Aula 2 Fun. bioq.

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Introdução à Bioquímica e 
Biomoléculas
Prof. Patrícia Silveira
patriciasilveira0201@gmail.com
Introdução à Bioquímica:
O que é a Bioquímica? Como foi o início 
de tudo?
Introdução à Bioquímica:
Surgimento do universo: 14 bilhões de anos
Mecanismo provável: explosão de partículas subatômicas ricas em 
energia. 
Formação de elementos: sendo os mais simples (hidrogênio e hélio) 
formados em segundos.
Expansão e resfriamento: condensação e 
formação das estrelas
Explosão de estrelas: liberação de energia 
para promover a fusão de núcleos atômicos
Formação do planeta Terra e dos 
elementos e moléculas 
O que é a Bioquímica? Como foi o início de tudo?
Vida na Terra: 
Quando a vida surgiu na Terra? O que nós 
podemos chamar de seres vivos?
Vida na Terra: 
Surgimento da vida na Terra: há 4 bilhões de anos
Formação de biomoléculas: 
aumento de complexidade
➢ Inicialmente microorganismos
quimiossintetizantes e posteriormente os 
fotossintetizantes
Surgimento da vida!!!
Todos os seres vivos são 
feitos de poeira 
estelar!!!!
Quando a vida surgiu na Terra? O que nós podemos chamar 
de seres vivos?
O que é Bioquímica?
➢ Ciência que estuda as reações químicas e moleculares da célula e suas interações 
➢ O estudo da bioquímica mostra
como o conjunto de moléculas
que constituem os organismos
vivos interage para manter e
perpetuar a vida
Células procariontes Células eucariontes
Estuda a interação de todos os elementos celulares
Bioquímica 
Quais são as características que diferenciam 
os organismos vivos?
Bioquímica 
• Capacidade para auto-replicação e autopreservação.
• Estruturalmente complexos e altamente organizados.
• Extraem, transformam e usam a energia que encontram no 
meio ambiente.
➢ Complexidade: cada componente de um organismo 
vivo tem uma função específica.
Quais são as características que diferenciam 
os organismos vivos?
Como os seres vivos podem sofrer alterações ao longo do tempo?
Os organismos alteram suas estratégias de vida herdadas, a passos muito 
pequenos, para sobreviver em circunstâncias novas. 
➢ Mas conservam semelhanças as quais permitem que sejam estudados em
nível molecular como por exemplo as sequências gênicas e as estruturas das
proteínas.
Capacidade de se alterar ao longo do tempo por evolução gradual. 
Bioquímica: uma ciência multdisciplinar
Porque estudar bioquímica?
➢A bioquímica descreve em termos moleculares as estruturas, os 
mecanismos e os processos químicos compartilhados por todos os 
organismos;
• Química orgânica e Biofísica.
• Ciências médicas e da Saúde.
• Nutrição.
• Microbiologia.
• Fisiologia.
• Biologia celular.
• Genética.
Identidade Própria : 
- Ênfase nas estruturas e reações das biomoléculas.
- Enzimas e catálise biológica.
- Explicação de rotas metabólicas e seu controle.
- Processos vitais podem ser compreendidos mediante leis químicas. 
Por esta razão, apresenta relação com 
outras disciplinas:
Bioquímica das moléculas 
Quais são as moléculas presentes em todos os seres vivos? 
• São as moléculas encontradas nos seres vivos entre elas, os
carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas, minerais e ácidos
nucléicos) os quais são denominados de Biomoléculas.
Bioquímica das moléculas 
Quais são as moléculas presentes em todos os seres vivos? 
Como as biomoléculas são constituídas? 
Estas Biomoléculas são constituídas em sua maioria por
carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.
BIOMOLÉCULAS “Moléculas Biológicas” 
• As células utilizam “pequenas peças de encaixe pré-fabricadas” para elaborar 
macromoléculas (grandes moléculas).
• A união de “unidades pré-fabricadas” que são monómeros de forma repetitiva é 
chamada de polímeros.
