Estudo dirigido 1 - Introdução a Bioquimica

Prévia do material em texto

Disciplina Bioquímica (PPGBAA) 
 
 
 
 
 
1º estudo dirigido: 
 Introdução a Bioquímica 
 
 
 
 
 
 
1) Cite e discuta sobre cada uma das características que distinguem os organismos 
vivos da matéria inanimada? 
 As características que distinguem os organismos vivos da matéria inanimada são: 
1. Alto grau de complexidade química e organização microscópica. 
 Uma vez que milhares de moléculas diferentes formam estruturas celulares internas 
com uma sequência característica de subunidades, uma estrutura tridimensional única 
e uma seleção específica de parceiros para interação na célula; 
2. Sistemas para extrair, transformar e utilizar a energia do ambiente. 
 Estes sistemas proporcionam aos organismos a construção e a estabilidade de 
suas estruturas, realizar trabalhos mecânicos, químicos, osmótico e elétrico, impedindo 
a queda da matéria para um estado desorganizado e proporcionando equilíbrio com 
seu ambiente; 
3. Funções definidas para cada um dos componentes de um organismo e 
interações reguladas entre estes componentes. 
 Estas características se referem às estruturas macroscópicas como as folhas e 
microscópicas como os cloroplastos e núcleos que desempenham funções definidas e 
interagem com outros componentes, onde alterações de um provocam mudanças 
coordenadas ou compensatórias em outro, tendo como resultado o conjunto exibindo 
características que vão além daquelas exibidas pelos componentes individuais; 
4. Mecanismos para sentir e responder às alterações no seu ambiente. 
 Pois realizando ajustes a mudanças ambientais por adaptações de sua química 
interna e sua localização no ambiente; 
5. Capacidade de autorreplicação e automontagem precisas. 
 Pela capacidade de criar células-filhas (cópias fiéis) a partir de uma célula-mãe. 
Com sua formação totalmente direcionada a partir da informação contida no material 
genético da célula original; 
6. Capacidade de se alterar ao longo do tempo por evolução gradual. 
 Por meio de mutação genética, alterando suas estratégias de vida para sobreviver 
em condições novas, resultando em uma enorme variedade de formas de vida muito 
diferentes superficialmente, mas fundamentalmente relacionadas por sua 
ancestralidade compartilhada. 
 
 
 
 
 
 
 
2) Por que podemos afirmar que uma origem evolucionária comum é compartilhada 
por todos os organismos? Explique. 
 Uma origem evolucionária comum é compartilhada por todos os organismos, pois é 
sabido que todos são formados pela mesma unidade estrutural (células, compostas de 
um núcleo ou nucleotídeo, uma membrana plasmática e um citoplasma), formadas em 
99% por um conjunto reduzido de elementos químicos, principalmente por carbono, 
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que são elementos fundamentais em todas as 
biomoléculas e os mesmos tipos de macromoléculas (DNA, RNA, proteínas), além de 
utilizarem as mesmas vias para a síntese e degradação dos componentes celulares, 
compartilhando assim, propriedades fundamentais analisadas ao nível bioquímico. 
Esse alto nível de similaridade entre as propriedades fundamentais a nível químico nos 
indica que as células vêm apresentando uma linhagem contínua no processo evolutivo 
de todos os organismos. 
 
 
3) Por que os vários elementos químicos que são essenciais para os seres vivos 
possuem números atômicos pequenos? Explique. 
 Os elementos químicos essenciais possuem números atômicos pequenos devido ao 
baixo número atômico dos elementos químicos essenciais, como o Hidrogênio (z=1), 
Carbono (z=6), o Nitrogênio (z=7) e o Oxigênio (z=8), pois assim consequentemente 
eles apresentam baixo peso molecular, sendo assim mais leves, e capazes de 
formarem eficientemente ligações mais fortes entre eles e outros elementos químicos, 
proporcionando maior estabilidade nessas ligações e menor gasto de energia para 
essa estabilidade, além de sustentação dessas ligações formadoras de compostos. 
 
