1A. Fosfolipidy - budowa i znaczenie.
Fosfolipidy - Cząsteczka fosfolipidu składa się z dwóch fragmentów różniących się powinowactwem do wody: hydrofilowej główki i hydrofobowego ogonka. Hydrofobowy ogonek cząsteczki fosfolipidu jest utworzony przez dwa łańcuchy kwasów tłuszczowych. W skład hydrofilowej główki fosfatydylocholiny (jednego z głównych fosfolipidów błon biologicznych) wchodzą:
- reszta glicerolu,
- grupa fosforanowa,
- reszta choliny połączona z grupą fosforanową
Znaczenie: Cząsteczki fosfolipidów układają się naprzeciw siebie i tworzą półpłynną dwuwarstwę lipidową, w której są zakotwiczone białka błonowe. Błona plazmatyczna nie jest strukturą sztywną: fosfolipidy i białka przez cały czas poruszają się względem siebie. Wszystkie błony biologiczne składają się z dwuwarstwy lipidowej oraz białek, jednak poszczególne rodzaje błon są zbudowane z różnych białek i lipidów.
1B. Permeazy-rola i mechanizm działania.
odp: Białko transportowe (przenośnikowe, translokujące, permeazy) - Białko błonowe przenoszące inne cząsteczki lub jony z jednej strony błony plazmatycznej na drugą. Białka przenośnikowe (zwane także transporterami) potrafią rozpoznawać i wiązać cząsteczki przeznaczone do przeniesienia przez błonę. Cząsteczka przyłączona przez transporter jest przenoszona na druga stronę błony biologicznej. Po uwolnieniu przenoszonej cząsteczki białko przenośnikowe przygotowuje się do transportu następnej cząsteczki. Niekiedy przenoszeniu cząsteczki przez białko przenośnikowe towarzyszy transport jakiegoś jonu w tym samym kierunku w którym przenoszona jest cząsteczka (symport) albo w przeciwnym kierunku (antyport).
2A.Dlaczego pomiar intensywności procesów zachodzących w łańcuchu oddechowym jest dobrym sposobem wyznaczania ogólnej aktywności drobnoustrojów?
aktywności enzymów łańcucha oddechowego
aktywności fosfataz
aktywności dehydrogenaz
Pamiętam że to jakoś łączyło się z łańcuchem oddechowym - albo ja pokopałem i np. fosfatazy wsadziłem do łańcucha
Odp: Gdyż zbiegają się w nim wszystkie szlaki metabolizmu komórkowego . Można wykorzystać różne miejsca w łańcuchu oddechowym, np. do
pomiaru zużycia tlenu wykorzystuje się koniec tego łańcucha itd.
2B Błona biologiczna-budowa i rola
Błona biologiczna (błona plazmatyczna) - podstawowa jednostka strukturalna wszystkich błon występujących w
komórce. Składa się z dwuwarstwy cząsteczek fosfolipidów oraz z cząsteczek białka, które są na stałe wbudowane
pomiędzy fosfolipidy albo tylko luźno przymocowane do błony.
Rola: •pełnią funkcje enzymatyczne, katalizując różne reakcje metaboliczne;
•reagują na bodźce chemiczne, termiczne i mechaniczne;
•utrzymują równowagą między ciśnieniem osmotycznym wewnątrz i na zewnątrz komórki;
•regulują transport wybranych substancji z i do komórki;
•chronią komórki przed działaniem czynników fizycznych i chemicznych, a także przed wnikaniem obcych organizmów, w szczególności
chorobotwórczych.
3A. Koniugacja plazmidów
Koniugacja - proces wymagający bezpośredniego kontaktu fizjologicznie aktywnych partnerów, komórek dawcy i biorcy, między którymi następuje przekazanie DNA w kierunku od dawcy do biorcy. Wskutek tego powstaje transkoniugant, możliwy do odróżnienia od dawcy i biorcy materiału genetycznego, w wyniku odpowiedniej selekcji.Warunkiem koniecznym, aby komórka bakterii lub archeona mogła być dawcą materiału genetycznego w procesie koniugacji, jest obecność w niej plazmidu koniugacyjnego. Plazmid koduje białka tworzące kanał pomiędzy dawcą a biorcą (mostek koniugacyjny) oraz białka, które nacinają plazmid w origin koniugacyjnym (oriT). Jednoniciowy DNA zostaje zakotwiczony w mostku koniugacyjnym, najczęściej w miejscu oriT, a następnie przekazany do biorcy. Polimeraza DNA replikuje brakujące nici plazmidu w dawcy i w biorcy, tak że zarówno dawca, jak i biorca mają dwuniciową kopię plazmidu.
