1 - RESUMO DA AULA - 01 - BIOQUÍMICA (INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA)

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DISCIPLINA BIOQUÍMICA 
 Aula 1: Introdução à Bioquímica 
Objetivos 
- Descrever os principais conceitos de Bioquímica; 
- Diferenciar os organismos vivos da matéria inanimada; 
- Explicar a importância da água para a manutenção da vida e as condições ideais de pH dos meios 
biológicos; 
 TEXTO INTRODUTÓRIO 
Há cerca de catorze bilhões de anos, o universo surgiu como uma explosão cataclísmica de partículas 
subatômicas quentes e ricas em energia. Os elementos mais simples (hidrogênio e hélio) se formaram em 
segundos. À medida que o universo se expandia e esfriava, o material condensava sob a influência da 
gravidade para formar estrelas. Algumas estrelas se tornaram enormes e então explodiram como 
supernovas, liberando a energia necessária para promover a fusão de núcleos atômicos mais simples em 
mais complexos. Átomos e moléculas formaram nuvens de partículas de pó e a sua agregação levou, por 
fim, à formação de rochas, planetoides e planetas. Dessa maneira, foram produzidos, no decurso de 
bilhões de anos, a própria Terra e os elementos químicos nela encontrados hoje. Cerca de quatro bilhões 
de anos atrás, surgiu a vida – microrganismos simples com a capacidade de extrair energia de compostos 
químicos e, mais tarde, da luz solar. Essa energia já era usada por eles para produzir um conjunto vasto de 
biomoléculas mais complexas a partir dos elementos simples e compostos encontrados na superfície 
terrestre. Os seres humanos e todos os outros organismos vivos são feitos de poeira estelar. A bioquímica 
questiona como as extraordinárias propriedades dos organismos vivos se originaram a partir de milhares 
de biomoléculas diferentes. Quando essas moléculas são isoladas e examinadas individualmente, elas 
seguem todas as leis físicas e químicas que descrevem o comportamento da matéria inanimada. Todos os 
processos que ocorrem nos organismos vivos também seguem todas as leis físicas e químicas. 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. 
 
 OBJETIVO (01) - Descrever os principais conceitos de Bioquímica; 
 FUNDAMENTOS DA BIOQUÍMICA 
OS PRINCIPAIS CONCEITOS DA BIOQUÍMICA: 
CONCEITO DE BIOQUÍMICA: A bioquímica é considerada a “química da vida”, pois é permitido o estudo 
e a compreensão do ser vivo. A bioquímica visa investigar e analisar a composição e mudanças que 
ocorrem nas moléculas e demais estruturas microscópicas contidas no organismo. 
CONCEITO DE ÁTOMO: Elemento básico que compõe a matéria, possui um núcleo central composto de 
prótons (cargas positivas), e os nêutrons (não possuem cargas). Esse núcleo contém a maior parte da 
massa do átomo. No seu entorno, encontramos a eletrosfera onde estão os elétrons (cargas negativas). 
 Número de prótons = Número de elétrons 
Se um átomo ganha elétrons → fica com carga negativa → tornando-se um ânion(-). 
Se um átomo perde elétrons → fica com carga positiva → tornando-se um cátion(+). 
OBS: Não é possível ganhar ou perder nas partículas do núcleo, apenas na eletrosfera. 
CONCEITO DE MOLÉCULA: Os átomos dos elementos se combinam para formar estruturas mais estáveis 
(FIRME, SEGURO), que não muda de forma com facilidade, que chamamos de moléculas (EX: Molécula 
do DNA (estável), molécula da água (estável), molécula do CO2 (estável)... São todas moléculas que 
raramente perde seu formato. 
OBS: Com exceção dos gases nobres, que são elementos da tabela periódica capazes de se ligar 
compartilhando elétrons, como é o caso da ligação covalente, ou doando e recebendo elétrons, como 
no caso da ligação iônica. 
CONCEITO DE BIOMOLÉCULA: São moléculas que participam da estrutura e do funcionamento da 
matéria viva (ORGANÍSMO VIVO). São compostos de carbonos, e os principais são: proteínas, 
carboidratos, lipídeos. 
CONCEITO DE QUÍMICA INORGÂNICA: Também conhecida como química mineral, é responsável pelo 
estudo dos elementos químicos e pelas substâncias que não possuem cadeias carbônicas. São estudadas 
moléculas como a água, os sais minerais, os ácidos e as bases inorgânicas, como o ácido clorídrico (HCl) 
e o hidróxido de sódio (NaOH). 
CONCEITO DE QUÍMICA ORGÂNICA: É responsável pelo estudo das moléculas orgânicas, que são 
caracterizadas pelos compostos formados por cadeias em que átomos de carbono são ligados entre si, 
esses compostos orgânicos são os que apresentam carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e 
enxofre. São exemplos: Os Carboidratos, as proteínas, os lipídios, vitaminas, enzimas, Ácidos Nucleicos 
(DNA e RNA). 
 
