzimas são tão específicas? 
Pois possuem uma cavidade chamada sítio ativo em sua 
superfície enzimática. Nela, existem aminoácidos com 
cadeias laterais específicas que se ligam ao substrato 
através de ligação não-covalentes; além disso, suas 
estruturas tridimensionais se encaixam perfeitamente 
com o substrato. Algumas enzimas possuem uma outra 
região na molécula chamada sítio alostérico, onde 
pequenas moléculas se ligam e causam alterações na 
conformação protéica. Isto acaba por afetar também o 
sítio ativo, aumentando ou reduzindo a atividade 
enzimática (regulação). 
SÍTIO ATIVO – Região onde ocorre a catálise. O 
substrato pode se ligar através de interações 
eletrostaticas, ponte de hidrogênio, Van-der-Waals ou 
interações hidrofóbicas. Os aminoácidos mais 
participativos nestas ligações são Glutamato, Asparto 
(negativamente carregados) Lisina, Histidina e Serina 
(Positivamente carregados). 
Dois modelos foram propostos para explicar a 
especificidade enzimática, o modelo chave-fechadura 
e o ajuste induzido, sendo o segundo mais aceito 
atualmente: 
1. Modelo chave-fechadura (Fischer, em 1890): 
Quando a enzima possui fenda com dimensões fixas 
e específica a determinado composto. O substrato se 
ajusta a este sítio de ligação como uma chave se ajusta 
a fechadura. 
 
 
 
 
2. Modelo do ajuste induzido (Koshland, 1958): 
Quando os sítios ativos não estão completamente pré-
formados e a interação inicial do substrato com a 
enzima que induz uma alteração conformacional nela. 
 
6.4 - Como as enzimas agem? 
As enzimas, além de não serem consumidas nas 
reações, não alteram seu equilíbrio, apenas sua 
velocidade. 
E + S <> ES <> EP <> E+ P 
Durante a reação química entre enzima e substrato há 
um estágio chamado Estado de Transição, grifado em 
negrito na reação acima, que é o momento onde a reação 
propriamente dita ocorre. 
 
Sem a enzima, é necessária mais energia para que o 
estágio de transição seja alcançado em relação ao 
cenário com a enzima. Por esse motivo a reação 
consegue ser feita de forma mais rápida, pois a energia 
de ativação é diminuída, mas por que ela diminui? 
No momento da ligação da enzima com o substrato, de 
acordo com o modelo de encaixe induzido, sua 
14 
 
conformação é alterada e elas utilizam a própria energia 
de ligação com o substrato para diminuir a energia de 
ativação necessária para iniciar a reação. O interessante 
de se observar é que o modelo de chave-fechadura não 
dá conta de explicar tal questão, mas o segundo modelo 
e mais utilizado atualmente sim. Este modelo versa 
sobre a complementaridade da enzima em relação ao 
estado de transição, e não ao substrato. Essa 
inadequação ao substrato num primeiro momento é o 
que vai gerar a energia de ligação tão necessária pra 
diminuir a energia de ativação. É isto que o modelo 
proposto por Pauling (1946) explana: 
 
CINÉTICA ENZIMÁTICA 
 
A velocidade de cada uma dessas reações pode ser 
calculada da seguinte forma: V = k.[REAGENTE] 
Portanto, 
V1 = K1.[E].[S] / V2 = K2[ES] / V3 = K3 [ES] 
Entende-se que [ES] é praticamente constante em 
situações normais onde há muito mais substrato que 
enzima, uma vez que esta reação é feita constantemente 
por um tempo considerável. Então, temos que: 
K1>K2>K3. Isto por que se K2 fosse menor que K3, 
esta reação seria impossível em termos cinéticos. Desta 
forma, estipula-se que K3 seja a etapa mais lenta e, por 
isso, representa a velocidade global da reação. Esta 
explicação formulada por Michales e Menten vale para 
todas as enzimas chamadas de michaelianas. 
Fatores que influenciam a atividade enzimática 
O gráfico ao lado expõe a variação das concentrações 
dos componentes da 
reação em função do 
tempo. Entretanto, 
há fatores que 
podem influenciar 
seja positiva ou 
negativamente a 
atividade da enzima. 
São elas, 
temperatura, pH, 
concentração do 
substrato, tempo e 
produto da reação. 
Temperatura: age fornecendo mais energia e agitação 
para as moléculas atingirem o estado de transição mais 
rapidamente. Isto ocorre até que se atinja uma 
velocidade máxima, correspondente à temperatura 
“ótima” (entre 39 e 43°C). Acima disso, a atividade 
enzimática declina 
abruptamente pois sua 
estrutura protéica sofre 
desnaturação. Sob 
condições de hipotermia, 
a atividade enzimática 
também é deprimida. 
 
pH: A atividade catalítica de certas enzimas necessita 
da forma protonada do grupo amino. Se o pH se torna 
tal alcalino a ponto do grupo desprotonar, a atividade da 
enzima pode ser reduzida. No geral, o pH pode alterar a 
capacidade de ligação ao sítio ativo e ainda alterar a 
estrutura terciária 
da enzima. Uma 
mudança drástica 
pode ser crucial 
para a enzima, 
levando-a a 
desnaturação. 
 