3.B Transformacja i transdukcja plazmidów
Transformacja jest procesem, podczas którego komórka biorcy pobiera wolny DNA z otaczającego świata. Transformacja niektórych gatunków może zachodzić w środowisku naturalnym (transformacja naturalna), ale transformacja większości bakterii wymaga specjalnych zabiegów, możliwych jedynie w laboratorium. Naturalna transformacja zachodzi u gatunków bakterii, które spontanicznie (w sposób naturalny) uzyskują stan kompetencji, czyli zdolności do pobrania DNA z otaczającego środowiska. Kompetencja danego gatunku jest uwarunkowana genetycznie i wymaga uczestnictwa produktów co najmniej kilkunastu genów. Bakterie stają się zazwyczaj kompetentne jedynie w określonym stadium wzrostu, często w niesprzyjających warunkach.
Transdukcja - proces, w którym przenoszenie materiału genetycznego od dawcy do biorcy następuje z udziałem bakteriofagów. W kapsydach fagowych może być przenoszony DNA chromosomowy lub plazmidowy. W pierwszym przypadku przenoszony materiał genetyczny zostaje wbudowany, w wyniku rekombinacji do chromosomu bakteryjnego lub innych elementów genetycznych znajdujących się w komórce bakteryjnej i jest przekazywany do komórek potomnych. Niektóre fagi są zdolne do przenoszenia na drodze transdukcji, z niską częstością, dowolnej cechy chromosomowej, podczas gdy inne przenoszą tylko kilka określonych cech. Pierwszy typ transdukcji nazwano transdukją ogólną, a drugi transdukcją specyficzną.
4. Jaka jest różnica pomiędzy oksydazami a oksygenazami?
Oksydazy - stanowią rupę enzymów katalizujących odrywanie się elektronów od utlenionego substratu i dwu- lub czteroelektrodową redukcję cząsteczki tlenu. Po połączeniu się z protonami powstaje cząsteczka H2O2 lub H2O.
Oksygenazy - katalizują proces wbudowania tlenu w cząsteczkę.
5.Jakie są główne produkty pośrednie tlenowej biodegradacji węglowodorów aromatycznych?
głównymi pośrednimi produktami są katechol oraz kwas prokatecholowy, które w wyniku roszczepienia pierścienia aromatycznego i wbudowania tlenu przechodzą do kwasu cis,cis-mukonowego i kwasy 3-karboksy-cis,cis-mukonowego. Oba te kwasy w wyniku dalszych przemian metabolicznych prowadza do wspólnego produktu posredniego, którym jest kwas 3-oksoadypinowy. Później juz z udziałem odpowiedniej transferazy, powstaje bursztynylo-CoA i acetylo-CoA - ale tutaj teoretycznie uznajemy to za produkt końcowy, bo oba związki zostają włączone do szlaków metabolizmu pośredniego..
BIOCHEMIA sem2
1 jaki jest mechanizm powstawania spolaryzowanego wiązania?
Wiązanie kowalencyjne powstaje między dwoma atomami niemetali, których wzajemna różnica elektroujemności jest mniejsza od 1,7 w skali Paulinga. Elektrony uwspólnione tworzące wiązanie są przesunięte w stronę atomu pierwiastka o większej elektroujemności, co sprawia, że przy tym atomie tworzy się cząstkowy ładunek elektryczny ujemny, natomiast przy atomie o mniejszej elektroujemności tworzy się dodatni. Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane ma charakter dipola elektrycznego.
2 jakie informacje są zawarte w kodzie gen?
Jest to informacja o kolejności aminokwasów w białkach ( o budowie białek). Budowa białek decyduje o wszystkich cechach życiowych organizmów. Białka strukturalne decydują o budowie organizmu, a białka enzymatyczne (enzymy) decydują o procesach biochemicznych w organizmie.
3 mechanizm działania enzymów
Reakcja katalizowana przez enzym rozpoczyna się od związania substratów przez centrum aktywne enzymu i powstania przejściowego kompleksu enzym-substrat (E-S). Następnie
zachodzi właściwa reakcja: połączenie cząsteczek substratów w produkt reakcji albo rozłożenie substratu na mniejsze cząsteczki. Reakcja kończy się uwolnieniem produktów przez enzym. Cząsteczka enzymu nie zużywa się podczas reakcji i po uwolnieniu produktów jest gotowa do przyłączenia nowych substratów.