 
4) Descreva e discuta sobre a teoria da endossimbiose e seu papel na evolução de 
eucariotos. 
 Nesta teoria acredita-se que as mitocôndrias e cloroplastos são organelas derivadas 
da interação entre um organismo procarionte ancestral aeróbio e um organismo 
eucarionte unicelular anaeróbico. 
 Essa simbiose se deu a partir do momento que a atmosfera começou a apresentar 
uma concentração substancial de oxigênio e organismos aeróbios com uma maior 
produção de energia surgiram na Terra. O evento de endocitose dos cloroplastos deve 
ter ocorrido mais tardiamente que o das mitocôndrias e deve ter ocorrido 
separadamente pelo menos três vezes, o que explica a grande variedade de pigmentos 
e propriedades existentes nos diversos cloroplastos de plantas e algas. 
 As mitocôndrias são provavelmente derivadas de um tipo de bactéria 
fotossintetizante que perdeu a sua capacidade de realizar fotossíntese e ficou apenas 
com a sua cadeia respiratória. A bactéria endocitada receberia nutrientes da célula que 
a englobou e ao mesmo tempo daria energia para esta, num exemplo de relação 
simbiótica. 
 A Teoria endossimbiótica foi popularizada por Lynn Margulis em 1981 em seu livro 
Symbiosis in Cell Evolution. Algumas características que dão suporte para esta Teoria 
Endossimbiótica são: 
o As mitocôndrias e bactérias serem basicamente do mesmo tamanho. 
o As mitocôndrias possuírem dupla membrana, assim como muitas bactérias, 
e a membrana interna das mitocôndrias não possuir nenhuma semelhança com 
a membrana citoplasmática das células eucarióticas. Em termos de 
composição lipídica as mitocôndrias parecem mais com as bactérias. 
o As mitocôndrias, além de possuírem seu próprio DNA, o possui em forma 
circular assim como as bactérias. 
o A divisão mitocondrial parece com a reprodução bacteriana. 
 Segundo Margulis, a célula eucariótica típica teria surgido sequencialmente, em 3 
etapas: 
1. proto-eucarionte: tornou-se hospedeiro de bactérias aeróbias, obtendo mitocôndrias; 
2. proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de cianobactérias obtendo plastos; 
 
 
 
3. proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias espiroquetas, obtendo cílios, 
flagelos e, mais tarde, outras estruturas com base em microtúbulos como os centríolos 
e citoesqueleto. 
 
 
 
 
 
5) Desenhe (a mão) uma célula bacteriana, animal e vegetal, apresentando as 
estruturas que estão presentes em cada uma delas. Faça uma comparação entre 
essas células. 
 As células animal, vegetal e bacterianas possuem algumas estruturas em comum, 
como ribossomos, que realizam a síntese de proteínas, material genético (DNA/RNA) e 
citosol, meio aquoso que abriga todas as organelas referentes a cada tipo celular. 
Cada organela apresenta funções específicas, entre essas especificidades podemos 
citar a membrana nuclear que está presente somente em células eucarióticas (animal e 
vegetal) e ausentes em células procarióticas (bactérianas), ou seja, nas bactérias 
podemos encontrar seu material genético disperso no citosol. Outro exemplo são os 
lisossomos, que realizam a degradação de resíduos intracelulares, presente somente 
em células animais. A parede celular está presente somente nas células bacterianas 
(no envelope celular) e nas células vegetais, as células animais são desprovidas desse 
aparato de sustentação. As células vegetais são as que mais apresentam organelas 
específicas para a realização de suas funções. Entre elas estão: os cloroplastos, 
responsáveis pela produção de ATP e carboidratos através da energia solar; vacúolos, 
estruturas que degradam e reciclam macromoléculas e são armazenadoras de 
metabólitos; plasmodesmas, que permitem a comunicação entre células vegetais e 
grânulos de amido, como por exemplo, os locais de armazenamento temporário de 
carboidratos, 
 
 
 
