AULA 1 - Introdução à Bioquímica 03 março 2020 pdf

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Universidade Estadual da Paraíba 
Centro de Ciências Humanas Agrárias e Exatas 
Departamento de Agrárias e Exatas 
Laboratório de Tecnologia e Qualidade da Cachaça 
Disciplina: Bioquímica 
Prof. José Alexsandro da Silva 
Catolé do Rocha-PB 
Introdução à Bioquímica 
Bioquímica é a parte da Biologia responsável pelo estudo 
das estruturas, da organização e das transformações 
moleculares que ocorrem na célula. 
 
• Essas transformações configuram o que chamamos 
de metabolismo (anabolismo ou catabolismo); 
• São reações extremamente coordenadas, fundamentais para 
garantir a sobrevivência, o crescimento e reprodução dos 
organismos vivos. 
A Química da Vida 
http://brasilescola.uol.com.br/biologia/o-metabolismo.htm
A Química da Vida 
Objetivo: explicar a estrutura (forma) e função biológica dos 
componentes celulares em termos químicos. 
Biomoléculas (Proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos) 
 
• Compostos químicos sintetizados por seres vivos; 
 
• Participam da estrutura e do funcionamento da matéria viva; 
 
A Química da Vida 
“O estudo da bioquímica mostra como o conjunto de 
moléculas inanimadas que constituem os organismos 
vivos interage para manter e perpetuar a vida 
exclusivamente pelas leis físicas e químicas que regem o 
universo inanimado.” 
 
Biomoléculas: 
aminoácidos, 
proteínas, 
lipídeos, 
carboidratos, 
nucleotídeos e 
ácidos 
nucleicos 
Funções 
orgânicas: 
Membranas 
biológicas e 
transportes, 
biossinalização, 
bioenergética e 
metabolismos 
as reações químicas estão voltadas para a 
síntese de estruturas moleculares 
complexas a partir de moléculas simples. 
Anabolismo e Catabolismo 
Anabolismo 
as moléculas complexas são degradadas em 
estruturas mais simples. 
Catabolismo 
A Química da Vida 
a) Que elementos químicos são encontrados nas células? 
b) Que tipos de moléculas estão presentes na matéria viva? 
c) Em que proporções estão presentes? 
d) Porque estas moléculas estão adaptadas as suas funções? 
 
As células são as unidades estruturais e funcionais de todos os 
organismos vivos 
Existem três grupos distintos de vida 
Domínios distintos da vida – os organismos diferem amplamente pelas suas fontes 
de energia e precursores biossintéticos 
Células bacterianas e arqueanas compartilham propriedades comuns, mas diferem 
em aspectos importantes 
Células eucarióticas têm uma grande variedade de organelas providas de 
membranas 
Método de separação de organelas do citosol 
As células constroem estruturas supramoleculares – Hierarquia 
estrutural 
Fundamentos Químicos 
Fundamentos Químicos 
Biomoléculas são compostos de carbono com uma grande variedade 
de grupos funcionais 
Adenosina trifosfato (ATP) e Acetil-CoA 
Fundamentos Físicos 
• Os organismos vivos existem em um estado estacionário 
dinâmico e nunca em equilíbrio com o seu meio; 
 
• Os organismos transformam energia e matéria de seu meio; 
 
• Se o sistema não troca nem matéria e nem energia com o seu 
meio, então é chamado de Isolado; 
 
