AULA 1- ESTRUTURA DOS ORGANISMOS

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16/08/2011
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Aula 1: 
Estrutura e organização celular 
dos organismos vivos
Universidade Federal de Pelotas
Disciplina de Bioquímica
1. Bioquímica 
Descreve em termos moleculares as estruturas, os 
mecanismos e os processos químicos 
compartilhados por todos os organismos vivos e 
fornece os princípios organizacionais que 
fundamentam a vida em todas as suas diferentes 
formas.
1.1 Aplicações da bioquímica 
Diagnóstico de patologias
Indústria farmacêutica
Nutrição
HerbicidasDesenvolvimento vegetal 
2. Estrutura celular 
Células: são as unidades estruturais e funcionais de 
todos os organismos vivos:
2.1 Estrutura das células eucarióticas: 
- Membrana Plasmática
- Citoplasma
- Núcleo
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a) Membrana Plasmática: 
- Contém e delimita o espaço da célula;
- Mantém as condições adequadas para ocorrer as reações
metabólicas;
- Permeabilidade seletiva, seleciona a passagem de certas
substâncias entre a célula e o meio extracelular.
Membrana Plasmática: 
Estrutura: compo sta p or uma bicamad a lipídica onde est ão
inseridas diversas proteínas. A s proteínas da membrana
possuem funçõ es de tran sportad ores, receptores d e sinais e
canais iônicos.
b) Citoplasma: 
- O citoplasma compreende o espaço entre a membrana e o 
núcleo da célula.
- Local onde ocorrem muitas reações químicas e vias do 
metabolismo: glicólise, gliconeogênese, glicogenólise, síntese 
de ácidos graxos...
- É formado pelo citosol e pelas organelas citoplasmáticas:
- O citosol compreende o espaço entre as organelas, contém 
água, íons, aminoácidos e enzimas....
- As organelas citoplasmáticas são estruturas envoltas por 
membranas que possuem funções especial izad as dentro da 
célula: retículo endoplasmático rugoso e liso, complexo de 
golgi, lisossomos, peroxissomos e mitocôndrias.
C) Núcleo: 
- É compartimento onde se localiza as informações genéticas, 
responsável pelas características que o organismos possui. 
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2.2 Componentes moleculares das células: 3. Biomoléculas 
1. Que espécies de moléculas estão presentes nos 
organismos vivos e em quais proporções?
2. Quais as estruturas dessas moléculas e quais forças 
que estabilizam essas estruturas?
3. Quais são suas propriedades químicas?
4. Como elas interagem umas com as outras?
3.1 Composição das biomoléculas: 
- Dos mais de 90 elementos químicos que ocorrem naturalmente apenas cerca
de 30 são essenciais aos organismos vivos.
- Os quatro elementos químicos mais abundantes: hidrogênio, oxigênio,
nitrogênio e o carbono ( 90 % da massa das células).
hidrogênio (H)
65,4%
oxigênio (O)
25,6%
traços de elementos 0,001%
carbono (C) 7,5%
nitrogênio (N) 1,25%
fósforo (P) 0,24%
enxofre (S) 0,06%
sódio (Na), magnésio (Mg),
cloro (Cl), potássio (K),
cálcio (Ca), manganês (Mn),
ferro (Fe), cobre (Cu), iodo (I)
- Os ele me ntos quí mic os que comparece m e m quanti dade di minutas
são de nomi na dos de mi croel eme ntos (amar elo), repres enta m uma
fração mi núsc ula do pes o do cor po mas sã o ex tremame nte esse ncia is
para muitas funções vitais ( Ex. ferro presente na hemoglobi na ):
1.2.1 Carbono
- A química dos organismos vivos está organizada ao redor do elemento 
carbono 
- Porque o carbono?
Possuem versatilidade para formar ligações ( pode formar ligações covalentes 
simples e duplas com outros átomos de H, N e O2.)
Os átomos de carbono podem compartilhar elétrons entre si para formar ligações 
simples carbono – carbono que são muito estáveis.
Cada átomo de carbono também pode formar ligações simples com um, dois , três 
ou quatro átomos de carbono.