6) Desenhe (a mão) individualmente cada organela/estrutura presente em uma 
célula vegetal. Apresente uma descrição detalhada de cada uma e comente sobre 
a sua função na célula. 
 
o Cloroplastos 
Cloroplasto é uma organela presente nas células das plantas e algas, rico em 
clorofila, responsávelpela sua cor verde. E é nessa organela que acontece a 
fotossíntese (a partir da luz solar, produz ATP e carboidratos). Essas estruturas 
distinguem-se bem dos restantes organelas da célula, pela cor, por possuir RNA, DNA 
e ribossomos, podendo assim sintetizar proteínas e se auto-multiplicar. Em sua 
estrutura estão presentes os tilacóides (estruturas onde ocorre a síntese de ATP 
movida pela presença de luz), e os grânulos de amido (locais reservados para 
armazenar temporariamente os carboidratos produzidos na fotossíntese). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Mitocondrias 
As mitocôndrias são organelas presentes no interior das células, mais 
especificamente no citoplasma. As mitocôndrias exercem uma importante função nas 
células: são elas que realizam o importante processo de respiração celular. Na 
respiração celular, ocorre um processo de reações químicas, através das quais a célula 
obtém energia para suprir suas necessidades vitais. As reações químicas que ocorrem 
no processo de respiração celular são dinamizadas por enzimas do ciclo de Krebs 
(encontradas no centro do fluido mitocondrial). Atuam também neste processo as 
enzimas da cadeia de transporte do elétron (localizadas no forro interior da membrana). 
As mitocôndrias usam o oxigênio e a glicose oferecidos pela célula, transformando-os 
em energia na forma de ATP (adenosina trifosfato) que é devolvida para célula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Vacuolo 
É uma cavidade delimitada por uma membrana e contém o suco celular que é 
composto de substâncias ergástricas e em algumas, células podem conter pigmentos 
como asflavonas e antocianinas. 
Células jovens geralmente têm vários vacúolos pequenos que ao longo de seu 
desenvolvimento se fundem em um mega vacúolo. Eles atuam degradando e 
reciclando macromoléculas e armazenando metabólitos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Retículo endoplasmático rugoso 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Membrana
http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula
http://pt.wikipedia.org/wiki/Flavona
http://pt.wikipedia.org/wiki/Antocianina
http://pt.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%BAolos
http://pt.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%BAolo
 
 
 
Milhares de ribossomos são grudados á este tipo de retículo, por esse motivo é 
um local de muita síntese proteica. Também faz o transporte de proteínas produzidas 
para várias partes da célula, como o complexo de golgi, o núcleo e as mitocôndrias por 
exemplo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Ribossomos 
Os ribossomos são organelas celulares presentes em todo o citoplasma de 
células eucariontes quanto procariontes. Elas têm como função sintetizar proteínas 
que serão utilizadas em processos internos da célula. Eles podem estar agrupados em 
fila, com a ajuda de uma fita de RNA (formando os polirribossomos), espalhados no 
citoplasma (ou hialoplasma), ou grudados na parede do retículo endoplasmático, dando 
origem ao retículo endoplasmático rugoso. 
Os aminoácidos presentes na célula são atraídos pelos ribossomos, que com 
o material genético rRNA (RNA ribossômico), vão construir grandes cadeias de 
proteínas, que posteriormente serão utilizadas em processos da própria célula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Complexo de golgi 
O complexo de golgie, constitui uma organela citoplasmática fundamental de 
eliminação de substâncias produzidas pela síntese celular através do processo de 
secreção. Além de promover maturação e armazenamento de proteínas 
http://www.infoescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico-organelas-celulares/
http://www.infoescola.com/biologia/eucariontes/
http://www.infoescola.com/biologia/procariontes/
http://www.infoescola.com/bioquimica/sintese-de-proteinas/
http://www.infoescola.com/biologia/ribossomos-ribossoma-organelas-celulares/
http://www.infoescola.com/biologia/ribossomos-ribossoma-organelas-celulares/
http://www.infoescola.com/biologia/ribossomos-ribossoma-organelas-celulares/
http://www.infoescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico-organelas-celulares/
http://www.infoescola.com/biologia/codigo-genetico/
http://www.infoescola.com/genetica/rna-ribossomico/
http://www.infoescola.com/genetica/rna-ribossomico/
 