Concentração da 
enzima: temos que a 
velocidade inicial da 
reação enzimática é 
diretamente proporcional 
à concentração de enzima 
(existindo substrato em 
excesso) 
Concentração do 
substrato: podemos 
adicionar substrato até 
certo ponto 
suficientemente grande 
para saturar todos os 
sítios catalíticos das 
moléculas enzimáticas, 
ou seja, até o ponto de 
saturação. 
 
 KM Enzimático 
O “km” é a constante de Michaelis, que designa a 
concentração específica de substrato que corresponde à 
metade da velocidade máxima catalítica. Esse valor 
pode simbolizar a afinidade de uma enzima pelo seu 
substrato, isto é, quanto maior for o Km, maior a 
15 
 
quantidade de substrato necessário para atingir a 
velocidade máxima e então, menor a afinidade. 
 
Inibidores Enzimáticos 
1. Moduladores Alostéricos Negativos 
1.1 Irreversíveis – Inativa de forma definitiva, 
como compostos organofosforados 
(componente de inseticidas) 
 
1.2 Reversíveis 
1.2.1 Competitivos – capazes de se ligarem no sítio 
ativo da enzima, realizando barreira física. É 
importante que se observe a quantidade de substrato 
em relação à quantidade de inibidor. Quando o 
primeiro for muito maior que o segundo, o efeito de 
inibição é praticamente anulado. 
Neste gráfico podemos observar o efeitode duas 
concentrações de um inibidor competitivo. Conforme se 
aumenta a concentração do inibidor, menos afinidade a 
enzima tem com o substrato. Como dito antes e agora 
constatável pelo gráfico, conforme a concentração de 
substrato aumenta muito, a ação inibitória não ocorre. 
1.2.2 Não-competitivos – são aqueles que não tem 
semelhança estrutural com o substrato e, portanto, a 
inibição é provocada pela ligação entre eles e 
grupamentos que não pertencem ao sítio ativo. Essa 
ação não é específica, e um mesmo inibidor não 
competitivo pode realizar inibição sob vários tipos de 
enzimas diferentes. No gráfico podemos ver o efeito de 
duas concentrações de inibidor não competitivo sobre a 
ação de uma enzima. É importante observar que o km 
se preserva nas duas concentrações e isso ocorre, pois, 
a ligação do modulador não competitivo se dá fora do 
sítio ativo, não sendo responsável por nenhuma 
alteração na afinidade enzima-substrato. O que muda é 
a velocidade máxima, pois o inibidor altera a eficiência 
catalítica, não a afinidade da enzima. 
 
2. Moduladores Alostéricos Positivos 
São moléculas que estimulam a atividade 
enzimática, podendo até ser responsáveis por inicia-
la. No gráfico abaixo podemos ver a diferença entre 
uma modulação alostérica positiva (1), a curva 
normal de atividade enzimática (2) e uma 
modulação negativa (3), deixando evidente a 
influência de tais moléculas na afinidade entre 
enzima e substrato. 
 
LIPÍDIOS 
Visão Geral 
Os lipídios são macromoléculas orgânicas que, apesar 
de muito distintas entre si, compartilham a característica 
de serem insolúveis em água e solúveis em solventes 
orgânicos, como álcool, benzina e éter. Eles são úteis 
como forma de armazenamento energético, 
estruturalmente quando se trata de membranas 
biológicas ou colaboram com a ação enzimática como 
cofatores, transportadores de elétrons, pigmentos que 
absorvem radiações luminosas, agentes emulsificantes 
da digestão, hormônios e mensageiros intracelulares. 
No corpo, de uma forma geral, camadas de gordura tem 
função de isolamento térmico, elétrico e mecânico. 
 
16 
 
ÁCIDOS GRAXOS 
São ácidos carboxílicos 
com cadeias hidrocarbonadas de 
comprimento entre 4 e 36 carbonos. 
Em alguns ácidos graxos, esta 
cadeia é totalmente saturada, isto é, 
sem duplas-ligações. Em outros, há 
anéis aromáticos, grupos hidroxila 
ou ramificações a partir do grupo 
metila. Ainda podemos reparar 
diversos AG com insaturações e 
poliinsaturações nas cadeias de 
hidrocarbonetos, sendo as 
propriedades físicas dos ácidos 
graxos e dos compostos que os 
contém são principalmente determinadas pelo 
comprimento e pelo grau de instauração da cadeia de 
hidrocarboneto. 
Uma importante característica química é a 
anfipatia, cuja parte carboxílica representa um 
grupamento polar, que tem maior afinidade com a água, 
e a parte de hidrocarboneto, a apolar, com hidrofobia. 
Um fator de grande relevância biológica é a 
rotação da cadeia carbônica em presença de instauração. 
Estes AG’s têm mais dificuldade de interagir com 
outros pois sua conformação se torna uma barreira física 
à interação química. A instauração também altera o 
ponto de fusão do lipídio, pois enquanto ácidos graxos 
saturados tem consistência cerosa em temperatura 
ambiente, os insaturados têm consistência líquida, de 
óleo. Isto se dá pela dificuldade destes ácidos graxos em 
se organizarem estruturalmente com outros, impedindo 
que seu estado fique sólido, que é um estado onde as 
moléculas têm um alto grau de organização. Com a 
presença de insaturações, portanto, o ponto de fusão 
diminui, isto é, menos energia é necessária para 
liquefazer aquela gordura. O oposto ocorre com o 
aumento do número de carbonos na cadeia, onde para 
cada carbono que se adiciona, mais energia é necessária 
para liquefazer a estrutura, ou seja, o ponto de fusão é 
maior. 
 
