Fundamentos da
Bioquímica
Paulo Cuevas
Sumário
1. O que é Bioquímica?
2. Principais características da vida
3. Fundamentos Celulares
▪ Organismos Eucariontes x Procariontes
▪ Principais organelas das células
4. Fundamentos Químicos
▪ Principais átomos presentes em seres vivos;
▪ A química do carbono;
▪ As biomoléculas;
O que é Bioquímica?
A Bioquímica é uma ciência que estuda a química da vida!
Como assim?
Três perguntas principais norteiam a Bioquímica:
Qual a constituição
química dos seres
vivos?
Como os seres vivos
transformam e trocam
energia com o meio?
Como utilizamos
conhecimentos
bioquímicos para melhorar
as condições de vida?
Organismo
Órgãos
Tecidos
Células
Organelas
Moléculas
Átomos
Hierarquia das
Estruturas
Biológicas
Na Natureza encontramos muitos organismos diferentes, não é
mesmo?
Mas será que todos eles possuem características comuns?
Principais características da Vida
• Complexidade Química e Organização microscópica.
• Capacidade de extrair, transformar e utilizar energia do ambiente.
• Funções definidas e interações reguladas entre os componentes dos
organismos.
Principais características da Vida
• Complexidade Química e Organização microscópica: Os seres vivos são
constituídos por milhares de moléculas químicas que apresentam estruturas
e funções diferentes não visíveis a olho nu.
• Capacidade de extrair, transformar e utilizar energia do ambiente: Os seres
possuem sistemas que permitem a manutenção de energia em sua vida e
realização de trabalho (químico, mecânico e osmótico).
• Funções definidas e interações reguladas entre os componentes dos
organismos: As moléculas apresentam alta especificidade ao realizar suas
funções. Elas também são capazes de recorrer a situações de dinâmicas entre
si, como por exemplo, adaptar-se a um evento de estresse, ativando outros
mecanismos compensatórios que desequilibrariam o sistema biológico.
Principais características da Vida
• Mecanismos de adaptação ao ambiente: Capacidade de responder
rapidamente e ajustar-se a mudanças químicas internas ou externas.
• Capacidade de autorreplicação e automontagem: No intuito de perpetuar a
vida, alguns seres são capazes de se multiplicarem em velocidade altíssimas,
criando inúmeras cópias precisa de si mesmos.
Fundamentos
Celulares
2
O que é uma célula?
• A célula é a menor
unidade viva que
constitui um organismo
vivo. Elas podem existir
de forma isolada, como
em seres unicelulares ou
em arranjos ordenados,
constituindo os corpos
dos seres pluricelulares.
Organismos
Unicelulares Pluricelulares
Menor
Complexidade
Maior
Complexidade
Estruturas
complexas,
organizadas e
específicas
Estruturas
Simples com
funções gerais
Evolução
O que é uma célula?
• A partir de mecanismos de microscopia eletrônica foi possível demonstrar
que existem dois grandes tipos de células, são elas:
Procariotas Eucariotas
• Os procariontes são os seres formados por
células procariotas
• Procarioto = “PRO”, antigo, anterior e
“KARYOS”, núcleo, nóz. São as células
“anteriores ao núcleo”.
• São invariavelmente unicelulares com
estrutura simples, existindo, na maior parte
das vezes, em colônias.
• Estima-se que ocupam metade da biomassa
da Terra, sendo seus representantes as
bactérias e as cianobactérias.
Procariotos
Procariotos
Características celulares de um
procarioto
• Presença de material genético
(DNA) em uma região nuclear;
• Presença de Membrana plasmática
dividindo o meio extracelular do
intracelular;
• Ausência de organelas cobertas por
membranas;
• Presença de Ribossomos;
• Alguns procariotos possuem uma
segunda camada após a membrana
plasmática.
• Plasmídio
• Diferente dos procariotos, os eucariotos
possuem características diferentes.
• Eucarionte “EU” verdadeiro “karyon”
núcleo, Nóz. os seres que possuem
núcleo verdadeiro.
• Presença de duas regiões bem definidas
no interior da célula: o núcleo e o
citoplasma.
• Os vegetais e animais são os seres
constituídos por células eucariotas, há
algumas diferenças para cada um
desses dois grandes grupos.