➢ As principais biomoléculas são:
•Proteínas: compostas por subunidades de aminoácidos
•Lipídios: compostos por subunidades de ácidos graxos e gliceróis;
•Glicídios ou Carboidratos: compostos por subunidades de monossacarídios;
•Ácidos Nucleicos ou Nucleotídeos: compostos por subunidades de monossacarídios
(pentoses), ácido fosfóricos e bases nitrogenadas.
➢Estrutura das Biomoléculas
https://www.todamateria.com.br/proteinas/
https://www.todamateria.com.br/o-que-sao-lipidios-funcoes-e-tipos/
https://www.todamateria.com.br/carboidratos-ou-glicidios-o-que-sao/
https://www.todamateria.com.br/que-sao-os-acidos-nucleicos/
https://www.todamateria.com.br/nucleotideos/
Água
A água em sistemas Biológicos: características gerais
➢ Cerca de 70%, em massa, da maioria dos organismos vivos é água.
➢ É muito provável que as primeiras biomoléculas “evoluíram” em soluções
aquosas, e provavelmente organismos multicelulares apareceram em
ambientes aquáticos
A 
➢ Poucos microorganismos sobrevivem a 
desidratação;
➢ A redução de 30% do volume de água no 
citoplasma celular é capaz de inibir o 
metabolismo por completo.
A água em sistemas Biológicos: são os aspectos 
relacionados com as propriedades da água que 
favorecem a sua função na célula
Água
Este capítulo inicia com descrições das 
propriedades
físicas e químicas da água, às quais são 
adaptados todos
os aspectos da estrutura e da função da célula. 
As forças
de atração entre as moléculas da água e a 
menor tendência
da água em ionizar são de crucial importância 
para a
estrutura e a função das biomoléculas. Será 
revisado o tópico
da ionização em termos das constantes de 
equilíbrio,
pH e curvas de titulação, sendo considerado 
como as soluções
aquosas de ácidos fracos ou bases fracas e seus 
sais
agem contra as mudanças de pH em sistemas 
biológicos. A
molécula de água e seus produtos de ionização, 
H
influenciam profundamente a estrutura, a 
organização e as
propriedades de todos os componentes 
celulares, incluindo
• A força de atração entre as moléculas da água e a menor tendência 
da água em ionizar; 
• propriedades da água como solvente, incluindo sua capacidade de
formar ligações de hidrogênio com ela mesma e com solutos.
➢ Características da água que favorecem a 
interação entre as biomoléculas:
Molécula de água: H2O
➢ A molécula de água pode ser considerada como dipolar (duas 
cargas elétricas) e estabelece ligações (eletrostáticas) com outras 
moléculas de água
Energia de dissociação:
Ligação de hidrogênio: 23kJ/mL
Ligação o H:470kJ/moL
Muito fraca
Muito forte
Ligação covalente
Natureza da carga elétrica e solubilidade
• Polares: se dissolvem facilmente em água, pois elas podem substituir 
as interações entre as moléculas de água;
• Apolares: pouco solúveis e incapazes de formar ligações água-soluto 
(formam agregados na água).
A molécula de Água: química da água
A molécula de Água
A água é um solvente polar: dissolve a maioria das biomoléculas, que em geral 
são compostos carregados ou polares
Solubilização de compostos:
Hidrofílicos: (do grego “que ama a água”): solubilizam facilmente na água (polar). Ex. açúcar 
Hidrofóbicos: (tem fobia pela água): solubilizam compostos apolares Ex. as ceras se dissolvem 
em clorofórmio mas não em água
Biomoléculas polares e apolares
Solubilização de compostos na água 
Formação das micelas
Solubilização de compostos na água 
A solubilidade de gases em água também depende da polaridade 
Então quais são os tipos de ligações fracas entre biomoléculas em meio aquoso?
1
2
3
4
5
Ligação forte:
Ligações covalentes
Ligações químicas
Introdução aos conceitos de pH e tampões
O que é PH e qual é a sua relação com a água?
➢ Para que as reações entre biomoléculas possam ocorrer no meio aquoso é
fundamental que o pH do meio seja adequado a reação! O meio pode ser
ácido, básico ou neutro!
H2O
da agua e de 
➢ Os íons hidrogênio (H+) podem ser originados da ionização da
água provenientes da separação das moléculas.
