Bioquímica

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Laboratório de bioquímica.
Esquema relacionando bioquímica, genética e biologia molecular.

Bioquímica é a ciência que estuda os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos. De maneira geral, ela consiste do estudo da estrutura molecular e função metabólica de componentes celulares e virais, como proteínas (proteômica), enzimas (enzimologia), carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos (biologia molecular) entre outros.[1][2][3]

Dentre os diversos tipos de biomoléculas, muitas são moléculas grandes (macromoléculas) e complexas, formadas pela união de unidades fundamentais (monômeros) repetidamente, que dão origem a longas cadeias denominadas biopolímeros.[1][2][4] Cada tipo de biopolímero apresenta unidades fundamentais diferentes. Por exemplo, as proteínas são biopolímeros cujas unidades monoméricas são os aminoácidos, enquanto que os ácidos nucléicos (como o DNA) são biopolímeros compostos por cadeias de nucleotídeos.

Bioquímico é o profissional que estuda e aplica as leis da química e bioquímica para o entendimento e a aplicação tecnológica dos organismos vivos (bioquímica industrial, biotecnologia e bioprocessos) para benefícios comerciais e industriais, e/ou benefícios a saúde humana e animal, a agropecuária e ao meio ambiente.


História[editar | editar código-fonte]

Anselme Payen: o químico francês isolou pela primeira vez em 1833 uma enzima, a diastase, sendo este um importante marco na consolidação da bioquímica como ciência.

A história da bioquímica moderna é relativamente jovem, datando do século XIX quando começaram as abordagens contemplando aspectos da biologia e da química, para criar uma disciplina, integrando conhecimento destas duas ciências. No entanto, a aplicação dos conhecimentos bioquímicos se iniciou há cerca de 5.000 anos com a produção de pão utilizando leveduras. Assim como a química orgânica, é citado também como um importante marco da bioquímica moderna a descoberta da síntese de ureia por Friedrich Wöhler em 1828, provando que os compostos orgânicos poderiam ser obtidos artificialmente, em contraste com a crença largamente aceita por um longo período de tempo: compostos orgânicos seriam gerados apenas por organismos vivos. Outro marco importante ocorreu em 1833, quando Anselme Payen isolou pela primeira vez uma enzima, a diastase. Esta descoberta também é considerada como a primeira vez que foi descrito um composto orgânico que apresentava as propriedades de um catalisador. O sufixo "ase" de diastase passou a ser usado na nomenclatura das enzimas.

Em meados do século XIX, Louis Pasteur estudou o fenômeno da fermentação e descobriu que certas leveduras estavam envolvidas neste processo, e portanto, não se tratava de um fenômeno somente químico como muitos haviam defendido até aquele momento (incluindo ele próprio e Justus von Liebig). Pasteur escreveu: "a fermentação alcoólica é um ato relacionado com a vida e organização das células de levedura, não com a morte e putrefação destas células". Pasteu desenvolveu também métodos de esterilização de vinho, leite e cerveja (pasteurização) e contribuiu muito para refutar a ideia de geração espontânea de seres vivos. Em 1896, Eduard Buchner demonstrou pela primeira vez que um processo bioquímico complexo poderia ocorrer fora de uma célula, tendo como base a fermentação alcoólica usando extrato celular de levedura.

Embora o termo "bioquímica" pareça ter sido usado pela primeira vez em 1882, é geralmente aceito que a cunhagem formal do termo ocorreu em 1903 por Carl Neuberg, um químico alemão. No entanto grandes pesquisadores como Wöhler, Liebig, Pasteur e Claude Bernard já usavam outras denominações.

Durante o período de 1885-1901, Albrecht Kossel isolou e nomeou cinco constituintes dos ácidos nucleicos: adenina, citosina, guanina, timina e uracila. Estes compostos são conhecidos coletivamente como bases nitrogenadas e integram a estrutura molecular do DNA e do RNA. Os ácidos nucléicos foram descobertos por Friedrich Miescher, em 1869. Em 1878, o fisiologista Wilhelm Kühne cunhou o termo enzima para se referir aos componentes biológicos desconhecidos que participavam do processo de fermentação.

A elucidação da estrutura do DNA é considerada uma das descobertas mais importantes na área de bioquímica no século XX.