• Presença de organelas envoltas por
membrana
Eucariotos
Eucariotos
O núcleo é envolvido por
um envoltório nuclear
O citoplasma é envolvido
Pela membrana plasmática
Presença de
organelas
especializadas
• O Citoplasma é a região delimitada pela membrana plasmática. É nela
que estão localizadas as organelas
• Ela é preenchida pelo citosol, que contém:
▪ Água
▪ Íons dissolvidos
▪ Aminoácidos
▪ Precursores de ácidos nucleicos
▪ Enzimas
▪ fibras estruturais (actina, tubulina)
Eucariotos
Citoplasma
• É a região mais externa de célula, contribuindo para a manutenção e
constância da região intracelular.
• Estrutura trilaminar.
• Permeabilidade seletiva.
• Constituição da membrana:
▪ Fosfolipídeos
▪ Glicoproteínas
▪ Glicolipídeos
▪ Colesterol
Eucariotos
Membrana Plasmática
• Região delimitada pelo
envoltório nuclear, membrana
que define muito bem o que
pertence ao núcleo e o que
pertence ao citoplasma.
• Nucléolo: Pequenos corpúsculos
esféricos onde o genoma do
organismos está guardado.
• Cromatina: É constituída por
DNA associado à proteínas.
Eucariotos
Núcleo
Eucariotos
Núcleo
Eucariotos
Algumas Organelas
Fundamentos
Químicos
2
A Química da Vida
A Química da Vida
A Química da Vida
A Química da Vida
• Um átomo é formado por prótons, elétrons e nêutrons
• Elétron = Partícula fundamental com carga
negativa. Os elétrons estão localizados em
uma região chamada de eletrosfera.
• Próton = Partícula fundamental com carga
positiva. Os prótons estão localizados no
núcleo do átomo
A Química da Vida
As ligações Químicas
• Os átomos são capazes de se unirem,
formando moléculas.
• Como ocorrem tais “uniões”?
• A partir da transferência ou
compartilhamento de elétrons entre
átomos.
• Estes fenômenos ocorrem na última
camada da eletrosfera: a camada de
valência.
A Química da Vida
Camada de Valência e a regra do Octeto
“os átomos tendem a ganhar, perder ou
compartilhar elétrons até que estejam
circundados por oito elétrons de
valência”.
✓ Metais: vão PERDER elétrons até ficar com a camada
de valência vazia.
✓ Não-metais: vão GANHAR ou COMPARTILHAR
ELETRÓNS até ficar com a camada de valência cheia
(COM 8 ELÉTRONS).
✓ Exceção: Gases Nobres
A Química da Vida
Ligação Iônica
• Ocorre transferência de elétrons entre
dois átomos. Normalmente, a formação do
par iônico ocorre entre moléculas com
natureza oposta um átomo com carga
parcial positiva e outra negativa.
• Ocorre entre não-metais e um metal.
• Em solução, ele forma ÍONS
• Na+ → íon com carga positiva = Cátion
• Cl- → íon com carga negativa = Ânion
A Química da Vida
Ligação Covalente
Ocorre compartilhamento de elétrons. Ela é comum entre não mentais, não mentais e hidrogênio e
hidrogênio e hidrogênio. Ao fazer a ligação covalente, pelo menos um dos átomos envolvidos completa os
oito elétrons na camada de valência. Exemplos corriqueiros de compostos moleculares são Água (H2O), o
dióxido de carbono (CO2) e o próprio gás hidrogênio (H2).
Exceção: Hidrogênio → completa-se apenas
com 2 elétrons
A química do Carbono
A maioria das moléculas que compõem os seres vivos é constituída por
carbonos unidos por ligações covalentes!
O carbono pode formar ligações
simples, duplas e em raros casos
triplas com outro átomo de
carbono ou outro átomo!
A química do Carbono
C
O Carbono é um átomo tetravalente, apresentando quatro
elétrons na camada de valência (última camada).
A possibilidade de ligar-se a outros quatro átomos, cria o que é
chamado de um centro quiral, ou seja, um átomo de carbono
que é ligado a quatro ligantes diferentes.
O carbono pode se ligar a outros
átomos, a partir de ligações
covalentes, formando alguns
grupos químicos presentes em
moléculas mais complexas.
