001 intoducao

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)

Grupos funcionais presentes nas
biomoléculas
Hidrocarbonetos Grupamentos contendo oxigênio

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

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

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

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-...)

Hierarquia estrutural na
organização molecular da célula

Célula Organelas Macromoléculas Unidades
Monoméricas
Nível 4 Nível 3 Nível 2 Nível 1

Poucos dos 112 elementos são
utilizados nos organismos vivos

H + O > 70%
H+O+C>95%
H+O+C+P>98%

macroelementos

Microelementos
(oligoelementos)

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

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

Escala de tamanho em bioquímica
alanina
(aminoácido)

0,5nm
89Da 3,5nm

glicose

0,7nm
180Da Fosfolipídeo Mioglobina (uma proteína pequena)
750Da 16.900Da

(cont.)
Mioglobina
16.900Da

3,5nm
6,8nm

Hemoglobina (proteína média)
65.000Da

(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

(cont.)

miosina
160nm
470.000Da

Vírus do mosaico do tabaco
300nm
40.000.000Da

(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

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

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

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
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

Surgimento do genoma de DNA Primeiro
microorganismo fóssil

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