Bioquímica: Aspectos gerais Maria Celeste

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

Características que definem a vida:

Reprodução

Crescimento

Metabolismo

Resposta a estímulos do ambiente/capacidade de mudança

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.

Em todos os seres, as macromoléculas são construídas a partir dos mesmos tipos de unidades monoméricas:

- existência de modelos subjacentes comuns.
- simplicidade básica na estrutura das macromoléculas, apesar dos bilhões de tipos de proteínas existentes em milhões de espécies de seres vivos.

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 processos metabólicos são regulados e ajustados para operar com eficiência e economia

Como a célula exerce ou alcança alto grau de controle, seletividade e eficiência?

Mecanismos como:
- enzimas
compartimentalização
processamento de informação

As enzimas desempenham papel fundamental neste processo.
 
As enzimas são proteínas especializadas, capazes de catalisar as reações bioquímicos.
 
As reações ocorrem a temperatura constante


A matriz da vida é caracterizada por interações fracas em um ambiente aquoso.
 
As interações não covalentes na célula


Quais são os principais tipos?
 
-         interações iônicas;
-         pontes de hidrogênio;
-         interações hidrofóbicas;
-         interações de van der Waals.
 
Importância das interações não covalentes:
-         estabilizam estruturas tridimensionais de macromoléculas e de estruturas supramoleculares (inclusive a célula!!);
-         são importantes na dinâmica de interações entre moléculas (interações transitórias);
-         são fundamentais para a especificidade das interações

COMO e PORQUE se estas interações são fracas?

Porque as interações não covalentes:
ocorrem apenas a distâncias relativamente curtas;
são necessárias diversas interações fracas para gerar uma interação estável entre duas moléculas ou partes de uma mesma molécula;
- apenas moléculas com certo grau de complementariedade quanto ao formato são capazes de estabelecer uma interação estável;
- o fato de haver sempre uma certa porcentagem de ligações que estão rompidas confere flexibilidade às moléculas biológicas.

Ligações não covalentes:

Ao contrário de covalentes, estão sendo continuamente formados e quebrados

São suficientemente fortes (em conjunto) para formar e estabilizar estruturas, mas suficientemente fracos para as estruturas serem desfeitas

Não há necessidade de catálise enzimática - energia cinética das moléculas (movimento térmico)

Interações não covalentes sempre involvem cargas elétricas

Permitem:
grande flexibilidade estrutural
especificidade de interações
interações transientes

Especificidade:

Anticorpos
Enzimas
Hormonios
Expressão de genes

Interações moleculares transientes são importantes em:
Enzimas (catálise)
Regulação de enzimas
Transporte através de membranas
Sinalização celular

Mas também pode haver a necessidade de interações irreversíveis
Importantes para determinar a estrutura ou associaçõs em:
- Estrutura de proteinas
- DNA
- Membranas