 
 
ribossomáticas, efetua também a distribuição das moléculas sintetizadas e 
empacotadas nas vesículas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Parede celular 
A parede celular é um envoltório extracelular, cuja composição varia conforme o 
hábito de cada organismo perante os processos evolutivos e adaptativos. 
Essa estrutura impossibilita alterações morfológicas dos organismos, em razão de seu 
caráter semirrígido, ou seja, as células não conseguem alterar a forma em 
consequência do impedimento espacial limitado pela rigidez da parede celular. 
Nas plantas, a parede celular é composta basicamente pelo polissacarídeo celulose, 
formando a parede celulósica. Sua formação nas células vegetais tem início com a 
deposição de uma fina camada elástica de celulose primária, permitindo nesse estágio 
o crescimento da célula. Depois de cessado esse crescimento, a parede recebe novas 
camadas de celulose e outras substâncias (suberina e lignina) conferindo maior 
resistência, denominada de parede secundária. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Núcleo 
O núcleo celular é uma estrutura presente nas células eucariontes, que contém 
DNA da célula. É delimitado pelo envoltório nuclear, e se comunica com 
o citoplasma através dos poros nucleares. O núcleo possui duas funções básicas: 
regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula (metabolismo), e armazenar 
as informações genéticas da célula. Além do material genético, o núcleo também 
possui algumas proteínas com a função de regular a expressão gênica, que envolve 
processos complexos de transcrição, pré-processamento do mRNA (RNA mensageiro), 
e o transporte do mRNA formado para o citoplasma. Dentro do núcleo ainda se 
encontra uma estrutura denominada nucléolo, que é responsável pela produção de 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Estrutura
http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eukaryota
http://pt.wikipedia.org/wiki/Envolt%C3%B3rio_nuclear
http://pt.wikipedia.org/wiki/Citoplasma
http://pt.wikipedia.org/wiki/Poro_nuclear
http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Express%C3%A3o_g%C3%AAnica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transcri%C3%A7%C3%A3o_g%C3%AAnica
http://pt.wikipedia.org/wiki/MRNA
http://pt.wikipedia.org/wiki/RNA
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nucl%C3%A9olo
 
 
 
subunidades dos ribossomos. O ADN presente no núcleo encontra-se geralmente 
organizado na forma de cromatina (que pode ser eucromatina ou heterocromatina), 
durante o período de interfase. Durante a divisão celular, porém, o material genético é 
organizado na forma de cromossomos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Plasmodesmos 
Para permitir o intercâmbio, troca de substâncias entre células adjacentes, existem 
pontes citoplasmáticas (falhas) ao longo da superfície da parede, chamadas de 
plasmodesmos. A função primordial dessa estrutura é conferir resistência e proteção 
celular, impedindo a lise osmótica quando em meio hipotônico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Glioxissomo 
Local onde ficam armazenadas as enzimas do ciclo do glioxilato. Esse ciclo (uma 
via metabólica) consiste em uma sequência de reações que converte unidades de dois 
carbonos do acetil em unidades de quatro carbonos (succinato), para produção de 
energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ribossomo
http://pt.wikipedia.org/wiki/DNA
http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromatina
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eucromatina
http://pt.wikipedia.org/wiki/Heterocromatina
http://pt.wikipedia.org/wiki/Interfase
http://pt.wikipedia.org/wiki/Divis%C3%A3o_celular
http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomos
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7) Quais são as características das ligações de carbono? 
A química dos organismos vivos é organizada em tornoda molécula de 
Carbono, pois ele apresenta-se como 50% do peso seco das células. Esse elemento 
tem a capacidade de se unir a outros átomos como por exemplo: H, O, N, Cl, formar 
ligações simples, duplas e triplas com outros Carbonos, ou até mesmo, ligações 
simples com o Hidrogênio e simples e duplas com o Oxigênio e o Nitrogênio. Essa 
propriedade que o Carbono tem explica a variedade de compostos orgânicos existentes na 
natureza, por isso se diz que o carbono é tetravalente. 
 Essas ligações apresentam comprimento e ângulo específicos e cada ligação 
simples C-C apresenta rotação livre, a menos que os átomos de Carbono estejam 
ligados à grupos muito grandes ou altamente carregados. As duplas ligações C=C são 
curtas e rígidas, permitindo somente a rotação em torno de seu eixo. Ligações 
carbonílicas podem assim, formar biomoléculas lineares, ramificadas e cíclicas. 
 