Os ácidos graxos insaturados, na natureza, estão na 
conformação cis, isto é, os dois hidrogênios estão no 
mesmo plano. O processo, 
muito utilizado na indústria, 
de hidrogenação adiciona um 
hidrogênio a um dos pontos 
de instauração do ácido 
graxo, fazendo que a gordura 
passe de um estado líquido 
para semissólido e, por 
consequência, uma 
temperatura de fusão mais 
elevada, melhorando a 
estocagem, tempo de 
prateleira, palatabilidade e 
textura. 
A problemática que envolve a gordura trans vai 
em torno do fato de que, uma vez no organismo, esta 
gordura inibe várias enzimas do fígado, ocasionando um 
aumento da produção de colesterol. Além disso, a 
gordura trans não possui aparato metabólico para que 
ela seja digerida, pois não é um formato de gordura 
encontrado na natureza. 
17 
 
As principais estruturas lipídicas que contém ácidos 
graxos são os triacilgliceróis, glicerofosfolipídeos e os 
esfingolipídios. 
Os triacilgliceróis são a forma lipídica de 
armazenamento de energia em diversos animais, 
incluindo humanos. Ele é 
composto por uma molécula 
de glicerol ligada a três 
cadeias de ácidos graxos. 
Temos como os 
triacilgliceróis mais 
conhecidos o ácido palmítico, 
ácido oleico, ácido ricinoleico 
e ácido butírico. 
Os glicerofosfolipídeos, 
também chamados de 
fosfoglicerídios estão 
largamente presentes nas 
membranas plasmática das células, e possuem estrutura 
muito similar aos triacilgliceróis, exceto pela 
substituição de uma cadeia de ácido graxo por um álcool 
ou colina. 
Os esfingolipídios são a segunda maior classe de 
lipídios de membrana e têm um grupo-cabeça polar e 
duas caudas apolares, mas em contraste com as classes 
citadas anteriormente, ele não possui glicerol. 
Esfingolipídios são compostos por uma molécula do 
aminoálcool de cadeia longa, a esfingosina. 
 
O grupamento X pode ser substituído por um H 
(ceramida), por fosfocolina (Esfingomielina), Glicose 
(Glicolipídios neutros) e outros açúcares, gerando 
ainda outros esfingolipídios. 
As esfingomielinas e glicerofosfolipídeos são as 
classes de fosfolipídios mais abundantes na 
membrana, sendo seus grupos substituíveis (X) 
geralmente a fração polar, gerando a característica 
anfipática tão necessária na função nas membranas 
biológicas. As esfingomielinas que possuem a 
fosfocolina ou a fosfoetanolamina como cabeça 
polar alcoólica, tendo como importante função o 
revestimento dos axônios dos neurônios para uma 
transmissão de impulsos eficiente, realizando um 
isolamento elétrico. 
As estruturas lipídicas que não contém ácidos 
graxos são os eucosanóides (derivados do ácido 
aracdônio), envolvidos na sinalização celular, como a 
prostaglandina; e os esteroides, que abarca um 
importante regulador do funcionamento corporal, que 
são os hormônios e um importante componente das 
membranas biológicas que é o colesterol. 
 
ESTOCAGEM, MOBILIZAÇÃO E 
TRANSPORTE DE LIPÍDEOS 
Os triacilgliceróis constituem a maneira mais eficiente 
de armazenar energia nos seres vivos, especialmente 
pela sua característica reduzida. Isto quer dizer que na 
oxidação destas moléculas muito mais energia é 
liberado se comparada a outras. 
Podemos obter os ácidos graxos de três fontes: gorduras 
sintetizadas em um órgão para ser exportadas a outro, 
gorduras armazenadas nas células na forma de gotículas 
gordurosas, e através da alimentação. 
No nosso processo de digestão, por exemplo, os 
triacilgliceróis precisam primeiramente ser convertidos 
em partículas gordurosas macroscópicas. Os sais 
biliares, então, que são sintetizados no fígado a partir do 
colesterol,estocados na 
vesícula biliar e 
liberados no 
intestino delgado 
após uma 
gordurosa 
refeição, agem 
como detergentes 
biológicos, 
convertendo as 
gorduras 
alimentares em 
micelas mistas de 
sais biliares e 
triacilgliceróis. A 
emulsificação da 
18 
 