• Se o sistema troca energia, mas não troca matéria com o seu 
meio, então é chamado de fechado; 
• Se o sistema troca energia e matéria com o seu meio, então ele de 
aberto. 
Fundamentos Físicos e as Interconverções de Energia em Organismos 
Vivos 
Fundamentos Físicos – Energia Livre de Gibs 
• A energia livre total (G) de qualquer sistema pode ser definido em 
termos de três quantidades: 
• Entalpia (H) – que expressa o número e os tipos de ligações; 
• Entropia (s) – que expressa a desordem do sistema; 
∆G = ∆H - T∆S 
• ∆H é negativo para uma reação que libera calor (reação exotérmica); 
• ∆H é positivo para uma reação que absorve calor (reação 
endotérmica); 
• ∆S é positivo para uma reação que aumenta a aleatoridade do 
sistema (diminui a ordem); 
• Um processo tende a ocorrer espontaneamente somente se o ∆G for 
negativo; 
Fundamentos Físicos – Energia Livre de Gibs 
Fundamentos Evolutivos 
(Nada na biologia faz sentido exceto sob a luz da evolução) 
• Como o primeiro organismo vivo conseguiu adquirir seus blocos de construção 
orgânica característicos? 
• Hipótese: esses compostos foram criados pelo efeito de poderosas forças 
ambientais (irradiação ultravioleta, relâmpagos e raios ou erupções 
vulcânicas); 
 
• Essa hipótese foi testada em um experimento clássico sobre a origem abiótica 
(não biológica) de biomoléculas orgânicas, realizado em 1953 por Stanley 
Miller; 
 
• Miller submeteu uma mistura degases supostamente existentes na terra 
prebiótica, incluindo NH3, CH4, H2O e H2 a uma descarga eletrica produzida 
por um par de eletrodos (para simular relâmpagos e raios) por um período de 
uma semana ou mais; 
 
• A fase gasosa da mistura continha CO e CO2; 
• A fase líquida continha uma grande variedade de compostos orgânicos (AA, 
ácidos orgânicos, aldeídos e ácido cianidrico – HCN; 
• As amostras ficaram guardadas em 2010 foram reanalizadas por CLAE e 
espectroscopia de massa, confirmanda tal hipótese. 
 
Fundamentos Evolutivos 
Células eucarióticas evoluiram a partir de precursores mais simples 
por meio de vários estágios 
• A partir de 1,5 bilhão de anos atrás, os registros fósseis começaram a 
mostrar evidências de organismos maiores e mais complexos, 
provalvemente as primeiras células eucarióticas; 
• Detalhes do caminho evolutivo de células não nucleadas para células 
nucleadas não podem ser deduzidas somente pelo registo fóssil, mas 
as semelhanças morfologicas e bioquímicas dos organismos 
modernos sugerem uma sequência de eventos consistente com a 
evidência fóssil. 
História 
• Química biológica ou fisiológica 
•Surgiu a partir das investigações de fisiologistas e químicos sobre 
compostos e conversões químicas em seres humanos e plantas no 
século XIX; 
• O termo bioquímica - proposto pelo químico e médico alemão Carl 
Neuberg em 1903; 
 
• No século XIX grandes pesquisadores como Wohler, Liebig, Pasteur e 
Claude Bernard estudavam a química da vida sobre outras 
denominações; 
 
•1872 - Instituto de Química Fisiológica da Universidade de Strasbourgo 
- Primeiro instituto de pesquisa estruturado e voltado unicamente para 
a química da vida; 
 
•1880 - a universidade norte-americana de Yale estruturou os primeiros 
cursos regulares de química fisiológica; 
História 
• Em 1899 - a universidade inglesa de Cambridge 
criou o laboratório de química dentro do 
departamento de fisiologia; 
• Frederick Gowland Hopkins - primeiro 
professor de bioquímica da Universidade de 
Cambridge, e fundador da bioquímica inglesa; 
• Em 1828, Friedrich Wöhler publicou um artigo 
sobre a síntese da uréia; 
 
• Os compostos orgânicos podem ser criados 
artificialmente, e não somente no interior dos 
seres vivos. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Friedrich_woehler.jpg
http://www.artrenewal.org/pages/artwork.php?artworkid=1924&size=large
História 
• Metade do século XX - Desenvolvimento de novas técnicas - 
cromatografia, difração de raios X, marcação por isótopos e o 
microscópio eletrônico; 
• Análise detalhada e a descoberta de muitas moléculas e rotas 
metabólicas das células, como a glicólise e o ciclo de Krebs. 
 
Transporte de membranas 
Transporte de membranas 
Transporte de membranas – Proteínas perifericas 
Transporte de glicose na membrana