8) Por que o carbono foi selecionado durante a evolução para compor a maquinaria 
celular das células? Discuta. 
 A seleção dos compostos de Carbono para a maquinaria molecular das células 
durante a origem e a evolução dos organismos vivos, se deu principalmente, pela sua 
versatilidade em realizar ligações consigo mesmo e com outros elementos. Através 
dessa versatilidade o Carbono permitiu a formação de uma variedade de grupos 
funcionais (hidroxil, carboxil) conferindo propriedades químicas específicas à molécula. 
Nenhum outro elemento químico poderia ter sido selecionado para compor a 
maquinaria da célula durante a evolução, pois nenhum outro elemento consegue 
formar moléculas com tanta diversidade de tamanhos, formas e composição. 
 
9) Quais são as estruturas químicas (apresente as estruturas; a mão) dos grupos 
funcionais presentes em biomoléculas? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10) Por que a água age como um solvente? 
 A molécula de água possui propriedade polar, capacidade de substituir as 
interações hidrogênio água-água e hidrogênio água-soluto, interações essas, que se 
tornam mais favoráveis eletricamente, blindando assim as interações eletrostáticas 
entre moléculas de soluto. Por meio dessa capacidade a água pode dissolver a maioria 
das biomoléculas, que em geral são compostos carregados eletrostaticamente ou 
polares. Como exemplo podemos citar a capacidade da água em dissolver sais com o 
NaCl, hidratando os íons de Na+ e Cl-, formando uma nova associação de íons. 
 
11) Discuta sobre a evolução biológica. 
 A vida surgiu há cerca de 3,5 bilhões de anos atrás em um ambiente no qual a 
atmosfera se apresentava desprovida de oxigênio, o que remete que a vida teve início 
mais provavelmente com a formação de um compartimento fechado por membrana 
contendo uma molécula de RNA autorreplicante. Os componentes das primeiras 
células podem ter sido produzidos próximo a fontes hidrotermais no fundo dos oceanos 
ou pela formação de raios e relâmpagos e altas temperaturas sobre moléculas 
atmosféricas simples, como CO2 e NH3. Com o passar do tempo e das mudanças da 
atmosfera, bactérias aeróbicas evoluíram, incorporando compostos orgânicos para a 
produção de catalisadores autorreplicantes dando origem a estruturas que chamamos 
mitocôndrias e algumas cianobactérias fotossintéticas se tornaram os plastídeos, como 
os cloroplastos das algas verdes, o provável ancestral das células das plantas 
modernas. Posteriormente, organismos unicelulares se uniram como aglomerados 
potencializando sua mobilidade e capacidade de reprodução quando comparados com 
organismos unicelulares livres. Esses organismos agregados evoluíram a uma 
associação permanente entre células individuais e à especialização dentro da colônia 
para a diferenciação celular (funções específicas à cada célula – sensoriais, digestivas, 
fotossintéticas, etc). 
 No curso da evolução, novas estruturas, processos ou mecanismos regulatórios 
foram adquiridas (reflexos dos genomas alterados dos organismos em evolução), que 
com o transcorrer do tempo culminou para a conformação das células conhecidas na 
atualidade que se caracterizam por diversas funções. 
 