gordura aumenta muito a área de contato disponível às 
lipases e acelera sua ação, que converte os 
triacilgliceróis em monoacilgliceróis e ácidos graxos, 
que se difundem para o interior das células que revestem 
a mucosa intestinal, os enterócitos. Dentro dessas 
células são formados os quilomícrons, que consistem 
em grandes partículas formadas por triacilgliceróis 
(agora já reagrupados), colesterol da dieta, e 
apolipoproteínas. Vale lembrar que os quilomícrons 
também podem transportar vitaminas lipossolúveis. 
Estas estruturas de conformação esférica, onde as faces 
hidrofílicas das gorduras anfipáticas ficam voltadas para 
o exterior, são a forma perfeita das gorduras circularem 
em meio aquoso, onde elas são insolúveis. 
Uma observação importante sobre as apolipoproteínas 
é que elas são proteínas que se ligam aos lipídios com a 
função de transportar triacilgliceróis, fosfolipídios, 
colesterol entre os vários órgãos, tendo importância 
também na sinalização. Por isso, as apolipoproteínas 
podem se combinar com vários tipos de lipídios para 
formar diferentes classes de estruturas lipoprotéicas, 
com diferentes quantidades e por consequência, 
densidades. Por isso, existe o que conhecemos como 
lipoproteínas com densidade baixa, que 
são aquelas com muito teor lipídico 
(LDL – “very low density lipoprotein) e 
lipoproteínas de alta densidade, com 
baixo teor lipídico (HDL – “high density 
lipoprotein”). Em linhas gerais, sabemos 
que o teor lipídico é inversamente 
proporcional à densidade da 
lipoproteína. Portanto, temos 
comumente o LDL associado à um 
“mau-colesterol”, pois é uma forma 
lipoprotéica com alto teor lipídico, ou 
seja, é rica em colesterol na forma 
esterificada, enquanto o HDL é 
associado a um “bom colesterol” pois ela 
possui baixo teor lipídico, e com isso, 
remove o colesterol dos tecidos e leva 
para o fígado. 
As porções proteicas das lipoproteínas 
dos quilomícrons são reconhecidas por 
receptores na superfície celular dos 
tecidos alvos. Nos capilares dos tecidos 
adiposo e muscular, a enzima 
extracelular lipase lipoprotéica é ativada 
pela presença da apolipoproteína e 
hidrolisa os triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol, 
que são internalizados pelas células dos tecidos alvos. 
No tecido adiposo eles são reesterificados e 
armazenados como triacilgliceróis, nos músculos, os 
ácidos graxos são oxidados para obtenção de energia. 
Os quilomícrons, após perderem sua composição 
triacilglicerídica, são encaminhados para o fígado, o 
único órgão capaz de eliminar esse colesterol, 
principalmente adicionando eles para compor sais 
biliares. 
Mobilização de Ácidos Graxos 
Hormônios como a epinefrina e o glucagon (hormônio 
pancreático antagônico à insulina) são produzidos em 
resposta à níveis baixos de glicose no sangue. Isto 
ocorre pois níveis baixos deste açúcar preveem uma 
queda de energia metabólica, então o organismo tende a 
buscar formas de produzir ATP. A principal ação destes 
hormônios é aumentar a concentração intracelular de 
AMP cíclico. O cAMP ativa uma proteína quinase 
dependente de cAMP que fosforila a lipase de 
triacilgliceróis, ativando-a. Os glicerol e os ácidos 
graxos saem dos adipócitos e caem na corrente 
sanguínea, onde o segundo se liga à albumina ou 
soroalbumina. Estas são proteínas muito abundantes no 
plasma, com capacidade de ligar-se cada uma a até dez 
moléculas de ácidos graxos. Os tecidos capazes de 
oxidar estas moléculas para 
prover energia metabólica são o 
músculo esquelético, fígado, 
coração e córtex renal. Lá, os 
ácidos graxos se dissociam da 
albumina e adentram ao citosol 
das células através de 
transportadores, para servir como 
fonte de energia. 
Obs: O glicerol, que também cai 
na corrente sanguínea, pode ser 
utilizado por órgãos como o 
fígado e rim para gerar 
diidroxiacetona-fosfato, que é um 
intermediário tanto da via 
glicolítica quanto da 
gliconeogênese 
Transporte de ácidos graxos 
para o interior das mitocôndrias 
As enzimas responsáveis pelo 
processo de oxidação de ácidos 
graxos estão na matriz 
mitocondrial, então, faz-se 
necessário que as moléculas 
lipídicas passem por algumas modificações para 
conseguir adentrar à organela. A primeira delas é 
catalisada por isoenzimas da membrana externa da 
mitocôndria, que catalisam a formação de uma ligação 
19 
 