4 interpretacja równ Michaelis-Menten
5 jakie jest powiązanie miedzy betaoksydacją a łańcuchem oddechowym?
odp.: W betaoksydacji powstaje acetylo-koenzymA, który jest włanczany do cyklu kw. cytrynowego, a produkty cyklu kw. cytrynowego (NADH2 i FADH2) są transportowane do łańcucha oddechowego.
6 wiązania peptydów
Peptydy są związanie między sobą wiązaniem peptydowym.(-NH-CO-). Po utworzeniu wiązania peptydowego między 2 cząsteczkami aminokwasów powstaje wolna grupa aminowa (-NH2) oraz karboksylowa (-COOH). Obie zatem mogą tworzyć dalsze wiązanie peptydowe z innymi aminokwasami.
7 mechanizmy adaptacyjne drobnoustrojów
adaptacja socjologiczna polega na tym, że organizmy żyjące w różnych populacjach poprzez selekcję - zmianę warunków
przeżywają tylko te, które wykorzystują daną selekcję - żyją w danym środowisku
adaptacja fizjologiczna - polega na dostosowaniu aparatu enzymatycznego do odpowiednich procesów.
(Organizmy, które umieją się dostosować do nowych warunków).
adaptacja genetyczna - polega na mutacjach. Zaczynają występować w środowisku adaptacyjnym mutanty, które poprzez zmutowanie
są wstanie przeżyć w stosunku do nie zmutowanych. Jednak w środowisku normalnym mutanty nie przeżywają w odróżnieniu od nie zmutowanych...
Adaptacja socjologiczna:
-selekcja tych organizmów których aparat enzymatyczny jest najbardziej pożądany
-nie zmieniamy organizmów
-nie zmieniamy aparatu enzymatycznego
Adaptacja Fizjologiczna
-polega na dostosowaniu odpowiednich enzymów do specyficznych substancji do której organizm ma się adaptować
-synteza enzymu, zaczyna się pojawieniem się substratu
Adaptacja genetyczna
-zmiana kodu genetycznego
-nabycie nowych cech(np. poprzez plazmidy)
-produkcja nowych enzymów
8 praktyczne sposoby oznaczania adaptacji mikroorganizmów
Podstawowym czynnikiem wpływającym na wiarygodność uzyskiwanych rezultatów oznaczania aktywności dehydrogenaz, jest stężenie TTC w inkubowanej próbce. Wielkość optymalnego stężenia TTC jest bowiem zmienna i zależna od aktualnego składu, morfologii oraz stanu fizjologicznego badanej biocenozy. Stężenie to wynika z kompromisu pomiędzy sprzecznymi wymogami: zapewnienia z jednej strony takiej koncentracji TTC, aby związek ten mógł wniknąć w odpowiedniej ilości do wewnątrzkomórkowych miejsc aktywności oksydoredukcyjnej, a z drugiej strony - nie działał jeszcze toksycznie. Niekiedy nie można spełnić obydwu tych wymogów i stężenie TTC nie gwarantuje odpowiedniego nadmiaru tego związku w miejscach aktywności oksydoredukcyjnej komórek, działa toksycznie. Taki przypadek wyklucza możliwość oznaczania za pomocą testu TTC rzeczywistej aktywności mikroorganizmów. Dlatego przed przystąpieniem do oznaczania aktywności mikroorganizmów należy każdorazowo wyznaczyć optymalne stężenie TTC w inkubowanych próbkach.
Zabiegi wstępne
Wyznaczyć optymalne stężenie TTC w inkubowanych próbkach dla oznaczenia aktywności TTC.
Wyznaczyć zależność przyrostu TF od czasu inkubacji.
Wyznaczyć orientacyjnie zakres stężeń powodujących wyraźny efekt toksyczny. Na tej podstawie wytypować szczegółowe stężenia do wyjściowych pomiarów.
9 co warunkuje stabilność nici DNA
stabilność warunkują wiązania fosfodiestrowe; stabilnosc: tworzenie par zasad i wyniakajace z tego oddzialywania: dipol-dipol, hydrofobowe i wiazania wodorowe
10 jakie oddziaływania decydują o przestrzennej strukturze białek
- mostki dwusiarczkowi;
- oddziaływania hydrofobowe;
- wiązania wodorowe;
- oddziaływania jonowe;
11 dlaczego r. enzymów są "0" rzędu przy występujących stężeniach substratu
Zerowy rząd reakcji oznacza, że na szybkość reakcji nie ma wpływu stężenie. Szybkość reakcji jest stała i równa stałej szybkości reakcji (k). Postać Km = [S] jest matematycznym zapisem definicji stałej Michaelita. Analizując równanie Michaelita - Menten można dojść do wniosku, iż przy stałym stężeniu enzymu, szybkość reakcji w pewnych granicach zależy od stężenia substratu, na wykresie zależności szybkości reakcji od stężenia substratu widać, że:
Przy niewielkim stężeniu substratu w stosunku do stężenia enzymu, pojawia się zależność liniowa, między stężeniem substratu a szybkością reakcji co pokazuje część „a” na wykresie, ta sytuacja odpowiada reakcji kinetycznej pierwszego rzędu opisywanej równaniem v=k[A].