 PERGUNTAS REFERENTE A ESSES CONCEITOS: 
1-QUAL A DIFERENÇA ENTRE AS MOLÉCULAS ORGÂNICAS E MOLÉCULAS INORGÂNICAS? 
SUBSTÂNCIA ORGÂNICA É AQUELA QUE TEM CARBONO E HIDROGÊNIO COMO ELEMENTOS DE SUA 
COMPOSIÇÃO, JÁ AS SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS NÃO POSSUEM O CARBONO COMO PRINCIPAL 
ELEMENTO DE SUA COMPOSIÇÃO COM EXCESSÃO DO CO2 QUE É UM ELEMENTO INORGÂNICO. 
2-DOS ELEMENTOS QUÍMICOS PRESENTES NA TABELA PERIÓDICA, 22 DELES ESTÃO PRESENTES NO 
ORGANISMO HUMANO, QUAIS OS PRINCIPAIS? 
OS PRINCIPAIS SÃO: OXIGÊNIO(O), CARBONO(C), HIDROGÊNIO(H), NITROGÊNIO(N) e ENXOFRE(S) 
3-DESSES PRINCIPAIS ELEMENTOS ENCONTRADOS ORGANISMO HUMANO, QUAIS OS QUE MAIS 
CORRESPONDEM A MASSA DO CORPO HUMANO? 
O OXIGÊNIO, CARBONO, HIDROGÊNIO e NITROGÊNIO com cerca de 98% de toda a massa do corpo. 
4-QUAL O ELEMENTO ORGÂNICO MAIS ABUNDANTE NO CORPO HUMANO? 
ÁGUA 
5-QUAL O ELEMENTO INORGÂNICO MAIS ABUNDANTE NO CORPO HUMANO? 
PROTEÍNAS 
6-QUAL O ELEMENTO INORGÂNICO MAIS ABUNDANTE NA NATUREZA? 
CARBOIDRATO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 OBJETIVO (02) - Diferenciar os organismos vivos da matéria inanimada; 
 ORGANISMOS VIVOS 
OS ORGANISMOS VIVOS POSSUEM: 
CÉLULA - Unidade fundamental do ser vivo 
BACTÉRIAS - São exemplos de seres vivos simples, 
cuja estrutura celular não possui membranas 
internas, o núcleo fica disperso no citoplasma. 
ORGANISMO COMPLEXO E ORGANIZADO 
(HUMANO) - Bem mais complexo, com células 
eucarióticas, ou seja, que possuem membrana 
nuclear e outras organelas membranosas. Por ser 
pluricelular, essas células devem estar 
organizadas, manter uma comunicação entre si, 
além de metabolismo regulado. 
ADAPTAÇÃO AO MEIO E EVOLUÇÃO 
Os organismos vivos são capazes de se reproduzir, 
o que leva à perpetuação das espécies. 
CAPACIDADE DE AUTORREPLICAÇÃO E 
AUTOMONTAGEM 
EXEMPLO DOS VÍRUS - Não podem ser 
considerados seres vivos, uma vez que dependem 
da maquinaria de uma célula hospedeira para se 
reproduzirem, eles não são capazes de se 
autorreplicar (se copiar). 
 MATÉRIA INANIMADA 
OS ORGANISMOS VIVOS NECESSITAM DA 
MATERIA INANIMADA PARA A EXTRAÇÃO, 
TRANSFORMAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA 
ENERGIA - É encontrada no meio ambiente, sob 
forma de nutrientes químicos ou luz solar. 
As células necessitam obter nutrientes químicos 
ou luz solar do meio ambiente para transformar 
em energia e realizar trabalho, por exemplo, 
mecânico, como a contração muscular. 
CONTRAÇÃO MUSCULAR - Só acontece quando há 
a presença de cálcio e ATP, permitindo a interação 
entre as proteínas actina e miosina. 
Compreenderemos que uma nutrição balanceada 
é essencial para o funcionamento adequado do 
nosso organismo. 
 
