O documento discute as quatro classes principais de macromoléculas biológicas (proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos e lipídeos), suas unidades construtivas e funções. Também aborda a composição química e hierarquia estrutural das células, desde os átomos até os organismos.

1. Introdução à bioquímica

2. Simplicidade no complexo:
Classes de biomoléculas
Existem somente 4 classe de macromoléculas na bioquímica cada uma formada por
seu respectivo conjunto de blocos construtivos
CLASSE EXEMPLO UNIDADE CONSTRUTUVA
H (TIJOLO)
Proteínas H
N
O
insulina H
H OH
Amino ácido
Ácidos nucléicos
RNA nucleotídeo
(ácido ribonucléico)
Polissacarídeos
celulose
açúcar
Lipídeos O
O
O
O O
O
Ácido graxo
O-
(também glicerol e
Triacil glicerol (banha) O
outros componentes)

3. ABC da bioquímica

4. Grupos funcionais presentes nas
biomoléculas
Hidrocarbonetos Grupamentos contendo oxigênio

5. Grupos funcionais presentes nas
biomoléculas (cont.)
Grupamentos Grupamentos Grupamentos
contendo nitrogênio contendo enxofre contendo fosfato

6. Funcionalidade nos sistemas biológicos
Nos sistemas biológicos tudo tem função desde membros, órgãos e tecidos
Olhosvisão
Pernaslocomoção
Intestinodigestão
Isso também é verdade a nível celular
Eritrócitos (hemácias, células vermelhas do sangue)transporte de O2
Neurôniossinalização e processamento nervoso
E também é verdade no nível molecular. Tanto para moléculas como para vias
metabólicas
Anticorpos(proteínas) Resposta imune
Enzimas(proteínas) Catálise
Glicose Combustível biológico
Via glicolítica Obtenção de energia pela oxidação da glicose
Via da biossíntese de glicogênio Armazenamento de combustível na forma de
glicogênio
Compreender a função de cada sistema bioquímico é muito importante porque só
assim é possível saber porque, afinal de contas, ele existe e como ele interage com
outros sistemas cada um com sua função

7. Macromoléculas biológicas
Macromolécula Polimerização Unidade Característica OBS
construtiva notável
Proteínas Polímero linear Aminoácido Catálise Muitas funções
Extremamente
versátil quanto à
forma e à função
Ácidos nucléicos Polímero linear Nucleotídeo Auto replicação
Polissacarídeos Polímero Monos- Usado como A celulose á a
linear/ramificado sacarídeos  Reserva de energia biomolécula mais
Estruturas muito abundante na Terra
resistentes
Lipídeos Não são polímeros Ácido graxo Forma membranas Muito variados
e outros quanto as unidades
constitutivas

8. Composição percentual de
biomoléculas numa célula bacteriana
% do Número de
peso moléculas % do
total deste tipo peso
Água 70 1 seco
Proteínas 15 3.000 50
Ácidos DNA 1 1 3,3
nucléicos 20
RNA 6 >3.000
Polissacarídeos 3 ~5 10
Lipídeos 2 ~20 6,6
Monômeros e 2 ~500 6,6
intermediários
Íon inorgânicos 1 ~20 3,3
(Ca2+, Na+, K+, PO42-...)

9. Hierarquia estrutural na
organização molecular da célula
Célula Organelas Macromoléculas Unidades
Monoméricas
Nível 4 Nível 3 Nível 2 Nível 1

10. Poucos dos 112 elementos são
utilizados nos organismos vivos
H + O > 70%
H+O+C>95%
H+O+C+P>98%
macroelementos
Microelementos
(oligoelementos)

11. Bactéria que se alimenta de arsênio
Cientistas norte-americanos descobrem bactéria que se alimenta de
arsênio, elemento considerado altamente tóxico, em substituição a
outro que seria essencial à sua condição de ser vivo.
Publicado em 02/12/2010 | Atualizado em 08/12/2010
“A vida como nós a conhecemos exige
elementos químicos específicos e exclui outros”,
afirma um dos autores do artigo, Ariel Anbar
Esse é o primeiro caso em que um
microrganismo é capaz de substituir algum dos
seis elementos essenciais à vida (carbono,
hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, enxofre e
fósforo).
De acordo com os pesquisadores, as bactérias
são capazes de incorporar esse novo elemento ao
O lago em que foi encontrada a nova bactéria é
próprio DNA. conhecido por ser altamente salino e ter altas
concentrações de arsênio
http://cienciahoje.uol.com.br/noticias