A partir da década de 1920, a bioquímica experimentou considerável avanço, especialmente pelo desenvolvimento de novas técnicas, como a cromatografia, a difração de raios X, a espectroscopia de RMN, a marcação isotópica, a microscopia eletrônica e simulações de dinâmica molecular. Estas técnicas permitiram a descoberta e análise detalhada de muitas biomoléculas e de vias metabólicas em uma célula, tal como a glicólise e o ciclo de Krebs.

Outro importante evento histórico em bioquímica foi a descoberta do gene e do seu papel na transferência de informação na célula. Esta parte da bioquímica é muitas vezes chamada de biologia molecular. Na década de 1950, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin e Maurice Wilkins resolverem a estrutura do DNA e sugeriram a sua relação com a transferência da informação genética. Em 1958, George Beadle e Edward Tatum receberam o Prêmio Nobel pelo trabalho com fungos, onde demostram que um gene gerava como produto uma enzima. Este conceito, hoje ampliado, ficou conhecido como o Dogma central da biologia molecular. Em 1975 foi a vez de destacar as pesquisas sobre o sequenciamento de DNA, sendo Allan Maxam, Walter Gilbert e Frederick Sanger os principais cientista envolvidos nestas pesquisas. Logo em seguida surge a primeira empresa de biotecnologia industrial, a Genentech. Logo tornou-se possível a fabricação de princípio ativo, hormônios e vacinas por meios biotecnológicos.

Em 1988, Colin Pitchfork foi a primeira pessoa condenada por assassinato usando como provas exames de DNA, ocasionando uma revolução nas ciências forenses. Mais recentemente, Andrew Fire e Craig Mello receberam o Prêmio Nobel em 2006 pela descoberta da interferência do RNA (RNAi) no silenciamento da expressão gênica.

Aplicação[editar | editar código-fonte]

O conhecimento bioquímico é muito importante para empresas e indústrias de diversas áreas: farmacêutica (síntese de fármacos, excipientes), médica (novos tratamentos e curas para doenças, como na nutrição alimentar), agrícola (melhora da fixação de nitrogênio em plantas como a soja), alimentícia (fermentação de bebidas alcoólicas, leite e derivados, produção de chocolates), cosmética (novos produtos de beleza e higiene) e até tecnológica (produção de compósitos sustentáveis de origem renovável).[1][2][3]

Outra aplicabilidade é em ciências básicas, em sinergia com outras ciências químicas, biológicas e farmacêuticas. Como exemplo, na teoria evolucionista, teoria que afirma que todas as formas de vida existentes no planeta Terra descendem de um ancestral em comum. Essa teoria é baseada na semelhança de diversas características compartilhadas entre os organismos, inclusive as de nível bioquímico.[5] Por exemplo, de maneira geral, todos os organismos, desde um simples vírus até um chimpanzé, possuem o material genético (DNA) formado por combinações das mesmas quatro bases nitrogenadas (Adenina, Guanina, Citosina e Timina)[1][2][3][5][6]

Bacharelado e licenciaturas em bioquímica[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Bioquímica

Ver artigo Bioquímico

O primeiro instituto de pesquisa estruturado e voltado unicamente para a química da vida surgiu em 1872, como Instituto de Química Fisiológica da Universidade de Strasbourg, enquanto que, em 1880, a universidade norte-americana de Yale estruturou os primeiros cursos regulares de química fisiológica. Por volta de 1899, quando a universidade inglesa de Cambridge criou o laboratório de química dentro do departamento de fisiologia, chefiado por Frederick Gowland Hopkins, primeiro professor de bioquímica da Universidade de Cambridge, e também fundador da bioquímica inglesa.[7], a química da vida já estava estabelecida como ciência, sob diferentes denominações.[8] O processo de maturação desta ciência estabeleceu cursos de bacharelado (em Portugal, equivalente a Licenciatura) em diversos países[7]. É preciso ressaltar que os cursos de graduação (licenciaturas) em bioquímica e portanto, os bioquímicos são tradicionais em países da Europa (Reino Unido, Alemanha, Espanha, Portugal, Franca e Italia),na America Latina (Argentina, Paraguai, Uruguai,Chile,Colombia, Mexico e Guatemala) no Canadá, na Austrália e nos Estados Unidos. Neste último país, os cursos de bacharelado em bioquímica existem desde a década de 50. Segundo a ASBMB (American Society for Biochemistry and Molecular Biology) existem cerca de 600 Instituições nos Estados Unidos que oferecem os cursos de bioquímica/biologia molecular e estima-se que cerca de 2000 bacharéis foram graduados nos anos de 2001-2002. No Reino Unido existem mais de 100 cursos de graduação em bioquímica.[9]