 
 
 
OBJETIVO (03) - EXPLICAR A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA A MANUTENÇÃO DA VIDA E AS 
CONDIÇÕES IDEAIS DE PH DOS MEIOS BIOLÓGICOS; 
 - ÁGUA – (ELEMENTO INORGÂNICO)CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA: 
- Compõe a maior parte da massa corporal do ser humano; 
- É o solvente biológico ideal, essa capacidade de solvente inclui íons (ex.: Na+, K+ e Cl), açúcares e 
muitos aminoácidos. 
- É o solvente do sangue, da linfa, dos líquidos intersticiais nos tecidos e das secreções como a lágrima, o 
leite e o suor. 
- Sua incapacidade para dissolver algumas substâncias como lipídeos e alguns aminoácidos, permite a 
formação de estruturas supramoleculares (ex.: membranas) e numerosos processos bioquímicos (ex.: 
dobramento proteico. 
- O teor de água no organismo depende de uma série de fatores, como a idade; 
CRIANÇAS (Necessita de mais) têm, em média, 80% de água; 
IDOSOS (Necessita de menos) chegando a 50% ou menos. 
- Água possui propriedades que afetam a estrutura e a função de todos os outros constituintes 
celulares. 
- A água é responsável por 70% do peso total de uma célula. 
- As moléculas de água interagem entre si por forças não covalentes(FRACAS), chamadas ligações de 
hidrogênio, que fazem com que ela tenha ponto de fusão, ebulição e calor de vaporização mais alto do 
que outros solventes comuns. Essa característica se deve à geometria da molécula em função da 
distribuição dos elétrons em torno dos átomos de hidrogênio e oxigênio. 
- O núcleo do átomo de oxigênio atrai mais os elétrons do que os átomos de hidrogênio, uma vez que o 
átomo de oxigênio é mais eletronegativo, ficando com carga parcial negativa (δ ) e a carga parcial 
positiva (δ ) ficando para o átomo de hidrogênio, sendo, portanto, uma molécula polar. 
- A polaridade é uma propriedade da molécula que tem compartilhamento desigual de elétrons, 
resultando em moléculas que têm polos ligeiramente positivos e negativos. 
- Como existem dois pares de elétrons não ligantes no oxigênio da molécula da água, a molécula assume 
uma forma angular. 
- A distância entre os dois átomos de hidrogênio possui uma angulação de aproximadamente 104,45°. 
- Dessa forma, existe uma atração eletrostática entre o átomo de oxigênio de uma molécula e o 
hidrogênio de outra, formando as ligações de hidrogênio. 
- Essa assimetria em relação à carga elétrica gera uma molécula de característica dipolo. 
- O dipolo forte da água é responsável pela elevada constante dielétrica. 
- Álcoois, aldeídos, cetonas e compostos contendo ligações N – H formam ligações de hidrogênio com a 
água. 
- As biomoléculas polares terão tendência a se dissolver na água, formando interações água + soluto. 
- Este tipo de ligação água + soluto tem uma energia menor do que a das ligações covalentes e, 
portanto, pode ser mais facilmente desfeita (precisa de menos energia para ser rompida). 
- Exemplo: Devido à grande quantidade de ligações de H no gelo faz com que essa molécula tenha um 
alto ponto de fusão e vaporização (precise de muito calor para derreter e evaporar, respectivamente– 
desmanchar as pontes de H) e pela coesão da água, por manter as moléculas ligadas umas às outras. 
- A molécula de água influencia a estrutura de outras biomoléculas; 
- As forças não covalentes também desempenham um papel importante na estabilidade e 
funcionalidade das biomoléculas. 
- A maioria das biomoléculas são anfipáticas, isto é, possuem regiões ricas em grupamentos funcionais 
carregados ou polares bem como regiões com caráter hidrofóbico. 
- O primeiro ser vivo, originou-se de um ambiente aquoso; 
- A oxidação da água leva a formação do oxigênio molecular (O2) fundamental para a sobrevivência dos 
organismos aeróbicos; 
 