12. Composição percentual elementar do corpo humano
Abundância relativa dos elementos (%)
Crosta Terrestre Corpo Humano
O 47,0 H 63,0
99,4% macroelementos
Si 28,0 O 25,5
Al 7,9 C 9,5
Fe 4,5 N 1,4 microelementos
0,6% (oligoelementos)
Ca 3,5 Ca 0,31
Na 2,5 P 0,22
Tanto os macroelementos como os oligoelementos são igualmente essenciais à vida!!!
K 2,5 Cl 0,08

13. Escala de tamanho em bioquímica
alanina
(aminoácido)
0,5nm
89Da 3,5nm
glicose
0,7nm
180Da Fosfolipídeo Mioglobina (uma proteína pequena)
750Da 16.900Da

14. Escala de tamanho em bioquímica
(cont.)
Mioglobina
16.900Da
3,5nm
6,8nm
Hemoglobina (proteína média)
65.000Da

15. Escala de tamanho em bioquímica
(cont.)
Hemoglobina
25nm
65.000Da
16nm
6,8nm
Bacteriófago ΦX-174
Um dos menores vírus conhecidos Ribossoma de E.Coli
6.200.000Da 2.800.000Da
miosina
160nm
470.000Da

16. Escala de tamanho em bioquímica
(cont.)
miosina
160nm
470.000Da
Vírus do mosaico do tabaco
300nm
40.000.000Da

17. Escala de tamanho em bioquímica
(cont.)
Hemácia
(célula vermelha
20.000nm do sangue)
20µm
Célula Vírus do
mosaico
do tabaco
9.000nm
9µm
do Cloroplasto de
espinafre
Mitocôndria
de hepatócito
fígado 1,5µm
E coli
bactéria
8.000nm
8µm 2.000nm
2µm

18. Escala de tamanho das
Hemoglobina 6,8nm
estruturas biológicas
Vírus ΦX-174
25nm Hemácia 9µm
alanina 20µm
(0,5nm) Humano
1,7 m
Mitocôndria Célula
1,5µm Vírus do do
mosaico do fígado
tabaco
300nm
glicose 0,7nm
Nanômetro Micrômetro Milímetro Metro
(nm) (µm) (mm) (m)
10-9 metro 10-6 metro 10-3 metro 100 metro

19. Origem das biomoléculas
Eletrodos Compostos produzidos neste experimento
Glicina (aminoácido)
Alanina (aminoácido)
Acido α-aminobutírico
N-metil alanina
Centelhas
Ác. Aspártico (aminoácido)
Ác. glutâmico (aminoácido)
Ác. Acético
Ác succínico (intermediário do ciclo de Krebs)
Uréia
...muitos outros
Condensador
Mistura de
NH3 (amônia)
H2(hidrogênio)
CH4 (metano)
e água 80oC
Aparelho para demonstrar a abiótica
formação de biomoléculas simulando
as condições da atmosfera primitiva

20. Um esquema possível para a evolução
molecular Surgimento da Terra
4,5 Bilhões de anos
“Sopa” pré-biótica contendo diversas biomoléculas
originadas de precurssores na atmosfera primitiva
Produção de pequenas moléculas de RNA com
seqüências aleatórias
Surgimento de moléculas de RNA com atividade
4,0 Bilhões de anos
catalítica auto-replicativa
Formação dos oceanos e
continentes
Síntese de peptídeos catalizada por RNA
Co-evolução do RNA e das proteínas
Desenvolvimento de um sistema de tradução primitivo.
Genoma de RNA e catalizadores RNA-Proteína
3,5 Bilhões de anos
Surgimento do genoma de DNA Primeiro
microorganismo fóssil