Natomiast w przypadku dużego stężenia enzymu, szybkość reakcji zbliża się do jej maksymalnej wartości i zwiększanie stężenia substratu nie ma wpływu na szybkość reakcji, sytuacja ta odpowiada kinetyce zerowego rzędu opisywanej równaniem v=k. Tego typu reakcja ma miejsce w przypadku całkowitego wysycenia enzymu substratem.
12 na czym polega katalizowanie reakcji
Reakcja katalizowana przez enzym rozpoczyna się od związania substratów przez centrum aktywne enzymu i powstania przejściowego kompleksu enzym-substrat (E-S). Następnie zachodzi właściwa reakcja: połączenie cząsteczek substratów w produkt reakcji albo rozłożenie substratu na mniejsze cząsteczki. Reakcja kończy się uwolnieniem produktów przez enzym. Cząsteczka enzymu nie zużywa się podczas reakcji i po uwolnieniu produktów jest gotowa do przyłączenia nowych substratów.
ENERGIA AKTYWACJI to energia, którą muszą mieć cząsteczki (jony, atomy), aby były zdolne do określonej reakcji chemicznej.; energia aktywacji wyraża się zwykle w kilodżulach na mol (kJ/mol) reagujących cząsteczek; im mniejsza jest energia aktywacji, tym reakcja zachodzi szybciej.
Katalizowanie reakcji polega na obniżeniu energii aktywacji cząsteczek przez katalizatory.
14 na czym polega inhibicja niekompetencyjna
1)hamowanie (inhibicja) kompetycyjne Wzrasta ilość inhibitora - maleje ilość enzymu, (np.: dehydrogenaza alkoholowa) 2)inhibicja niekompetencyjna Enzym blokowany jest przez substancję niepodobną do substratu 3)regulacja allosteryczna Określona cząsteczka działa odwracalnie na działalność enzymu ale w innym miejscu niż centrum aktywne. Enzymy takie obok centrum aktywnego posiadają także centrum allosteryczne, które może przyłączyć regulator allosteryczny zmieniający konformację całego biokatalizatora.
15 na czym polega specyficzność reakcji, substratów Właściwości i ułożenie przestrzenne reszt amino. tworzących miejsce aktywne enzymu determinuje rodzaj cząsteczek które mogą zostać związane i stać się substratem dla tego enzymu.
specyficzność kierunkowa enzymów mniemam <; ze dany enzym katalizuje daną przemianę chemiczna albo kilka podobnych przemian, substratowa, ze katalizuje reakcje z danym substratem albo grupa podobnych substratów
16 dlaczego cykl Krebsa jest wazny w metabolizmie?
Jest on jednym z głównych cykli metabolicznych, ściśle związany z łańcuchem oddechowym, dzięki czemu stanowi źródło ATP w organizmie . Jest końcowym miejscem utleniania aminokwasów, cukrów i tłuszczy. W jego wyniku następuje utlenianie substratów energetycznych w postaci najczęściej acetylo-CoA otrzymanym w wyniku glikolizy i innych przemian biochemicznych np. betaoksydacji.
Termin 1 z egza
1. Jakie zwiazki chemiczne (albo jakimi wlasciwosciamia maja sie odznaczać) powinny byc sztuczne przenośniki elektronow i protonow.
2. Roznice pomiedzy dehydrogenazami i oskydazami.
Oksydazy - stanowią rupę enzymów katalizujących odrywanie się elektronów od utlenionego substratu i dwu- lub czteroelektrodową redukcję cząsteczki tlenu. Po połączeniu się z protonami powstaje cząsteczka H2O2 lub H2O.
Dehydrogenazy - katalizują odrywanie atomów wodoru od utlenionego substratu i przenoszą je na inne enzymy czy związki pośrednie. Nie mają zdolności przenoszenia elektronów bezpośrednio na tlen.