Moléculas apolares: Também são conhecidas como hidrofóbicas (sem afinidade com água) e são 
incapazes de formar interação água+soluto, sendo insolúveis em água. Tendem a se dissolver em 
solventes apolares. 
 PROPRIEDADES DA ÁGUA 
- Solubilidade: A água é um excelente solvente porque é capaz de dissolver enorme quantidade de 
substâncias. 
- Elevado calor específico: Capacidade de absorver muito calor e mudar pouco sua temperatura. Essa 
característica é fundamental para a manutenção da homeostase dos organismos vivos. Homeostase é a 
estabilidade da qual o organismo necessita para realizar suas funções adequadamente para o equilíbrio 
do corpo. 
- Elevado ponto de congelamento: Neste processo, uma grande quantidade de energia deve ser perdida 
para que a água passe do estado líquido para o estado sólido. Água no estado sólido fica menos densa 
do que ele no estado líquido. 
- Alta Tensão superficial: É uma propriedade da água desencadeada pela coesão de suas moléculas, 
umas com as outras. Essa coesão é fundamental para o transporte de líquidos no interior das plantas. 
- Elevada Constante Dielétrica: Uma das propriedades da água é que sua molécula atrai íons mais 
fortemente do que um íon atrai outro, a água por possuir essa constante elevada diminui a interação de 
partículas polares e carregadas o que a possibilita de dissolver grandes quantidades de compostos 
carregados como os sais. 
- Água pode funcionar como um excelente nucleófilo: Devido a sua estrutura molecular onde estão 
presentes pares de elétrons isolados, a água comporta uma carga negativa parcial, funcionando como 
um excelente nucleófilo. O ataque nucleofílico geralmente está associado as reações de clivagem das 
ligações amida, glicosídica ou éster presentes que mantém unidas as biomoléculas. 
 FUNÇÕES DA ÁGUA 
Função de Transportar substâncias 
- A presença de água nos organismos mais primitivos permite que haja o processo de difusão. 
- Já os organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios mais elaborados como o sangue, 
hemolinfa e seiva vegetal. Pode ser uma forma de eliminar toxinas do organismo, como é o caso da 
urina nos seres humanos e animais. As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água), o que 
facilita o transporte de substâncias. 
Função em facilitar reações químicas 
- Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em estado de solução. 
- Em algumas reações químicas, a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto, 
chamada de síntese por desidratação. 
- As reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações 
de hidrólise. 
Função de termorregulação 
- Seres vivos só podem existir em uma estreita faixa de temperatura; 
- A água evita variações bruscas de temperatura dos organismos; 
- A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos. 
Função lubrificante 
- Nas articulações e entre os órgãos, a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre 
essas regiões; 
- A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular; 
- A saliva facilita a deglutição dos alimentos. 
Função equilíbrio osmótico 
- Solução é um tipo de dispersão em que o disperso tem proporções nanométricas (10 -9m), ou seja, o 
disperso é constituído por átomos, íons ou moléculas. 
- É uma mistura homogênea composta de dois ou mais componentes: 
Solução = soluto + solvente 
Solvente ou dispersante: É o componente da solução que se apresenta em maior quantidade, que 
dissolverá o soluto. 
Soluto ou disperso: É o componente que se apresenta em menor quantidade. É a substância que será 
dissolvida no solvente. 
Função de equilíbrio ácido-base 
Funções inorgânicas: 
Definições segundo Arrhenius (1887): 
Ácido: Substâncias que em meio aquoso liberam íons H+(aq) ou H3O+. 
EXEMPLO: A Ionização de ácidos em meio aquoso: 
HCl(g) + H2O → H3O+ + Cl- (aq) 
H2SO4 + H2O → H3O + SO (aq) 
HNO3 + H2O → H3O + NO (aq) 
Base: Substâncias que em meio aquoso liberam íons OH- (aq). 
EXEMPLO: Dissociação de bases em meio aquoso: 
NaOH(s) + H2O → Na+(aq) + OH- (aq) 
Ca(OH)2 + H2O → Ca2+(aq) + 2OH- (aq) 
Al(OH)3 + H2O → Al3+(aq) + 3OH- (aq) 
 
 Força de ácidos e Bases 
ANTES DE FALAR SOBRE FORÇA DE ÁCIDOS E BASES, VAMOS CONHECER ALGUNS CONCEITOS: 
Grau de Ionização (α):Representado pela letra α (alfa), se define como a relação entre o número de 
moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas, ou seja, capacidade que o ácido, ou a 
base, apresenta de formar íons em solução aquosa. Quanto maior esta capacidade, mais forte é 
considerado o ácido ou a base. 
Medida de (pH) - Potencial hidrogeniônico: Indica a concentração de íons H+ ou H3O em uma solução 
aquosa, indicando acidez ou alcalinidade. 
OBS: Quanto mais íons H+, mais ácida é a solução e menor é o valor do pH. A escala de pH é uma 
medida logarítmica, isso significa que se duas medidas diferem em uma unidade, uma solução 
apresenta dez vezes mais íons H+ que a outra. pH= -log10 [H+] 
Exemplo: Coca-cola pH 3,0 e Sangue pH 7,4 
Nesse caso, a Coca-cola possui 10 mil vezes mais concentração de H+ que o sangue. 
 
Tampões Biológicos: Sistema tampão é um sistema aquoso que resiste a alterações do seu pH quando 
pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionadas. Consiste de um ácido fraco e sua 
base conjugada em concentrações aproximadamente iguais. 
 
Principais sistemas-tampão em nosso organismo são: 
1 - Tampão fosfato 
2 - Tampão bicarbonato 
3 - Proteína hemoglobina 
OBS: O tampão bicarbonato é o sistema mais eficiente no organismo humano, mantém o pH sanguíneo 
estável (firme)—e regula a homeostase(equilíbrio do interior do organismo) mantendo o pH sanguíneo 
na faixa normal de 7,4. 
O QUE PODE LEVAR A VARIAÇÃO DO pH SANGUÍNEO? 
As variações de pH sanguíneo podem levar a estados patológicos denominados acidose e alcalose, que 
podem decorrer de duas maneiras distintas: respiratória e metabólica.