Biomoléculas - Bioquímica

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A bioquímica procura explicar a 
vida em termos químicos. A análise 
das estruturas químicas e do 
metabolismo das moléculas. 
A bioquímica permitiu esclarecer os 
mecanismos moleculares que estão 
alterados em indivíduos que 
apresentam doenças genéticas, como: 
A anemia falciforme, a fenilcetonúria, 
a hemofilia, fibrose cística, dentre 
tantas outras doenças. 
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As biomoléculas são compostos 
químicos que constituem a estrutura 
das células, estando presentes nas 
estruturas das organelas celulares 
(Núcleo, mitocôndria, retículo 
endoplasmático, etc.). 
Além disso, são utilizadas pelas 
células como fontes de energia (ATP) 
que são necessários ao 
funcionamento dos órgãos. E ainda 
são precursores de outras 
substâncias químicas como os 
neurotransmissores. 
 
 
 E quais são as biomoléculas? 
A água, as proteínas e suas 
unidades básicas: os aminoácidos, os 
carboidratos, os lipídios e os ácidos 
nucléicos: DNA e RNA. 
As biomoléculas podem ser 
sintetizadas e degradadas pelos 
organismos vivos por meio de uma 
série de reações químicas que 
conjuntamente são denominadas 
metabolismo. O metabolismo pode ser 
dividido em dois estágios: 
catabolismo e anabolismo. 
O catabolismo é caracterizado pelas 
reações químicas que promovem a 
degradação de moléculas de 
estrutura química complexa em 
produtos finais simples, havendo 
geração de energia (ATP) ao 
organismo, enquanto que o 
anabolismo promove as reações 
químicas responsáveis pela síntese 
de moléculas mais complexas e 
maiores a partir de precursores de 
pequeno tamanho e, para tal, há 
gasto de energia (ATP). 
Assim, temos a molécula de ATP 
como principal conexão entre as 
reações catabólicas e anabólicas. 
A água é o principal componente 
químico dos seres vivos, 
representando normalmente de 60 % 
a 90% da composição celular. 
A molécula da água é composta por 
um átomo de oxigênio central que 
forma ligações covalentes com dois 
átomos de hidrogênio, deixando dois 
pares de elétrons não 
compartilhados. 
 
A água é um dos melhores solventes, 
dissolvendo uma infinidade de 
substâncias, portanto é capaz de 
transportar gases, nutrientes e 
excretas. Esta molécula também é 
fundamental para a ocorrência de 
diversas reações químicas 
necessárias para o funcionamento 
do nosso organismo, como: digestão 
de macromoléculas e para gerar 
energia. 
Cada molécula de água pode 
potencialmente participar de quatro 
pontes de hidrogênio. Portanto, para 
se elevar a temperatura da água ao 
ponto de se converter a água do 
estado líquido para o gasoso é 
necessário uma quantidade alta de 
calor para se romper as múltiplas 
pontes de hidrogênio existentes entre 
as moléculas de água, assim a 
evaporação da água absorve tanto 
calor, que faz a transpiração ser um 
mecanismo eficaz para diminuir a 
temperatura do corpo. 
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Os carboidratos são muito frequentes 
no nosso dia a dia, por exemplo: a 
maior parte dos nossos alimentos 
como o açúcar, o amido presente na 
batata, no pão, o papel dos cadernos 
e livros formados de celulose, a 
roupa que estamos vestindo de 
algodão, a maioria dos nossos 
móveis de madeira, a carapaça de 
quitina da barata e do besouro, são 
todos exemplos de carboidratos. 
Os carboidratos podem ser 
classificados de acordo com o seu 
tamanho em: 
• Monossacarídeos 
• Oligossacarídeos 
• Polissacarídeos 
 