Outras moléculas também se ligam
covalentemente e formam grupos
químicos especiais
A química do Carbono
A química do Carbono
As Biomoléculas
Proteínas Lipídeos
Carboidratos
Ácidos
Nucleicos
•Carboidratos
•Lipídeos
•Proteínas

Aula 01 - Fundamentos da Bioquímica - Maria.pdf

  • 1.
  • 2.
    Sumário 1. O queé Bioquímica? 2. Principais características da vida 3. Fundamentos Celulares ▪ Organismos Eucariontes x Procariontes ▪ Principais organelas das células 4. Fundamentos Químicos ▪ Principais átomos presentes em seres vivos; ▪ A química do carbono; ▪ As biomoléculas;
  • 3.
    O que éBioquímica?
  • 4.
    A Bioquímica éuma ciência que estuda a química da vida! Como assim? Três perguntas principais norteiam a Bioquímica: Qual a constituição química dos seres vivos? Como os seres vivos transformam e trocam energia com o meio? Como utilizamos conhecimentos bioquímicos para melhorar as condições de vida?
  • 5.
  • 6.
    Na Natureza encontramosmuitos organismos diferentes, não é mesmo? Mas será que todos eles possuem características comuns?
  • 7.
    Principais características daVida • Complexidade Química e Organização microscópica. • Capacidade de extrair, transformar e utilizar energia do ambiente. • Funções definidas e interações reguladas entre os componentes dos organismos.
  • 8.
    Principais características daVida • Complexidade Química e Organização microscópica: Os seres vivos são constituídos por milhares de moléculas químicas que apresentam estruturas e funções diferentes não visíveis a olho nu. • Capacidade de extrair, transformar e utilizar energia do ambiente: Os seres possuem sistemas que permitem a manutenção de energia em sua vida e realização de trabalho (químico, mecânico e osmótico). • Funções definidas e interações reguladas entre os componentes dos organismos: As moléculas apresentam alta especificidade ao realizar suas funções. Elas também são capazes de recorrer a situações de dinâmicas entre si, como por exemplo, adaptar-se a um evento de estresse, ativando outros mecanismos compensatórios que desequilibrariam o sistema biológico.
  • 9.
    Principais características daVida • Mecanismos de adaptação ao ambiente: Capacidade de responder rapidamente e ajustar-se a mudanças químicas internas ou externas. • Capacidade de autorreplicação e automontagem: No intuito de perpetuar a vida, alguns seres são capazes de se multiplicarem em velocidade altíssimas, criando inúmeras cópias precisa de si mesmos.
  • 10.
  • 11.
    O que éuma célula? • A célula é a menor unidade viva que constitui um organismo vivo. Elas podem existir de forma isolada, como em seres unicelulares ou em arranjos ordenados, constituindo os corpos dos seres pluricelulares. Organismos Unicelulares Pluricelulares Menor Complexidade Maior Complexidade Estruturas complexas, organizadas e específicas Estruturas Simples com funções gerais Evolução
  • 12.
    O que éuma célula? • A partir de mecanismos de microscopia eletrônica foi possível demonstrar que existem dois grandes tipos de células, são elas: Procariotas Eucariotas
  • 13.
    • Os procariontessão os seres formados por células procariotas • Procarioto = “PRO”, antigo, anterior e “KARYOS”, núcleo, nóz. São as células “anteriores ao núcleo”. • São invariavelmente unicelulares com estrutura simples, existindo, na maior parte das vezes, em colônias. • Estima-se que ocupam metade da biomassa da Terra, sendo seus representantes as bactérias e as cianobactérias. Procariotos
  • 14.
    Procariotos Características celulares deum procarioto • Presença de material genético (DNA) em uma região nuclear; • Presença de Membrana plasmática dividindo o meio extracelular do intracelular; • Ausência de organelas cobertas por membranas; • Presença de Ribossomos; • Alguns procariotos possuem uma segunda camada após a membrana plasmática. • Plasmídio
  • 15.
    • Diferente dosprocariotos, os eucariotos possuem características diferentes. • Eucarionte “EU” verdadeiro “karyon” núcleo, Nóz. os seres que possuem núcleo verdadeiro. • Presença de duas regiões bem definidas no interior da célula: o núcleo e o citoplasma. • Os vegetais e animais são os seres constituídos por células eucariotas, há algumas diferenças para cada um desses dois grandes grupos. • Presença de organelas envoltas por membrana Eucariotos
  • 16.