4. Mechanizm dyfuzji ułatwionej.
Dyfuzja ułatwiona - Transport cząsteczek przez błonę biologiczną przy użyciu białek transportowych, ale z zachowaniem gradientu stężeń i bez zużywania energii przez komórkę. Na drodze dyfuzji ułatwionej mogą być transportowane cząsteczki niektórych substancji, na przykład aminokwasów. W tym procesie uczestniczą specjalne białka przenośnikowe wbudowane w błonę plazmatyczną. Dyfuzja ułatwiona jest szybsza od zwykłej dyfuzji, ponieważ białka transportowe sprawnie wyłapują cząsteczki przeznaczone do przeniesienia przez błonę. Jednak w przeciwieństwie do transportu aktywnego dyfuzja ułatwiona zawsze odbywa się zgodnie z gradientem stężeń - cząsteczki są transportowane z tej strony błony, gdzie jest ich więcej, na tę stronę, gdzie jest ich mniej. Dlatego w tym procesie nie jest zużywana energia zmagazynowana w wysokoenergetycznych wiązaniach cząsteczek ATP.
5. Wyjaśnij terminalna oksydacja, subterminalna oksydacja i omega oksydacja.
Oksydacja polega na wprowadzeniu grupy OH do łańcucha przy węglu 1. (terminalna), 2,3 lub 4 (subterminalna).
Oksydacja terminalna - najczęściej włączenie aktywnego tlenu następuje przy końcowym węglu w łańcuchu alkilowym węglowodorów z wytworzeniem alkoholu. Dalsze utlenianie alkoholi, prze kolejno aldehydy i kwasy organiczne, kończy proces β-oksydacji.
Oksydacja diterminalna- włączenie tlenu następuje na obu końcach łańcucha alkilowego alkanów, co w efekcie kolejnych reakcji utleniania daje kwas dikarboksylowy.
Oksydacja subterminalna - dotyczy atomów węgla położonych subterminalnie w cząsteczkach węglowodorów i prowadzi do przekształcenia ich w drugorzędowe alkohole, a następnie w ketony i estry.
β-oksydacja - cykl rozkładu kwasów tłuszczowych w powtarzającej się sekwencji reakcji: utleniania przez FAD, uwodnienia, utlenienia sprzężonego z redukcją NAD+ oraz liolizy prze CoA. W rezultacie każdego cyklu tych reakcji łańcuch węglowodorowy grupy arylowej jest skracany o dwa atomy węgla oraz powstaje FADH2, NADH i acetylo-CoA.
ω-oksydacja - ten proces jest charakterystyczny dla degradacji alkanów rozgałęzionych. Obecność podstawników jest czynnikiem hamującym proces β-oksydacji, z tego względu kwasy tłuszczowe są atakowane na drugim końcowym węglu prowadząc do powstania kwasów di karboksylowych.
termin 2 egza
- jakimi właściwościami maja sie odznaczać powinny być sztuczne akceptory elektronów i protonów.
- translokacja grupowa - mechanizm działania
Translokacja grupowa - Jest formą transportu aktywnego, ale różni się od typowego tym, że w czasie wchodzenia do komórki substrat ulega modyfikacji. Natomiast w typowym transporcie aktywnym cząsteczka uwalniana w cytoplazmie jest taka sama jak na zewnątrz.
Na przykład, pobrany cukier, dostarczany jest do wnętrza komórki w postaci fosfocukru. Glukoza, fruktoza, mannoza i inne węglowodany są pobierane za pośrednictwem systemu fosfotransferazowego zależnego od fosfoenolopirogronianu (PEP).
-R-CH2-CH3 -->(nad strzałką -h2) ? --->(nad strzałką h2o) ?
-co to jest TRA+ oraz TRA- MOB+
Odp.: Tra+ jest to fenotyp plazmidu koniugacyjnego, Tra- Mob+ jest to fenotyp plazmidu mobilizowanego
-Jakie są główne produkty pośrednie tlenowej biodegradacji węglowodorów aromatycznych?
głównymi pośrednimi produktami są katechol oraz kwas prokatecholowy, które w wyniku roszczepienia pierścienia aromatycznego i wbudowania tlenu przechodzą do kwasu cis,cis-mukonowego i kwasy 3-karboksy-cis,cis-mukonowego. Oba te kwasy w wyniku dalszych przemian metabolicznych prowadza do wspólnego produktu posredniego, którym jest kwas 3-oksoadypinowy. Później juz z udziałem odpowiedniej transferazy, powstaje bursztynylo-CoA i acetylo-CoA - ale tutaj teoretycznie uznajemy to za produkt końcowy, bo oba związki zostają włączone do szlaków metabolizmu pośredniego..