 
A ligação glicosídica é formada entre 
duas hidroxilas (OH) de duas 
moléculas de monossacarídeos, 
liberando uma molécula de água. É 
uma ligação estrutural primária entre 
os monossacarídeos sendo 
responsável pelo surgimento das 
demais classes dos carboidratos: 
oligossacarídeos e polissacarídeos. 
Entre os oligossacarídeos os mais 
comuns são os dissacarídeos, 
formados pela união de dois 
monossacarídeos, como: 
 MALTOSE 
Formada por duas moléculas de 
glicose sendo o principal produto da 
digestão do amido. 
 SACAROSE 
Formada por glicose e frutose, 
conhecida como açúcar de mesa é 
encontrado na cana de açúcar, na 
beterraba, e na maioria das frutas. 
 LACTOSE 
Formada por glicose e galactose, 
sendo conhecida como açúcar do 
leite. Os polissacarídeos, considerados 
carboidratos complexos, são 
formados por centenas ou milhares 
de resíduos de monossacarídeos 
unidos por ligações glicosídicas, mais 
comumente a glicose. Os 
polissacarídeos podem formar 
cadeias lineares como na celulose ou 
cadeias ramificadas encontrada no 
amido e no glicogênio. 
 AMIDO 
Polissacarídeo de reserva vegetal de 
cadeia ramificada, constituído por 
várias moléculas de glicose unidas 
com ligações alfa, é encontrado nos 
cereais como trigo, centeio e milho, 
batatas e mandioca, para os quais 
representa a reserva energética de 
carboidrato, constituindo a principal 
fonte dietética de glicose para os 
humanos. 
 GLICOGÊNIO 
Polissacarídeo de reserva animal de 
cadeia ramificada, constituído por 
várias moléculas de glicose unidas 
com ligações alfa, sendo encontrado 
predominantemente no fígado e 
músculos esqueléticos. 
 CELULOSE 
Polissacarídeo estrutural de cadeia 
linear não ramificada, formada por 
várias moléculas de glicose unidas 
com ligações beta. A celulose é 
fibrosa, resistente e insolúvel em 
água e está presente nas paredes 
celulares dos vegetais, com função 
de proteção. O algodão é formado 
quase exclusivamente por celulose, a 
madeira tem aproximadamente 50% 
de celulose, além disso, o homem 
produz a fibra de ryon, o celofane, 
filmes para fotografia e explosivos a 
partir da celulose. 
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As fibras são formadas 
principalmente por celulose, um dos 
principais componentes das paredes 
celulares das plantas, que são 
resistentes às enzimas que digerem 
carboidratos no nosso organismo por 
conter ligações beta, enquanto 
nossas enzimas só quebram as 
ligações alfa. A ingestão de fibras 
presente no farelo de aveia, legumes, 
cevada, arroz integral, ervilhas, 
cenoura, frutas e nas sementes são 
importantes para aumentar o volume 
do bolo fecal melhorando assim, o 
trânsito intestinal. 
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Os aminoácidos são biomoléculas 
que possuem em sua estrutura o 
átomo de nitrogênio (N), carbono (C), 
hidrogênio (H) e oxigênio (O). Os 
aminoácidos se unem e formam as 
proteínas, os peptídeos, alguns sendo 
importantes para a formação de 
hormônios e neurotransmissores. 
 
Os aminoácidos podem ser 
classificados de acordo com a sua 
cadeia lateral (R) que podem ser 
agrupados em cinco classes 
principais que refletirá nas 
propriedades químicas de cada 
aminoácido, como por exemplo, a 
sua solubilidade em água e/ou a sua 
posição na estrutura da proteína. 
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Os peptídeos são moléculas 
constituídas por aminoácidos e os 
organismos vivos são capazes de 
sintetizá-los com as mais variadas 
estruturas (diferentes sequências de 
aminoácidos) e funções 
 Ligação Peptídica: 
Para ocorrer a formação das 
proteínas e peptídeos os aminoácidos 
precisam se ligar para formar estes 
polímeros. Esta ligação chama-se 
ligação peptídica (também chamada 
de ligação amídica). 
Para que essa ligação ocorra é 
obrigatória a liberação de uma 
molécula de água, portanto, dois 
átomos de hidrogênio e um átomo de 
oxigênio. Portanto, se vários 
aminoácidos unirem-se e formar uma 
cadeia polipeptídica observamos que 
haverá duas pontas livres que 
chamamos de amino-terminal e 
carboxi-terminal. Por convenção, a 
ponta amino-terminal é considerada 
como sendo o início de uma cadeia 
polipeptídica, e assim a sequência de 
uma cadeia polipeptídica é escrita 
começando no aminoácido amino-
terminal e finalizando na ponta 
carboxi-terminal. 
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As proteínas são polímeros cujas 
unidades básicas são os 
aminoácidos.E representam, após a 
molécula de água, boa parte da 
constituição celular, desempenhando 
funções importantes à sobrevivência 
de um determinado organismo. 
A informação necessária à síntese 
de uma proteína pelo organismo 
provém de um gene (porção de DNA), 
ou seja, a sequência de aminoácidos 
de uma proteína é determinada pela 
informação genética, 
 
A organização espacial da proteína 
é resultado do tipo de aminoácido 
que a compõe e de como eles estão 
dispostos uns em relação aos outros. 
Dessa forma, a proteína pode 
apresentar níveis diferenciados de 
estrutura, sendo classificada como: 
primária, secundária, terciária e 
quaternária. 
 
A hemoglobina, presente nas 
hemácias (glóbulos vermelhos do 
sangue), é um exemplo de proteína 
que possui estrutura quaternária, 
pois é composta por quatro cadeias 
polipeptídicas ou subunidades. 
A desnaturação proteica é o 
processo caracterizado pelo 
rompimento das interações químicas 
que mantém a estrutura 
tridimensional e estável das 
proteínas (denominada conformação 
nativa). 
Dentre elas temos: pontes de 
hidrogênio, ligações iônicas, 
interações hidrofóbicas e pontes de 
dissulfeto, sendo importante ressaltar 
que as ligações peptídicas são 
mantidas durante a ocorrência deste 
evento, como demonstrado na figura 
a seguir. 
A estrutura estável das proteínas e a 
função delas são dependentes da 
manutenção de determinadas 
condições do meio em que se 
encontram, como por exemplo, a 
temperatura e o pH. Outros fatores 
que também podem promover a 
desnaturação proteica são: metais 
pesados (exemplos: chumbo e 
mercúrio), solventes orgânicos 
(exemplos: etanol e acetona), ureia, 
detergentes como SDS (dodecil sulfato 
de sódio).