Bioquímica

Conceito de Bioquímica: A Bioquímica é definida como o estudo das reações químicas que ocorrem nos organismos vivos, focando-se nas…

Conceito de Bioquímica

A Bioquímica consiste no estudo dos mecanismos e interações que ocorrem nos organismos, cuja vida é mantida e propagada pelas leis universais da física e da química. A Bioquímica contribui para o estudo das razões pelas quais os organismos apresentam determinados atributos que lhes conferem vida, apesar de constituídos por moléculas e átomos como a matéria inanimada. Deste modo, um dos objetivos da Bioquímica é, em termos moleculares, entender os princípios organizadores subjacentes à vida, tais como os mecanismos, as estruturas, o metabolismo e os processos químicos comuns a todos os organismos.

Pode-se ainda entender a Bioquímica como uma disciplina que concilia duas vertentes: em primeiro lugar, a ciência química, pelo estudo dos diferentes constituintes moleculares das células – açúcares, aminoácidos, hormonas, lípidos, nucleótidos e vitaminas – e em segundo lugar, mas não menos importante, a ciência biológica pelo estudo das propriedades que conferem vida à matéria.

Existem quatro grandes grupos de moléculas estudadas na Bioquímica (denominadas biomoléculas) que realizam a maioria das funções necessárias à célula e aos organismos vivos. Estas são:

  • Hidratos de carbono que são constituídos por monossacáridos (como a glicose, frutose e desoxirribose);
  • Lípidos que incluem os fosfolípidos que constituem a membrana da célula;
  • Proteínas (macromoléculas) que são constituídas por aminoácidos;
  • Ácidos Nucleicos que são constituídos por nucleótidos que originam o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico).

 O estudo da Bioquímica é muito amplo e abrange várias áreas, pois além de contribuir significativamente para o nosso entendimento da vida, tem também um papel fundamental na investigação em medicina (tratamentos e cura de doenças), na indústria farmacêutica e cosmética (desenvolvimento de novos fármacos e produtos de beleza) e na agricultura (estudo dos solos e fertilizantes).

Marcos importantes na Bioquímica

Como os problemas e as questões que surgem na investigação científica raramente dizem respeito a apenas uma área de conhecimento, a Bioquímica está em constante interação com outras áreas científicas.

A Bioquímica, como campo científico reconhecido, terá surgido entre o século XIX e o início do século XX. Para o início da Bioquímica moderna, terá contribuído bastante a descoberta da fermentação em extratos livres de células pelos irmãos alemães Hans Buchner e Eduard Buchner (século XIX), publicada num jornal de química bastante prestigiado na altura, o Berichte. O fisiologista Wilhelm Kühne (século XIX) introduziu e utilizou o termo enzima para denominar o agente responsável pelo processo de fermentação. Deste modo, as enzimas fizeram parte das primeiras investigações no campo da Bioquímica. James Batcheller Sumner (século XX) conseguiu isolar e cristalizar a primeira enzima, a urease. Isto valeu-lhe a atribuição de um prémio Nobel da Química em 1946, que foi partilhado com John Northrop e Wendell Stanley.

Contudo, não se pode deixar de referir o contributo de outras áreas do conhecimento que contribuíram e ainda contribuem para o aparecimento e desenvolvimento da Bioquímica como disciplina.

Destacam-se os estudos sobre as células – as unidades básicas da vida – e o contributo dos laureados pelo prémio Nobel em Fisiologia ou Medicina em 1974, Albert Claude, Christian de Duve e George E. Palade, pela descoberta sobre a organização estrutural e funcional da célula. Estes cientistas desenvolveram métodos para separar organelos do citosol e de outros organelos, permitindo o isolamento e estudo de biomoléculas e outros componentes.

Em adição, destacam-se o contributo dos químicos, nomeadamente Antoine Lavoisier (século XVIII) que distinguia a composição química do mundo mineral e dos seres animados, sendo estes últimos constituídos por compostos ricos em carbono, oxigénio, azoto e fósforo. Louis Pasteur (século XIX), por sua vez, estudou o fenómeno da atividade ótica. Friedrich Wohler (século XIX) deu outro passo importante para a Bioquímica ao sintetizar a ureia – que é um composto orgânico encontrado na urina humana – a partir de um composto inorgânico, colocando em causa a teoria do princípio vital da química orgânica, que afirmava que os compostos orgânicos podiam ser produzidos apenas por organismos vivos.

As leis da Termodinâmica são também aplicadas no estudo da Bioquímica, nomeadamente os contributos de J. Willard Gibbs (século XIX) com as noções de energia livre de Gibbs.

Os estudos genéticos de Gregor Mendel (século XIX) em ervilhas, o isolamento de ácidos nucleicos conseguindo por Johannes Friedrich Miescher (século XIX), o estudo detalhado de Walther Flemming (século XIX) sobre os cromossomas, e posteriormente a obtenção da estrutura de DNA por Rosalind Franklin, James Watson e Francis Crick (século XX) foram também contributos importantes para a Bioquímica.

É de referir também a visão de Darwin (século XIX) acerca da evolução das espécies e a conclusão de Dobzhansky (século XX) sobre a evolução de diferentes organismos baseada na existência de semelhança das vias metabólicas e as sequências genéticas nesses organismos.

Aplicações da Bioquímica

Na indústria alimentar, a Bioquímica estuda a composição química dos alimentos, desenvolve métodos para aproveitar o desperdício ou prolongar o prazo de validade dos alimentos, e ainda pode contribuir para o melhoramento do cultivo de alimentos nutritivos de forma mais abundante e barata. A Bioquímica relaciona-se com a Agricultura e a Toxicologia pelo estudo, por exemplo, de herbicidas, a sua interação com as plantas e outros organismos. Ainda na área da Toxicologia, o estudo pela Bioquímica de determinadas enzimas como o citocromo P450 e a sua ação em determinados fármacos traz inúmeros benefícios. Em adição, a Bioquímica pode investigar o mecanismo de ação de uma droga, a terapia para uma doença ou o seu diagnóstico. Consequentemente, os estudos em Bioquímica auxiliam o desenvolvimento de outros campos como a Farmacologia, a Fisiologia, Química Clínica e a Microbiologia.

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