O Bioquímico, portanto,é o profissional que estuda a bioquímica de um ponto de vista de ciência básica e aplicada tecnologicamente e industrialmente. Os bioquímicos utilizam ferramentas e conceitos da química e da biologia, particularmente da química orgânica, físico-química, biologia celular, biologia molecular e genética, para a elucidação dos sistemas vivos e para sua aplicação tecnológica e industrial.Desta forma o bioquímico possui conhecimentos científicos, capacitação técnica e habilidades para atuar em ensino superior, pesquisa, desenvolvimento e inovação, controle e garantia de qualidade, produção industrial,laboratórios, comércio de produtos científicos, laboratoriais e industriais, bioeconomia, além de aprender sobre os princípios éticos e legais relativos à profissão no âmbito do seu exercício profissional.

Em Portugal[editar | editar código-fonte]

A licenciatura em bioquímica, em Portugal, foi criada em 1979, na Universidade de Coimbra,[10] sendo prontamente seguido de diversas outras universidades.[11]

No Brasil[editar | editar código-fonte]

O bacharelado em bioquímica, no Brasil, foi criado em 2001, na Universidade Federal de Viçosa,[9] visando a suprir a necessidade crescente de profissionais qualificados para atuar nas áreas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico das diversas áreas relacionadas com o curso.[12]

Em moldes semelhantes, foi criado em 2008, o segundo curso de graduação em bioquímica do Brasil; a Universidade Federal de São João del Rei [13], implantou o curso em seu campus de expansão Centro-Oeste [14]. Em 2011, foi criado o terceiro curso de graduação em Bioquímica, da Universidade Estadual de Maringá.

Em 2014 foi criado o Movimento BioquímicaBrasil, com site, página de facebook e vídeo de divulgação no youtube dedicados a divulgar o Bacharel em Bioquímica e a divulgar a ciência Bioquímica.[15]. Entre 2015 e 2016, o movimento conseguiu definir a identidade do bioquímico brasileiro e algumas simbologias, como o dia do bioquímico brasileiro (8 de Maio) e um símbolo único da profissão,disponibilizado gratuitamente no site do Movimento BioquímicaBrasil.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c d Lehninger, A.L.; Nelson, D.L.; Cox, M.M. (2007) Lehninger: Princípios de Bioquímica, 4a. Edição, Editora Sarvier.
  2. a b c d Voet, D.; Voet, J.G. (2008) Fundamentos de Bioquímica - A Vida em Nível Molecular, 2a. Edição, Editora Artmed.
  3. a b c Stryer, L.; Tymoczko, J.L.; Berg, J.M. (2004) Bioquímica, 5a. Edição, Editora Guanabara.
  4. Nelson Durán, Luiz Henrique Capparelli Mattoso, Paulo Cezar de Morais(2006) Nanotecnologia: Introdução, preparação e caracterização de nanomateriais e exemplos de aplicação, Editora Artliber.
  5. a b BEHE, Michael J (1997) A caixa preta de Darwin: o desafio da bioquímica à teoria da evolução, Rio de Janeiro: Zahar, 300p.
  6. ALBERTS, Bruce (2010) Biologia molecular da célula,Porto Alegre: Artmed.
  7. a b RONAN, Colin A. Jorge Zahar, : . História Ilustrada da Ciência. 1983 IV ed. [S.l.: s.n.] 
  8. Enciclopaedia Britannica do Brasil (: ). Bioquímica. 1989 IV [S.l.: s.n.] pp. 98, 102 Barsa [S.l.] 1989. pp. 98–102. 
  9. a b «Histórico - Departamento de Bioquímica». www.dbq.uem.br. Consultado em 2016-09-28. 
  10. «30 anos de Bioquimica em Portugal 02/04/2009». 
  11. «Licenciaturas em Bioquimica em Portugal 02/04/2009». 
  12. «Plano Nacional de Biotecnologia 27/03/2009» (PDF). 
  13. «Vestibular UFSJ 27/03/2009». 
  14. «Bioquimica-UFSJ 05/03/2009». 
  15. «Bioquímica Brasil». Bioquímica Brasil. Consultado em 2016-09-28. 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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