tio éster entre o ácido graxo e a Coenzima A para formar 
um acil-CoA Graxo. 
Nesta reação, uma molécula de ATP é decomposta em 
AMP + PP e, com isso, contabilizam-se o gasto de dois 
ATPs. Aqui, ocorre a quebra de um composto de alta 
energia, e esta energia é transferida para formação do 
novo composto. Perceba que a reação ocorre em dois 
passos. 
Mesmo com essa modificação, os ésteres dos acil-CoA 
graxos ainda não cruzam a membrana mitocondrial. 
Assim, o grupo acil-graxo dispensa o CoA e une-se 
transientemente ao grupo hidroxila da Carnitina, 
formando o derivado acil-graxo-carnitina, que cruza a 
membrana interna e chega à matriz por difusão 
facilitada. Uma vez na matriz o grupamento acil 
graxo é transferido novamente para uma CoA, 
liberando a Carnitina para voltar ao espaço 
intramembranoso por meio do mesmo transportador. 
Um aspecto importante da regulação da degradação e 
síntese de ácidos graxos é que a acetiltransferase I, 
enzima que realiza a internalização do grupamento acil-
graxo-carnitina, é inibida pelo Malonil-CoA, que é o 
primeiro intermediário do processo de síntese dos 
ácidos graxos. Essa inibição impede que os 
ácidos graxos sejam sintetizados e 
degradados simultaneamente. O processo 
de interiorização via Carnitina é o passo 
limitante da velocidade de oxidação dos ácidos graxos, 
pois uma vez dentro, as moléculas são rapidamente 
oxidadas. 
β-OXIDAÇÃO (Ciclo de Lynen) 
É o processo onde os ácidos graxos sofrem a remoção 
oxidativa de sucessivas unidades de dois átomos de 
carbono na forma de Acetil-CoA, começando pela 
extremidade carboxila da cadeia de ácido graxo. 
Para explicar o processo de forma clara, vamos 
considerar um ácido graxo de 6C. Ele está na forma de 
Acil-CoA Graxo dentro da mitocôndria, portanto, 
vamos sistematizar as quatro reações: 
 1 – Os dois hidrogênios grifados na estrutura do Acil-
CoA Graxo vão ser transferidos a um FAD, reduzindo-
o a FADH2: 
 
2 – Há adição de uma molécula de água, que entra na 
vacância dos dois prótons H+ que acabaram de sair: 
 
3 – Um NAD+ é reduzido a NADH + H+ 
 
4 – Nesta reação é quando há a separação propriamente 
dita ocorre. Quando uma Coenzima A nova se 
aproxima, seu hidrogênio entra para formar uma nova 
molécula de Acetil-CoA enquanto a parte de enxofre e 
CoA vai recompor a molécula de Acil-CoA, agora com 
quatro carbonos. 
 
Com isso, podemos concluir que a cada 
volta da β-Oxidação, são formados uma 
molécula de Acetil-CoA, 1 FADH2 e 1 
NADH + H+. A exceção é a última volta, que 
forma 2 Acetil-CoA, 1 FADH2 e 1 NADH + 
H+. 
20 
 
Portanto, podemos calcular de forma constante: 
 N de Voltas na β-Oxidação: ( 
𝐶
2
 ) – 1 
 N de moléculas de Acetil-CoA: 
𝐶
2
 = N de voltas 
no ciclo de Krebs, já que cada molécula de 
Acetil-CoA alimenta apenas uma volta do C.K. 
 N de NADH e FADH2 = N de voltas 
Façamos atabela então, para calcular a autonomia de 
ATPs do processo completo, desta vez, considerando o 
Ácido Palmítico, que possui 16C. 
 
Sabendo-se que cada NADH na cadeia respiratória gera 
2,5 ATPs e cada FADH2 geram 1,5 ATPs, o somatório 
de ATP fica desta forma: 
77,5 + 22,5 = 100 + 8 = 108 – 2 = 106 
Esta última subtração se refere aos 2 ATPs que foram 
gastos antes da molécula adentrar a mitocôndria, aquela 
primeira reação de formação do Acil-CoA-Graxo, 
também conhecida como “ativação do palmitato” no 
caso da molécula em questão. O saldo final da ATP, 
portanto, é 106. Há de se comparar com a oxidação 
completa da glicose, que gera em torno de 32 ATPs. Por 
esse motivo o tecido gorduroso é tão energético e 
utilizado no nosso organismo como reserva. Para se ter 
uma noção da diferença do poder de estocagem, o poder 
dos triacilgliceróis vem da sua insolubilidade em água, 
o que permite que ele seja estocado sem alterar o 
equilíbrio osmótico das células e está num estado 
altamente reduzido, o que faz a sua oxidação ser mais 
rentável. Para uma reserva de carboidratos ser 
energeticamente equiparável a 15kg de triacilgliceróis, 
seria necessário 37.5Kg de carboidratos. 
Os carboidratos interagem com a água por ligações de 
hidrogênio. Portanto, cada grama de glicogênio absorve 
3g de água. Assim, 37,5kg de glicogênio absorveriam 
112,5kg de água. Então para uma reserva de glicogênio 
render energeticamente o mesmo que 15kg de 
triacilglicerídeos, seria 
necessário 140kg a de 
carboidratos e suas 
interações. Claro que 
esta é uma visão 
hipotética, mas ilustra 
bem a diferença de 
competência de 
armazenamento de 
energia das duas substâncias. A reserva de gordura no 
citosol pode ocupar 97% do espaço intracelular. O 
tecido adiposo branco, onde estas células se concentram 
hoje é reconhecido como um importante e ativo órgão 
endócrino, excretando importantes hormônios 
(adipocinas) como a leptina, adiponectina e resistina. 
Observemos que a oxidação do ácido graxo se dá com a 
retirada de pares de carbono, mas se a molécula tiver um 
número de carbonos ímpar, na última volta sobrarão 5 
carbonos, e deles serão geradas uma molécula de Acetil-
CoA e uma de Propionil-CoA (3C), que vai sofrer uma 
sequência de reações, mediante gasto de um ATP, até 
ser transformada em Succinil-CoA, que entra 
diretamente como intermediária do ciclo de Krebs. 
Todo cálculo feito acima se mantém, mas sem esquecer 
de subtrair do saldo final o ATP gasto nesta sequência 
de reações. 
 