12) Discuta sobre os elementos simples e complexos, moléculas simples, unidades 
monoméricas, macromoléculas, complexos supramoleculares, célula e suas 
organelas. 
 Elementos simples como o Carbono (C), o Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e 
Nitrogênio (N), ou elementos compostos como, por exemplo, H2 e O2, quando 
associados, tornam-se moléculas simples ou complexas, formando unidades 
monoméricas como: açúcares, oleatos, aminoáciodos e nucleotídeos, utilizadas para 
a síntese de macromoléculas como: carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos 
nucleicos. Essas macromoléculas ligadas, são utilizadas para a síntese de complexos 
supramoleculares, tais como: cromatina, membrana plasmática, e parede celular, por 
exemplo e a junção de complexos supramoleculares formam a célula. As organelas 
das células são formadas e especializadas a partir da organização dos complexos 
supramoleculares, consistindo em 99% de (C, H, O, e N) em sua formação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13) Faça um desenho (a mão), mostrando a hierarquia estrutural na organização 
molecular das células. Apresente os quatro níveis e comente sobre cada um. 
 No primeiro nível da hierarquia estrutural da célula todas as biomoléculas 
orgânicas derivam de precursores muito simples obtidos do meio ambiente e que 
apresentam baixo peso molecular, como: CO2, H2O e N atmosférico. Esses 
precursores, depois de unidos, são convertidos pela matéria viva através de 
sequências de intermediários metabólicos nas biomoléculas monoméricas primárias 
formando macromoléculas (de maior peso molecular), como os aminoácidos que são 
blocos construtivos de proteínas, caracterizando o segundo nível na hierarquia. No 
terceiro nível, classes diferentes de macromoléculas se associam para formar 
sistemas supramoleculares como as lipoproteínas (lipídeos e proteínas) e os 
ribossomos, ácidos nucléicos e proteínas, por exemplo. Finalmente, muitos complexos 
e sistemas supramoleculares são ordenados em organelas celulares (núcleo, 
mitocôndria, cloroplastos...), chegando ao quarto nível, que é o mais alto nível de 
organização da hierarquia da estrutura celular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14) Defina e discuta sobre a importância das pontes de hidrogênio, interações 
iônicas, interações hidrofóbicas e forças de van der Waals na manutenção da 
estrutura tridimensional das macromoléculas. 
As ligações de Hidrogênio (um exemplo de ligação dopolo-dipolo) ocorrem 
quando a molécula possui Hidrogênio (com um polo positivo) ligado a Flúor, Nitrogênio 
ou Oxigênio (com polos negativos), que são átomos fortemente eletronegativos. As 
ligações de hidrogênio explicam vários fenômenos da natureza como a tensão 
superficial da água, onde as moléculas que estão na superfície do líquido se atraem 
pelas ligações de hidrogênio somente com as moléculas ao seu lado e abaixo, pois não 
existem moléculas acima. Já as moléculas que estão abaixo da superfície realizam 
esse tipo de ligação com moléculas em todas as direções, trazendo como resultado a 
formação de uma espécie de película ou fina camada na superfície da água, que a 
envolve. 
Interações iônicas consistem em diferenças elétricas encontradas entre 
átomos, ocorrendo interações fortes, formando Íons (cátions e ânions) e se 
caracterizam pela atração ou repulsão de natureza eletrostática entre os átomos 
ionizados, sendo o exemplo mais comum o cloreto de sódio. 
Interações hidrofóbicas ocorrem quando há a ação de uma força que 
mantém as regiões apolares unidas, essas regiões sofrem consequências das ações 
dinâmicas dos compostos polares. Isso significa que, os compostos polares 
(hidrofílicos, que interagem com água) interagem entre si e, como os apolares não tem 
qualquer tipo de interação são forçados a ficar numa condição que "atrapalhe menos" a 
interação dos compostos polares. 
As forças de Vander Waals são forças de atração elétricas que aparecem 
nas substâncias formadas por moléculas apolares. A molécula mesmo sendo apolar, 
possui muitos elétrons, que se movimentam rapidamente. Em um dado momento, pode 
acontecer de uma molécula estar com mais elétrons de um lado do que do outro. Esta 
molécula estará, portanto, momentaneamente polarizada e por indução elétrica, irá 
provocar a polarização de uma molécula vizinha (dipolo induzido), resultando uma 
fraca atração entre ambas. Todas essas interações são muito importantes para a 
manutenção e estabilidade de macromoléculas, pois é através delas que é definida a 
sua estrutura tridimensional, qual tem papel fundamental na determinação da sua 
função. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15) Apresente o enunciado e responda a questão 07 (capítulo 01) do livro texto 
(quinta edição). 
 
