Introdução a bioquimica

1. Introdução à
Bioquímica

2. Por que estudar
Bioquímica?

3. O que é Bioquímica?
É a química da vida.
É o estudo da vida ao nível químico.
É o estudo das reações químicas que ocorrem em
organismos biológicos.
A bioquímica procura entender como a vida existe a
partir de moléculas intrinsecamente inanimadas (sem
vida).
A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos

4. UM POUCO DE HISTÓRIA
Até o inicio do século XIX acreditava-se que
os principícios da química não eram
aplicáveis a matéria viva;
Entretanto em 1828, o químico alemão
Wölher (1800-1882) produziu em laboratório
a uréia;
Nasce a bioquímica que é a ciência que
utiliza as ferramentas e a terminologia da
química para explicar a biologia a nível
molecular.

5. Os seres vivos são compostos pelos
mesmos elementos da matéria bruta os
átomos;
Os átomos raramente se encontram
isolados; quase sempre estão unidos
por meio de ligações químicas,
produzindo moléculas.

6. A IMPORTÂNCIA DA BIOQUÍMICA
NO METABOLISMO
•No interior das células ocorrem, a todo instante,
milhares de reações químicas fundamentais à vida;
•Um exemplo é o processo de digestão, onde a célula
ingere o alimento e o “quebra” liberando energia.
•Ou as vezes este alimento ingerido serve para
produzir outras substâncias necessárias para o
organismo.

7. METABOLISMO É...
O conjunto de transformações que as
substâncias químicas sofrem no interior dos
organismos vivos.
O termo "metabolismo celular" é usado em
referência ao conjunto de todas as reações químicas
que ocorrem nas células.
Estas reações são responsáveis pelos
processos de síntese e degradação dos nutrientes na
célula e constituem a base da vida, permitindo o
crescimento e reprodução das células, mantendo as
suas estruturas e adequando respostas aos seus
ambientes.

8. MOLÉCULAS
Podem ser formadas no mínimo por
dois ou milhares de átomos ligados;
A união de mais de uma molécula
chamamos de substância.
As substâncias podem ser:
Substâncias simples: formada por
apenas um tipo de átomo. Ex: gás
oxigênio
Substâncias compostas: formada por
diferentes tipos de átomos. Ex: água

9. BIOMOLÉCULAS
Os seres vivos são compostos por
milhares de compostos orgânicos e
inorgânicos.
As moléculas orgânicas são formadas
principalmente por átomos de carbono.

10. GRUPOS FUNCIONAIS DAS
BIOMOLÉCULAS
•A maioria das biomoléculas é derivada de hidrocarbonetos
(compostos de carbono e hidrogênio) hidrofóbicos;
•As moléculas orgânicas são formadas pela substituição de
átomos de hidrogênio nos hidrocarbonetos por grupos
funcionais;
•Muitas biomoléculas contém dois ou mais grupos
funcionais diferentes.

11. Hidroxila:é um grupo funcional presente
nas bases dos hidróxidos, representado
pelo radical OH-
Carbonilo é constituído de um átomo de
carbono e um de oxigênio, ligados por
ligação dupla, que entra na composição
de aldeídos, cetonas, ácidos
carboxílicos, ésteres, e amidas.

12. Fosfato: é um íon poliatômico ou um
radical consistindo de um átomo de fósforo
e quatro de oxigênio (PO4).
Amina: é uma classe de composto
químico orgânico nitrogenado derivado do
amoníaco (NH3) e que resultam da
substituição parcial ou total dos hidrogênio
da molécula por grupos hidrocarbônicos.

13. TIPOS DE AMINAS
Amina primária Amina terciária
Amina secundária
Se substituirmos um, dois ou três hidrogênio, teremos,
respectivamente, aminas primárias (R-NH2),
secundárias(R1R2NH) ou terciárias (R1R2R3N).

14. Bioquímica Celular
1665: Robert Hooke  Compartimentos (Células)
1840: Theodor Schwann  Teoria Celular 1. Todos os
organismos são
constituídos de uma
ou mais células
2. A célula é a unidade
básica de
organização dos
organismos
3. Toda a célula vem
de outra preexistente

15. CÉLULA
Características
Unidades de vida compartimentalizadas
Complexo de moléculas agrupadas por
funções
Características estruturais comuns:
Arquitetura
Processos metabólicos:
Replicação de DNA
Síntese protéica
Produção de energia
Classificação: Procarióticas e Eucarióticas

16. CÉLULA PROCARIÓTICA

17. CÉLULA EUCARIÓTICA - Animal

18. CÉLULA PROCARIONTE X EUCARIONTE
Características Procariotos Eucariotos
1. Envoltório Nuclear
2. Cromossomo
3. Nucléolo
4. Divisão Celular
5. Citoplasma
6. Organelas
7. Organização Celular
Ausente
Único
Ausente
Cromossomos
separados por ligação
à MP
Sem Citoesqueleto
Nenhuma
Principalmente
Unicelular
Presente
Múltiplos
Presente
Cromossomos
separados por
Microtúbulos
Citoesqueleto
Várias
Principalmente
Multicelular

19. - A célula é uma máquina onde ocorrem
reações químicas com alto grau de
controle e seletividade
Os organismos vivos são capazes de extrair
e utilizar energia do seu ambiente
Os processo metabólicos são regulados e
ajustados para operar com eficiência e
economia

20. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA
 Os compostos celulares são baseados em
compostos de carbono
 C, H, N e O constituem quase 99% do peso
celular
 Água = 70% do peso da célula, logo a
maioria das reações químicas da célula
ocorrem em ambiente aquoso.