Síntese de Corpos Cetônicos (Cetogênese) 
Os corpos cetônicos são 
três substâncias solúveis em água, 
produtos derivados da quebra 
dos ácidos graxos que ocorre no 
fígado. O processo de formação 
destes corpos é chamado 
CETOGÊNESE, e são usados 
como fonte de energia no coração, 
no cérebro e no tecido muscular. 
No cérebro são fonte vital de 
energia durante um jejum de pelo 
menos 24 horas. São eles, o 
acetoacetato, acetona e β-
hidroxibutirato 
A síntese propriamente dita ocorre na matriz 
mitocondrial dos hepatócitos em situações onde há 
excesso de Acetil-CoA, ou seja, está havendo muita β-
oxidação. Os compostos formados na cetogênese são 
solúveis em água. A acetona, por exemplo, produzida 
em menores quantidades do que os outros, é exalada, o 
que justifica o hálito acético no caso de jejuns 
prolongados (fome crônica). O acetoacetato e o D-β-
hidroxibutirato são transportados pelo sangue para os 
tecidos extra-hepáticos, podendo até o cérebro que em 
situações normais só aceita glicose como fonte 
 β-Ox Krebs Soma CTE 
Voltas 7 8 - 
Acetil-CoA 8 -8 0 
NADH 7 24 31 X2,5 = 77,5 
FADH2 7 8 15 X1,5 = 22,5 
ATP 0 8 8 
21 
 
energética, adaptar-se a usar o acetoacetato e o D-β-
hidroxibutirato na obtenção de energia. 
 Formação do acetoacetato 
1 – Condensação enzimática de duas moléculas de 
acetil-CoA catalisada pela tiolase. É formado como 
produto o acetoacetil-CoA, mediante liberação de uma 
Coenzima-A. Esta reação é a simples reversão do último 
passo da β-Oxidação. 
2 - Então, o 
acetoacetil-CoA 
recém-formado 
condensa-se com outra 
molécula de Acetil-
CoA, reação catalisada 
pela enzima HMG-
CoA sintetase, 
formando o β-hidroxi-
β-metilglutaril-CoA 
(HMG-CoA) 
3 – O HMG-CoA é 
catalisado pela enzima 
HMG-CoA liase para 
formar acetoacetato e 
acetil-CoA 
 Formação do 
D-β-
hidroxibutirato 
Se dá através da 
redução do 
acetoacetato por meio 
de uma reação 
reversível catalisada pela enzima mitocondrial D-β-
hidroxibutirato desidrogenase. 
> A formação da acetona se dá em quantidades 
pequenas a partir da perda de um grupo carboxila do 
acetoacetato, o que pode ocorrer facilmente de duas 
formas: espontaneamente ou mediante ação da enzima 
acetoacetato descarboxilase. 
O hálito acético pode ser percebido de maneira mais 
significativa em diabéticos não tratados, pois estas 
pessoas, insulinodeficientes, não produzem com 
eficácia esta substância que é responsável por 
internalizar o açúcar nas células. Deste modo, a energia 
que seria fornecida pela glicólise tem de ser suprida de 
outras formas, e uma delas é a β-oxidação, que tem 
como consequência da persistência, a formação de 
corpos cetônicos. Portanto, como estas pessoas 
produzem grandes quantidades de acetoacetato, o seu 
sangue contém quantidades significativas de acetona, o 
que confere um odor característico, muito usado para 
diagnosticar a severidade da doença. 
Quando a produção de corpos cetônicos é muito 
elevada, formam-se quadros clínicos como 
Cetonemia, Cetonúria e Cetoacidose 
 
ÁCIDOS NUCLEICOS 
 
Visão Geral 
 Unidades fundamentais na transmissão de caracteres 
hereditários e outros processos gênicos, podendo 
eventualmente também agir como catalizadores. A 
sua função como moléculas controladoras da 
atividade celular, foi uma das elucidações mais 
importantes da história da Biologia. Além disso, 
possuem função energética, compondo os ATPs, 
GTPs, UTPs e CTPs. De um modo geral, consistem 
em macromoléculas compostas por unidades 
monoméricas intituladas NUCLEOTÍDEOS. Estes 
são usualmente formados por um grupamento fosfato, 
uma pentose, e uma base nitrogenada (podendo ela ser 
uma purina ou uma pirimidina). O que difere as 
purinas das pirimidinas é basicamente o número de 
anéis aromáticos 
presentes em sua 
estrutura química: 
pirimidina com um anel e 
purina com dois anéis. 
Em suma, há quatro tipos 
de bases nitrogenadas, 
sendo elas: Adenina e 
Guanina (as púricas) e 
Citosina e Timina (as 
pirimidínicas). 
 