Questão 7. As Figuras 1-15 e 1-16 mostram alguns grupos funcionais comuns de 
biomoléculas. Devido ao fato de as propriedades e atividades biológicas das 
biomoléculas serem basicamente determinadas pelos grupos funcionais, é 
importante poder identificá-las. Em cada um dos compostos abaixo, circule e 
identifique o nome de cada grupo funcional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) 
(b) 
(c) 
(d) 
(e) 
(f) 
 
 
16) Apresente o enunciado e responda a questão 11 (capítulo 01) do livro texto 
(quinta edição). 
 
Questão 11. Há alguns anos duas companhias farmacêuticas introduziram no 
mercado uma droga sob os nomes comerciais Dexedrina e Benzedrine. A 
estrutura da droga é mostrada abaixo. 
 
As propriedades físicas (análises de C, H e N, ponto de fusão, solubilidade, etc.) 
da Dexedrina e de Benzedrine eram idênticas. A dose oral recomendada de 
Dexedrina (que ainda astá disponível) era de 5mg/dia, mas a dose recomendada 
de Benzedrina (não mais disponível) era duas vezes este valor. Aparentemente 
requeria-se consideravelmente mais Benzedrina do que Dexedrine para produzir 
a mesma resposta fisiológica. Explique esta aparente contradição. 
 
A aparente contradição apresentada pode ser explicada por essa molécula 
apresentar Isomeria ótica, que consiste em uma molécula formada por um Carbono (C) 
central, ligado a quatro grupos distintos de radicais entre si, e que apresenta uma 
imagem estequional não sobreponível (enantiômero), que possuem propriedades 
 
 
 
físicas e químicas semelhantes, porém propriedades fisiológicas diferentes. Os 
isômeros do carbono qiral podem ser classificados de duas maneiras: destrógiro (D), 
que desvia a luz polarizada para o lado direito e levógiro (L), que desvia a luz 
polarizada para o lado esquerdo. A Benzedrina e a Dexedrina são drogas relativas à 
Anfetamina que possui dois isômeros, um deles que atua sobre o organismo e o outro 
não. Porém, somente a Dexedrina possui o isômero que atua sobre o organismo, 
enquanto a Benzedrina é proveniente de uma mistura racêmica (50%D e 50% L) dos 
dois isômeros o que faz com que este seja ingerido em maior quantidade. 
 
17) Apresente o enunciado e responda a questão 12 (capítulo 01) do livro texto 
(quinta edição). 
 
A figura 1-10 mostra os principais componentes de biomoléculas complexas. 
Para cada uma das três importantes biomoléculas a seguir (mostradas na sua 
forma ionizada em pH fisiológico), identifique os constituintes. 
(a) Trifosfato de guanosina (GTP), um nucleotídeo rico em energia que serve 
como precursor do RNA: 
 
 
 
 
(b) Encefalina-metionina, o ópio do cérebro: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(c) Fosfatidilcolina, um componente de muitas membranas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
18) Os vírus podem ser considerados seres vivos? Discuta detalhadamente. 
 Dependendo do entendimento de que é vida que cada indivíduo possui, esta 
questão gera uma grande discussão. Aqueles que defendem que os vírus não são 
seres vivos argumentam que eles não possuem qualquer atividade metabólica quando 
está fora da célula hospedeira, não realizando assim, qualquer atividade biossintética, 
característica fundamental para a definição de um ser vivo, por isso, deveriam ser 
considerados, "partículas infecciosas" em vez de seres vivos. Porém, aqueles que 
defendem que os vírus são seres vivos argumentam que eles apresentam a 
capacidade de se reproduzir (replicando-se através da invasão de células e alterando 
seu metabolismo celular para a replicação de outros vírus), além disso, são partes de 
linhagens contínuas e apresentam variedade e seleção evolutiva, que também são 
características de seres vivos. Sendo assim, há um grande debate na comunidade 
científica, sobre se os vírus devem ser considerados seres vivos ou não. 
 