21. Genética
Biologia celular
Bioquímica
Importância da Bioquímica e suas
relações com outras disciplinas:
Farmacologia
Fisiologia

22. Reprodução
Crescimento
Metabolismo
Resposta a estímulos do
ambiente/capacidade de
mudança
Características que definem a vida:
Conjunto de reações químicas
que processam matéria e energia

23. Por trás da diversidade biológica existe certa unidade
de organização
10 milhões de espécies diferentes – grande diversidade
Todos os seres vivos:
 nos níveis celular e molecular, há um plano de
organização unificado
bioquimicamente têm as mesmas estruturas e funções
básicas e um mesmo código genético.
Simplifica o entendimento da Bioquímica!

24. CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DA CÉLULA
Água e
Minerais
Carboidratos
Proteínas
Lipídios Ácidos Nucléicos
O segredo
da vida!

25. ÁGUA
Características
 Encontrado em maior quantidade nas células
 Solvente natural de íons, minerais e outras substâncias
 Indispensável para o metabolismo
 Conteúdo de água:
90 a 95%
Idade Atividade Metabólica

26. SAIS MINERAIS
Características
 Manutenção da pressão osmótica
 Manutenção do equilíbrio ácido-básico
 Co-fatores enzimáticos  Mg
 Formação de ATP  Pi
 Função reguladora e formação de ossos  Ca
 Oligoelementos: Fe, I e outros
Cl-
Na+ e K+
Patologia
 Anemia
 Insuficiência Renal Crônica
 Doença óssea ou Osteoporose

27. LIPÍDEOS
Características
 Duas regiões: Hidrofílica (Polar) e Hidrofóbica (Apolar)
 Relativamente insolúveis em água
 Solúveis em solventes orgânicos
 Bicamadas: Membrana Plasmática
 Principais Lipídeos Celulares:
Cabeça
Polar
Cauda
Apolar
Grupo
Fosfato
Glicerol
Molécula
Fosfolipídio
Fosfolipídios
Colesterol
Patologia
 Doenças Cardiovasculares
 Obesidade Patológica

28. Ácido graxo
Fosfolipídio

29. POLÍMEROS ORGÂNICOS
Características
 Monômeros ligados covalentemente
Importantes Polímeros Celulares
 Ácidos Nucléicos
 Polissacarídeos
 Polipeptídeos

30. CARBOIDRATOS
Características
 Principal fonte de energia celular
 Importantes constituintes estruturais
 Sinais de reconhecimento: Função informacional
 Classificação: Monossacarídeos
Dissacarídeos
Oligossacarídeos
Polissacarídeos
Patologia
 Diabetes Mellitus
 Obesidade Patológica

31. AÇÚCARES
 Monossacarídeos= fórmula geral= (CH2O)n
 Aldeídos ou cetonas
 Dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos
 Isômeros (glicose, manose e galactose) = C6H12O6
 Ligações a e b

32. Estrutura de um monossacarídeo

33. PROTEÍNAS
Características
 Polímeros de aminoácidos
 Classificadas: Fibrosas e Globulares
 Fibrosas: Função Estrutural
 Globulares: Função Metabólica
 Interação com outras moléculas
Patologia
 Anemia Falciforme
 Desnutrição

34. PROTEÍNAS/Organização estrutural
Estrutura Primária
Estrutura Secundária
Estrutura Terciária
Estrutura Quaternária

35. Alfa-hélice
Folha Beta

36. PROTEÍNAS/Funções
Morfologia celular
Catalisadores das reações químicas
Controle da permeabilidade celular
Regulação a concentração de metabólitos
Ligam a outras biomoléculas: Transporte
Controle da expressão gênica

37. PROTEÍNAS
 Aminoácidos
(isômeros D e L)
 Ligações peptídicas
 Família de amino
ácidos (ácidos,
básicos, polar não-
carregado, apolar.

39. LIGAÇÃO PEPTÍDICA

40. ÁCIDOS NUCLÉICOS
Características
 Grandes biomoléculas: Nucleotídeos
 Tipos DNA e RNA
 DNA: Cromossomos contendo genes
 RNA: Síntese de proteínas

41. Esquema de um nucleotídeo

42. ÁCIDOS NUCLÉICOS
Patologias
 Alterações Numéricas: Aneuploidias
 Alterações Estruturais: Síndromes e Cânceres
 Mutações: Desordens Genéticas

43. ATP

44. Os genes são constituídos de DNA

45.  A bioquímica das células apresenta constituintes
inorgânicos e orgânicos
 A água é o constituinte mais abundante
 Existem reservas de carboidratos e lipídios, mas não de
proteínas
 Todos os constituintes bioquímicos são importantes, pois
realizam funções vitais
 Os ácidos nucléicos coordenam direta ou indiretamente
todo o metabolismo celular