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS 
Há dois principais tipos de ácidos nucléicos: 
RNA e DNA. Suas diferenças estruturais e químicas 
seguem resumidas no quadro. 
 DNA RNA 
Fita Dupla Simples 
Pentose Desoxirribose Ribose 
Bases A, C, G, T A, C, G, U 
Localização Nuclear Extra/Intranuclear 
22 
 
É importante ainda saber que, os nucleotídeos se 
encontram ligados covalentemente entre eles, para 
formar a estrutura tridimensional que observamos no 
DNA e a fita elongada do RNA. A polaridade de 
crescimento da fita se dá no sentido 5’- 3’. Numa 
extremidade da fita observo o carbono 5’ ligado com o 
grupo fosfato e na outra extremidade observo o carbono 
3’ livre. A contagem dos carbonos da pentose se dá 
crescentemente em sentido horário a partir do carbono 
cuja base nitrogenada se liga, sendo 
ele, o 1’. O grupo fosfato se fixa no 5’. 
 Simplificadamente, podemos dizer 
que o grupo fosfato, no carbono 5’ se 
liga no carbono 3’do próximo 
nucleotídeo, liberando a hidroxila que 
ali jazia e formando uma LIGAÇÃO 
FOSFODIÉSTER. 
 
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS 
NUCLÉICOS 
Como já foi dito, a fita de DNA se trata 
de uma fita DUPLA, extremamente 
estável. Nela, há ocorrência de 
ligações específicas entre purinas e 
pirimidinas, de modo que suas 
combinações são as únicas possíveis. São elas: Guanina 
e Citosina, e Timina e Adenina. 
É fácil imaginar que uma purina sempre se 
ligará com uma pirimidina, pelo número de anéis 
implicar numa questão espacial. Sempre que somarmos 
os dois anéis de uma com o anel da outra, resultaremos 
em três anéis. Mas então por que não é possível que a 
Adenina se ligue com a Citosina e a Timina com 
guanina, já que respeitam o raciocínio anterior? É 
preciso analisar a estrutura química das quatro bases 
nitrogenadas que compõe o DNA. 
 
Por respeito as composições químicas, o 
emprelhamento da Guanina com a Citosina é dado por 
3 pontes de hidrogênio, enquanto a outra combinação 
possui apenas 2. Isso se deve ao fato da Guanina e a 
Citosina conterem um Oxigênio a mais em suas 
extremidades, possibilitando que ele se ligue com o 
hidrogênio do outro. 
 
Por estes motivos, o número de Citosinas em uma 
cadeia de DNA sempre será igual ao número de 
Guaninas, bem como o número de Timinas em relação 
ao de Adeninas. 
 
A estrutura geral do DNA, então, 
configura como uma cadeia dupla, 
helicoidal. Se associarmos sua forma à 
uma escada em espiral, o corrimão pode 
ser comparado aos grupamentos fosfato 
e pentose, equanto os degraus, às bases 
nitrogenadas e pontes de hidrogênio. De 
modo geral, ácidos nucleicos 
desoxirribose consistem em duas fitas 
polinucleotidicas, com sequencias de 
bases complementares, podem assim 
combinar, formando uma fita dupla, 
onde na finalização da fita dupla, uma finaliza-se com o 
carbono 3’ livre e a outra com o carbono 5’, uma vez 
que elas são antiparalelas. 
 
A estabilidade da molécula de DNA, se deve à três 
principais fatores: 
 
- Fitas anti-paralelas, onde na finalização da fita dupla, 
uma finaliza-se com o carbono 3’ livre e a outra com o 
carbono 5’. Nesta conformação, as bases nitrogenadas 
ficam planas, gerando mais estabilidade. 
- Ligações de Hidrogênio que ocorre entre as bases 
nitrogenadas. São o tipo de ligação intermolecular mais 
forte. 
- Relações Hidrofóbicas/fílicas, pois a 
pentose e o fosfato ficam dispostos mais 
externamente e são hidrofílicos e as 
bases voltadas para o interior da dupla 
hélice e são hidrofóbicas, gerando uma 
pressão que mantém a molécula 
concisa. 
 
Duas fitas polinucleotidicas, com 
sequencias de bases complementares, 
podem assim combinar, formando uma 
fita dupla, onde na finalização da fita 
dupla, uma finaliza-se com o carbono 3’ 
livre e a outra com o carbono 5’, uma 
vez que elas são antiparalelas. 
 