19) A célula vegetal é mais ou menos complexa que a célula animal? Explique 
detalhadamente. 
 A célula vegetal é mais complexa, pois apresenta estruturas especializadas desde a 
germinação da planta, através do glioxissoma, que é um tipo de peroxissomo, onde 
sua função é transformar o óleo das sementes (óleo de girassol, de algodão...) em 
carboidrato pra semente germinar; o vacúolo que degrada macromoléculas e armazena 
metabólitos; a parede celular, que proporciona proteção e rigidez, e os cloroplastos, 
que realizam as complexas reações da fotossíntese, extraindo da luz solar, a energia 
química necessária para a produção do seu próprio alimento. 
 
20) Qual é a importância da disciplina Biotecnologia no contexto do seu curso de 
pós-graduação? Dê exemplos. 
 A biotecnologia vem promovendo impactos em diversos setores industriais por meio 
de técnicas inovadoras e pela revolução no tratamento de doenças, no uso de novos 
medicamentos para aplicação em humanos e animais, na multiplicação e reprodução 
de espécies vegetais e animais, no desenvolvimento e melhoria de alimentos, promove 
o desenvolvimento sustentável, na recuperação e tratamento de resíduos químicos, 
dentre outras áreas que possam ser exploradas. 
 Dentro deste ramo a engenharia genética vem ganhando destaque no campo da 
ciência, na economia e política devido a enormes transformações dos diversos 
campos. As pesquisas sobre a ação dos genes levaram ao desenvolvimento de vacina 
contra hepatite B e insulina que foram obtidas a partir da linhagem de bactérias 
geneticamente modificadas. Além de agregar valores a coisas que antes não se tinha 
em produtos agrícolas, como a melhoria da qualidade do óleo de soja e a redução do 
uso de inseticidas e outras substâncias químicas em plantas. 
 
 A importância da biotecnologia para os seres humanos nas diferentes áreas de 
produção diz respeito aos grandiosos avanços tecnológicos operados no campo da 
biologia, principalmente aqueles de aplicação prática na área da saúde, na produção 
de alimentos e, sobretudo no campo do meio ambiente. 
 
 
 
 Por tanto a formação de profissionais especializadas nessa área é de grande 
interesse, principalmente no Brasil, onde ainda é uma área relativamente nova, 
possuindo uma escassez de profissionais qualificados para atuarem e desenvolverem 
esse tipo de pesquisa. A região Norte conta com uma grande biodiversidade, o que já é 
o ponto de arranque para novas pesquisas, e Pós-Graduações como essa vem a gerar 
pesquisadores nativos, qualificados a gerar o desenvolvimento científico e tecnológico 
da região. 
 
21) Quais são as características que as moléculas que originaram a vida precisam 
apresentar? 
 As primeira molécula a se originar foi o RNA, uma vez que apresentaa em suas 
funções uma eficiente capacidade catalítica, que confere uma aceleração em 
reações químicas; a habilidade de se replicar, ou seja, produzir cópias fiéis à sua; e a 
capacidade de armazenar informações genéticas (sua identidade), que serão 
transmitidas no processo de replicação. 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2011 
 
 
MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica. Rio de Janeiro: Editora Guanabara 
Koogan, 2007. 
 
RIEGEL, R.E. Bioquímica. 4ed. São Leopoldo: Editora Unisinos, 2006. 
 
SALAMONI, A.T. Bioquímica vegetal. Frederico Westphalen, RS 2012. [Consult. 2013-
05-12].Disponível em: 
http://www.cesnors.ufsm.br/professores/adrisalamoni/TEORIA_BIOQUIMICA_2012.pdf.