    Eucariotos O núcleo éenvolvido por um envoltório nuclear O citoplasma é envolvido Pela membrana plasmática Presença de organelas especializadas
  • 17.
    • O Citoplasmaé a região delimitada pela membrana plasmática. É nela que estão localizadas as organelas • Ela é preenchida pelo citosol, que contém: ▪ Água ▪ Íons dissolvidos ▪ Aminoácidos ▪ Precursores de ácidos nucleicos ▪ Enzimas ▪ fibras estruturais (actina, tubulina) Eucariotos Citoplasma
  • 18.
    • É aregião mais externa de célula, contribuindo para a manutenção e constância da região intracelular. • Estrutura trilaminar. • Permeabilidade seletiva. • Constituição da membrana: ▪ Fosfolipídeos ▪ Glicoproteínas ▪ Glicolipídeos ▪ Colesterol Eucariotos Membrana Plasmática
  • 19.
    • Região delimitadapelo envoltório nuclear, membrana que define muito bem o que pertence ao núcleo e o que pertence ao citoplasma. • Nucléolo: Pequenos corpúsculos esféricos onde o genoma do organismos está guardado. • Cromatina: É constituída por DNA associado à proteínas. Eucariotos Núcleo
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
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  • 26.
    A Química daVida • Um átomo é formado por prótons, elétrons e nêutrons • Elétron = Partícula fundamental com carga negativa. Os elétrons estão localizados em uma região chamada de eletrosfera. • Próton = Partícula fundamental com carga positiva. Os prótons estão localizados no núcleo do átomo
  • 27.
    A Química daVida As ligações Químicas • Os átomos são capazes de se unirem, formando moléculas. • Como ocorrem tais “uniões”? • A partir da transferência ou compartilhamento de elétrons entre átomos. • Estes fenômenos ocorrem na última camada da eletrosfera: a camada de valência.
  • 28.
    A Química daVida Camada de Valência e a regra do Octeto “os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que estejam circundados por oito elétrons de valência”. ✓ Metais: vão PERDER elétrons até ficar com a camada de valência vazia. ✓ Não-metais: vão GANHAR ou COMPARTILHAR ELETRÓNS até ficar com a camada de valência cheia (COM 8 ELÉTRONS). ✓ Exceção: Gases Nobres
  • 29.
    A Química daVida Ligação Iônica • Ocorre transferência de elétrons entre dois átomos. Normalmente, a formação do par iônico ocorre entre moléculas com natureza oposta um átomo com carga parcial positiva e outra negativa. • Ocorre entre não-metais e um metal. • Em solução, ele forma ÍONS • Na+ → íon com carga positiva = Cátion • Cl- → íon com carga negativa = Ânion
  • 30.
    A Química daVida Ligação Covalente Ocorre compartilhamento de elétrons. Ela é comum entre não mentais, não mentais e hidrogênio e hidrogênio e hidrogênio. Ao fazer a ligação covalente, pelo menos um dos átomos envolvidos completa os oito elétrons na camada de valência. Exemplos corriqueiros de compostos moleculares são Água (H2O), o dióxido de carbono (CO2) e o próprio gás hidrogênio (H2). Exceção: Hidrogênio → completa-se apenas com 2 elétrons
  • 31.
    A química doCarbono A maioria das moléculas que compõem os seres vivos é constituída por carbonos unidos por ligações covalentes! O carbono pode formar ligações simples, duplas e em raros casos triplas com outro átomo de carbono ou outro átomo!
  • 32.
    A química doCarbono C O Carbono é um átomo tetravalente, apresentando quatro elétrons na camada de valência (última camada). A possibilidade de ligar-se a outros quatro átomos, cria o que é chamado de um centro quiral, ou seja, um átomo de carbono que é ligado a quatro ligantes diferentes.
  • 33.
    O carbono podese ligar a outros átomos, a partir de ligações covalentes, formando alguns grupos químicos presentes em moléculas mais complexas. Outras moléculas também se ligam covalentemente e formam grupos químicos especiais A química do Carbono
  • 34.
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