H20 H
+ + OH-
É importante entender o que é pH!!!
O conhecimento dos conceitos de pH e das propriedades de algumas substâncias que
atuam como sistemas tampão é indispensável para diversos processos biológicos. As
moléculas e os processos bioquímicos são extremamente sensíveis a variações de pH.Conceitualmente, pH é uma forma de expressar a concentração de 
íons hidrogênio ou potencial hidrogeniônico (H+) em uma solução. 
expressar a concentração de íons hidrogênio 
(H+ ) em uma solução. O prefixo “p” significa 
“logaritmo (decimal) negativo de”. Portanto, 
pH é o logaritmo negativo da concentração de 
uma solução com pH 7 tem uma concentração 
de H+ da ordem de 10−7 M. Para um melhor 
pH: conceitos
Conceitualmente, pH é uma forma de expressar a concentração de íons 
hidrogênio (H+) em uma solução. Esta frase se repetirá até o final da aula!!!!
O que quer dizer pH? Porque esta sigla é utilizada com a finalidade avaliar a concentração 
de íons H+? 
➢ O prefixo “p” significa “logaritmo (decimal) negativo de”
➢ Portanto, pH é o logaritmo negativo da concentração de H+ em uma solução, 
considerando a molaridade. Abaixo, observem a equação simplificada da qual deriva o 
pH:
Esta equação foi utilizada para montar uma escala de pH a qual indica as 
concentrações de H+ e OH–
A escala que oscila entre 0 e 14, 
e o porquê desses números. Um 
conceito importante é o de que 
o pH, refletindo o grau de acidez 
ou alcalinidade de uma solução, 
Conceitualmente, pH é uma forma de expressar a concentração de íons 
hidrogênio (H+) em uma solução. Esta frase se repetirá até o final da aula!!!!
Escala de pH
Como funciona a escala de pH? 
7- Neutro
ácido
básico
1
10
A medida do pH é um dos procedimentos mais importantes e usados 
com mais frequência na bioquímica. Porque????
Porque poderá ocorrer quebra de 
moléculas! Levando a destruição ou 
inibição do processo bioquímico
Porque as alterações no pH em líquidos corporais podem ser indicativos de doenças:
No sangue: 
Acidose: ocorre em pacientes com Diabete grave e não controlada
Alcalose: geralmente associado á distúrbios renais e pulmonarespH normal: 7,4
Importância de medir o pH
Para soluções laboratoriais
Medidores de pH
Para urina
Para o sangue utiliza-se o exame de gasometria: a coleta é realizada em artérias.
Como os seres vivos mantem o pH dentro 
desses níveis aceitáveis?
Tampões Biológicos
As soluções laboratoriais e as biológicas matem o pH utilizando-se de sistemas tampão!
do pH; uma pequena mudança no pH produz 
somente para as muitas reações nas quais os 
. As enzimas que catalisam reações 
característicos. Os 
de aminoácidos 
fracos; o seu estado iônico é determinado pelo 
A constância do pH é atingida principalmente por tampões biológicos: 
misturas de ácidos fracos com as suas bases conjugadas.
➢ Os Tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH 
quando pequenas quantidades de ácido (H1) ou base (OH–) são adicionadas.
Os ácidos doam Prótons (H+) enquanto as bases recém estes prótons
➢ Por esta razão em sistemas biológicos ácidos ou bases fracas tamponam células e tecidos
contra as mudanças de pH
➢ O citoplasma da grande maioria das células contém altas concentrações de proteínas e 
essas proteínas contêm muitos aminoácidos com grupos funcionais que são ácidos 
fracos ou bases fracas e tem a função de tamponar o pH.
➢ A água é tanto o solvente no qual as reações metabólicas ocorrem quanto 
um reagente em muitos processos bioquímicos;
Considerações:
➢ Todas as macromoléculas de organismos vivos, particularmente as proteínas e os
ácidos nucleicos, apresentam propriedades fisico-químicas que são derivadas de
interações com moléculas de água do meio circundante.
É inviável a VIDA no planeta Terra sem ÁGUA!!!