Chemiczne składniki komórki

biomolekuły

Węglowodany

najpowszechniej występujące związki organiczne w przyrodzie

monocukry

aldozy, ketozy (CH

2

O)

n

n=3-7

oligocukry
wielocukry (polisacharydy)

możliwe jest tworzenie wielu oligocukrów
w zależności od rodzaju i sposobu połączenia
monocukrów

Rola w komórce:

źródło energii (glukoza)
substancje zapasowe (glikogen, skrobia)
strukturalne (celuloza)
składniki cząsteczek złożonych

(glikoproteiny, glikolipidy)

węglowodany złożone

chityna (zbudowana z N-acetyloglukozaminy)

wchodzi w skład szkieletu stawonogów,
i ściany komórkowej u grzybów

glikoproteiny

występują w błonie komórkowej gł. Eukaryota
(gł. białka transportowe i receptorowe, adhezyjne)

glikolipidy

ważne dla tworzenia połączeń międzykomórkowych

Lipidy

obojętne (zapas energetyczny)
złożone z glicerolu i kwasów tłuszczowych (nasycone i nienasycone)

fosfolipidy

mają charakter amfipatyczny

złożone z łańcucha węglowego (niepolarny)
głowa polarna

budują błony lipidowe w komórce

karotenoidy

witamina A
karoten (fotosynteza)
retinal (proces widzenia)

sterydy

cholesterol, ergosterol
hormony m.in. płciowe
kwasy żółciowe

Model błony lipidowej

Kwasy nukleinowe

DNA – materiał genetyczny
RNA – uczestniczy w procesach biosyntezy białek, kataliza chemiczna

złożone z nukleotydów

pentoza (ryboza, 2’-deoksyryboza)

grupa fosforanowa
zasady azotowe

puryny
A, G
pirymidyny
C, T, U

Konformacje różnych form DNA

Konformacje różnych form DNA

DNA lambda repressor complex

inne funkcje nukleotydów:

ADP, ATP – przenoszenie energii

c-AMP

- pośredniczy w działaniu hormonów, przenoszenie sygnałów

dwunukleotydy

np. NAD (nikotynoadeninowy)

aceptor-donor elektronów oraz protonów

w procesach utleniania i redukcji

ADP-ryboza – modyfikacje DNA i białek *regulacja struktury i funkcji)

Syntaza poli-ADP rybozy i modyfikacja struktury DNA

Enzymy: syntaza poli-ADP rybozy/glikohydrolaza ADP rybozy

Nowe xDNA – zmiana pojemności informatycznej cząsteczki

xDNA – parowanie zasad i więcej możliwości

sposób parowania zasad jest taki sam G-C i A-T (tyle samowiązań
wodorowych)
Jest możliwe tworzenie hybrydowych dupleksów (4 rodzaje, można w xDNA
zawrzeć więcej informacji)

xDNA – inna struktura przestrzenna

cząsteczka xDNA (niebieski)
B-DNA (pomarańczowy)
(A) widok od strony dużej bruzdy
(B) widok od strony małej bruzdy

Nowy typ DNA-podobnych oligomerów złożonych wyłącznie z nienaturalnych C-
nukleozydów
Nukleozydy składają się z 4 typów sztucznych zasad połączonych do
deoksyrybozy przez wiązanie acetylenowe w konfiguracji beta

Prawoskrętna struktura podwójnej i potrójnej helisy, powstają spontanicznie,
stabilność podobna do naturalnego DNA

Jeszcze inny pomysł na DNA – iDNA

droga do sztucznego życia ?

Struktura RNA

RNA jest zwykle jednoniciowy, tworzy struktury dwuniciowe
(wewnątrzcząsteczkowe)

struktury typu szpilka do włosów (sekwencje palindromiczne)
struktury hybrydowe DNA-RNA (techniki antysens)
mikro RNA

Multihelical junctions: (A) yeast phenylalanine tRNA, (left) secondary structure and (right) 3D-structure, PDB
6TNA; (B) the hairpin ribozyme, (left) secondary structure and (right) 3D structure, PDB ID 1M5K; coaxial
stacking is observed between the gold and blue helices and between the green and red helices; (C) the RNA
subunit of RNase P, PDB ID 3OK7.

podjednostka RNA RNA-zy P

struktura ‘szpilki do włosów’ rybozymu

tRNA fenyloalaniny

RNA-induced silencing complex (RISC)

Nowy świat mikro RNA

Białka

zbudowane z aminokwasów (podstawowe 20)
aminokwasy:

polarne

nie obdarzone łądunkiem elektrycznym

polarne (obdarzone łądunkiem)

kwaśne i zasadowe

aminokwasy niezbędne (u człowieka)

treonina, izoleucyna, metionina, leucyna, lizyna walina, histydyna

fenyloalanina, tryptofan

polipeptyd składa się ze szkieletu o powtarzalnej sekwencji atomów

...-CC-N-CC-N-CC-N-CC-...

do których przyłączone są podstawniki

ulegają modyfikacjom post-translacyjnym (najczęściej już po wbudowaniu do

białek)

hydroksylacja (lizyna, prolina)

metylacja

fosforylacja, ubikwitynacja, poli(ADP)rybozylacja ...

poziomy organizacji białek

struktura pierwszorzędowa

sekwencja aminokwasów

struktura drugorzędowa

sposób skręcenia łańcucha

typy:

α- helisa

β- kartka

nieokreślona

struktura trzeciorzędowa wypadkowa oddziaływań

między odcinkami łańcucha

(wiązania wodorowe, mostki

dwusiarczkowe, oddziaływania

jonowe, hydrofobowe, van der Waalsa)

Istnieje wielka liczba sposobów pofałdowania

łańcucha polipeptydowego

Udział różnych wiązań w strukturze białek

Struktura białek i ich funkcje

struktura czwartorzędowa

wzajemne ułożenie białek

między sobą

(dla białek złożonych)