 
 
PROCESSOS GÊNICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
a. REPLICAÇÃO 
Processo gênico que origina, a partir de uma fita mãe, 
duas fitas filhas. É considerada BIDIRECIONAL e 
SEMICONSERVATIVA, pois a dupla-fita filha possui 
50% da fita mãe. A replicação precede a divisão celular, 
pois o material genético deve estar previamente 
duplicado par migrar para as periferias opostas da célula 
antes da telófase. 
No momento da replicação, abrem-se diversas 
forquilhas de replicação, e não a abertura de toda a 
dupla-hélice de uma vez, pois a molécula é muito 
extensa e antiparalela. Quando estas forquilhas são 
abertas, a duplicação prossegue para os dois lados ao 
mesmo tempo, aumentando a forquilha - por isso ela é 
camada de bidirecional. 
Como podemos observar na imagem, a energia para a 
síntese de DNA provém da quebra de nucleotídeos 
trifosfatados. Essa quebra, libera a energia para ligar um 
nucleotídeo ao outro. 
 
As principais enzimas necessárias para a replicação são 
a DNA Helicase (que quebra a dupla fita), Primase 
(sintetiza um trecho de RNA chamado primer que indica 
à DNA Polimerase o local de início da replicação) e a 
DNA Polimerase que adiciona os nucleotídeos 
complementares na fita. A síntese do DNA ocorre 
sempre na direção 5’ > 3’, mas como as fitas estão 
dispostas antiparalelamente, a síntese em uma é 
contínua e em outra é descontínua. 
A fita com síntese contínua é chamada de Leading 
Strand; a com síntese descontínua, Lagging Strand (fita 
atrasada). Esta última possui este nome pelo fato da 
DNA Polimerase fazê-la aos fragmentos, por não ter 
afinidade química com sua conformação 3’ > 5’. Estes 
fragmentos são chamados de Fragmentos de Okasaki e 
possuem tamanho médio de 150 a 200pb em eucariotos. 
A enzima que tem papel de ligar os fragmentos chama-
se LIGASE. 
Outras proteínas importantes para o processo de 
Replicação são a Girase e Proteínas SSB. A primeira é 
uma proteína que trabalha desfazendo o formato 
helicoidal da fita, permitindo a passagem da Helicase e 
DNA Polimerase. As proteínas de ligação ao DNA 
(SSB) se fixam assim que as fitas são separadas e 
formam uma barreira física para que a molécula não 
reintegre as pontes de hidrogenio e volte ao original; 
b. TRANSCRIÇÃO 
A transcrição é o processo onde uma fita de RNA 
Mensageiro é sintetizada a partir de um trecho da fita-
molde de DNA. Inicialmente o processo é semelhante 
à replicação, exceto pelo fato de que a abertura se dá 
em apenas um local ao longo da fita, como um método 
de economia de energia. 
O RNA Mensageiro se encaminhará para o núcleo para 
se traduzir em uma proteína. Sua sequência de 
aminoácidos (aa) é idêntica à fita complementar à 
molde, exceto pelas Uracilas no lugar das Timinas. 
Como a imensa maioria de todos os processos químicos 
no corpo, os processos gênicos são catalisados e 
realizados pela ação de diversas enzimas. As principais 
são as Girases, Helicases, Primases (que sintetizam 
Primers), as RNA Polimerases. 
A enzima no centro da imagem abaixo é a RNA 
Polimerase, cujo existe três tipos em eucariontes: RNA-
polimerase I, que auxilia na formação de rRNA, a RNA-
polimerase II, que sintetiza o mRNA citoplasmático e, 
por fim, a RNA-polimerase III que sintetiza pequenos 
rRNA e tRNA. Nos procariontes existe apenas um tipo 
de RNA polimerase que é capaz de sintetizar qualquer 
um dos tipos de RNA. 
24 
 
Para que esta enzima se ligue à fita de DNA é preciso, 
em procariotos, de uma proteína que o auxilie, chamada 
Fator Sigma. Em Eucariotos são necessárias mais de 
uma enzima: as chamadas Fatores de transcrição. 
As RNA Polimerases indentificam o gene que deverá 
ser transcrito através da região promotora do mesmo. 
Em Eucariotos, cada gene possui sua prória região pré-
transcricional; em procariotos, os genes estão 
organizados em Operons, que consistem em um 
conjunto de genes que costumam estar relacionados à 
realização de uma mesma via metabólica, 
compartilhando assim, a mesma região pré-
transcricional. Nos Operons, caso só seja necessário 
uma das proteínas, mesmo assim as outras serão 
transcritas. 
 As regiões na fita mais importantes são: 
- Na região -35, concentram-se os promotores. 
- A região TATA é localizada na -10 e é caracterizada 
por possuir muitos T's e A's. Estas regiões possuem 
poucas pontes de hidrogenio, pois as tininas e adeninas 
possuem somente DUAS entre si, então 
consequentemente e uma região mais fácil de ser 
quebrada. 
- Na Região +1, encontra-se o(s) nucleotídeo(s) 
inicial(is). 
Depois da sequência codificante, há uma região 
terminadora, onde provavelmente será encontrado 
muita repetição de nucleotídeos,