Dois átomos de carbono podem também compartilhar dois ou três pares de 
elétrons formando ligações duplas ou triplas entre átomos de carbono.
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Os átomos de carbono unidos entre si covalentemente podem formar cadeias
lineares, cadeias ramificadas e estruturas cíclicas:
-
- Outros grupos de átomos chamados de grupos funcionais podem ser
adicionados aos esqueletos carbônicos, o que confere propriedades específicas á
molécula assim formada:
Sendo assim.....
 As moléculas que contém esqueletos carbônicos são chamadas de 
compostos orgânicos. Esses compostos ocorrem em uma variedade 
quase ilimitada.
 A maioria das biomoléculas são compostos orgânicos, a versatilidade de 
ligação do elemento carbono foi um fator importante na seleção da 
maquinaria molecular das células durante a origem e a evolução dos 
organismos vivos.
 Nenhum outro elemento químico pode formar moléculas com tanta 
diversidade de formas e de tamanhos ou com tal variedade de grupos 
funcionais.
3.2 Estrutura tridimensional das biomoléculas: 
- Embora as ligações covalentes e os grupos funcionais tenham importância
fundamental para a função de uma biomolécula, o arranjo espacial em três
dimensões dos seus átomos tambémé muito importante (estereoquímica).
- Existem três maneiras de representar a estereoquímica de uma biomolécula:
fórmula estrutural em perspectiva (a), modelo bola e bastão (b) e modelo do
tipo espaço cheio (C).
- Os compostos de carbono podem também existir na forma de
estereoisômeros, moléculas nas quais a ordem de ligação é a mesma mas a
relação espacial dos seus átomos é diferente:
3.3 Transformações químicas: 
- A maioria das células tem a capacidade de realizar milhares de reações
químicas. Dentre estas pode – se destacar as reações de oxidação - redução e
as reações de condensação.
a) Reações de oxidação redução:
- São reações que envolvem a transferência de elétrons.
- Oxidação (libera energia) : envolve a perda de elétrons e dois íons de hidrogênio.
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- Toda oxidação é acompanhada de uma redução.
-Redução grupo recebe elétrons removidos pela oxidação (NAD+  NADH).
-A ma ioria das c élula s obté m a e nergia necess ária oxi dando c ombustí veis
como carboidratos, lipídios e proteínas.
b) Reações de condensação:
São reações nas quais duas moléculas de condensam com a eliminação 
de uma molécula de água.
Ex. Formação de proteínas
3.4 Macromoléculas principais constituintes das 
células: 
- Em todos os tipos de células quase toda a matéria orgânica está presente em
quatro formas:
PROTEÍNAS
ÁCIDOS NUCLEÍCOS 
POLISSACARÍDEOS
LIPÍDIOS
PROTEÍNAS: 
- São constituídas por unidades mais simples que são os aminoácidos.
- Apenas 20 aminoácidos encontrados na natureza formam uma grande
diversidade de proteínas.
Funções das proteínas: 
- Funcionam como elementos estruturais;
- Anticorpos;
- Possuem atividade catalítica;
- Transportam sinais específicos para o interior ou exterior das células;
- Transporte de substâncias.
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Funções das 
Proteínas
Enzimática
Ex: lipases
Nutricional
Hormonal Transporte
Armazenamento
Sistemas contrácteis
Estrutural
Imunidade
Ex: ferritina
Ex: hemoglobinaEx: insulina
Ex: colagénio
Ex: imunoglobolina
Ex: caseína
Ex: troponina ÁCIDOS NUCLÉICOS 
- O DNA e o RNA, os quais são construídos por nucleotídeos.
- Tem como função armazenar e transcrever a informação genética.
POLISSACARÍDEOS
- São polímeros de açúcares simples como a glicose.
- Exemplo o glicogênio, amido e a celulose.
- Tem função no armazenamento de energia e função estrutural.
LIPÍDIOS
- Derivados oleosos dos hidrocarbonetos.
- São componentes estruturais das membranas.
- Servem como reserva energética.