Biochemia wyk┼Вady 1 5,7,8,9 doc


WYKŁAD 1 1.10.2008

Podstawowe pojęcia, struktura komórki, katabolizm i anabolizm. Organiczne związki azotu - aminy, nitrozwiązki, aminokwasy, zasady purynowe i zasady pirymidynowe, alkaloidy

Biochemia - Nauka na pograniczu chemii organicznej, medycyny i biologii, zajmująca się substancjami organicznymi o dużym znaczeniu biologicznym, takimi jak białka, węglowodany, lipidy, kwasy nukleinowe, aminokwasy oraz przemianami chemicznymi zachodzącymi wewnątrz żywych komórek

Biochemia żywienia - w dużym stopniu zajmuje się podstawowymi składnikami żywności, ich metabolizmem oraz opisem biotechnologicznych procesów stosowanych przy wytwarzaniu żywności

PODZIAŁ ORGANIZMÓW NA PODSTAWIE ANALIZY GENETYCZNEJ

Podstawowe elementy komórki

Podstawowe pojęcia:

Reakcje termodynamiczne korzystne i niekorzystne są ze sobą sprzężone

0x08 graphic
Reakcja A+B C+D

Wzór na zmianę energii swobodnej:

0x01 graphic

0x01 graphic
=0 - reakcja nie przebiega, stan równowagi

0x01 graphic
>0 - reakcja niekorzystna energetycznie, nie przebiega (energia substratu jest mniejsza od energii produktu)

0x01 graphic
<0 - reakcja korzystna energetycznie, układ dąży do obniżenia swojej energii, reakcja zachodzi

0x01 graphic
- zmiana energii swobodnej

0x01 graphic
- zmiana standardowej energii swobodnej

R - stała gazowa

T - temperatura absolutna

[A],[B],[C],[D] - stężenia molowe poszczególnych substancji

ATP - adenozynotrifosforan, uniwersalny przenośnik energii w organizmach żywych. Jest bogaty w energię dzięki 2 bezwodnikowym wiązaniom fosforanowym

Adenina + ryboza + trifosforan

ODDZIAŁYWANIA MOLEKULARNE

PODSTAWOWE ZWIĄZKI ORGANICZNE

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Doświadczenie Ureya - Mittlera (stymulacja warunków prebiotycznych): pod wpływem wyładowań elektrycznych

Aminy - arylowe i alkilowe pochodne amoniaku

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Histamina

Azotany (V), (III)

AZOTANY III SĄ BAKTERIOSTATYCZNE, np. dla Clostridium Botulinum, mogą neutralizować kancerogeny powstające w wyniku pirolizy białek

N-Nitrozoaminy

0x01 graphic

Prekursory:

N-Nitrozoaminy powstają głównie w środowisku kwaśnym, w żołądku, w wyniku nitrozowania amin obecnych w żywności, przy udziale azotanów (III) lub (V) (zredukowanych wcześniej do azotanów (III))

DEN

N-Nitrozodimetyloamina

N-Nitrozopyrroidyna

N-Nitrozopiperydyna

Neurotransmitery (tzw katecholoaminy, pochodne tyrozyny)

Adrenalina - hormon odpowiedzialny za reakcję „walcz lub uciekaj”, wytwarzany w części rdzeniowej nadnerczy, stymuluje rozkład glikogenu w mięśniach

Noradrenalina - regulacja rozkładu triacylogliceroli (hormon kataboliczny) przez aktywację cyklazy adenylowej

Dopamina - niski jej poziom powoduje chorobę Parkinsona, lekiem są inhibitory enzymu rozkładającego dopaminę (oksydazy monoaminowej)

Pierścienie heterocykliczne z azotem

Pirydyna

Amid kwasu nikotynowego, wit PP

Pirodoksal

Pirydoksyna

Pochodne pirydyny - np. wit. PP, wit, B

Pochodne pirazyny charakteryzują się intensywnym zapachem, występującym w pieprzu (2-metoksy-3-izobutylopirazyna), ziemniakach - zapach pleśni (2-metoksy-3-izopropylopirazyna) i zielonym groszku

0x01 graphic

Zasady azotowe występujące w kwasach nukleinowych

Alkaloidy

Wykład 2 8.10.2008

Aminokwasy, peptydy, białka (klasyfikacja, budowa, funkcje)

Aminokwasy - elementarne składniki białek, peptydów i ich pochodnych

Zawierają conajmniej:

Aminokwasy „białkowe”: centralny atom węgla C-alfa, do którego przyłączony atom wodoru, grupa alfa-aminowa, grupa alfa-karboksylowa oraz grupa boczna o zróżnicowanej budowie

Z wyjątkiem glicyny aminokwasy budujące białko w związku z występowaniem węgla asymetrycznego, mają konfigurację L (grupa NH2 z lewej strony we wzorze strukturalnym)

Podział aminokwasów

Aminokwasy naturalne, białkowe, pierwszorzędowe, hydrofobowe

Glicyna (Gly, G), alanina (Ala, A), walina (Val, V), leucyna (Leu, L), izoleucyna (Ile,I), metionina (Met,M), prolina (Pro, P), cysteina (Cys, C);

Fenyloalanina (Phe, F), tyrozyna (Tyr, Y), tryptofan (Trp, W)

Aminokwasy naturalne, białkowe, pierwszorzędowe, z grupą boczną obdarzoną ładunkiem i polarne bez ładunku

Arginina, lizyna, histydyna, asparaginian, glutaminian, seryna, treonina, asparagina, glutamina

(imidazol - daje pochodną histydynę; guanidyna - daje pochodną argininę)

Zmiana stanu jonizacji aminokwasów w zależności od pH

pI - punkt izoelektryczny - wartość pH, w którym sumaryczny ładunek jest równy 0 (przeważa forma jonu obojnaczego - forma dwubiegunowa)

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
NH3+, COOH COO-, NH3+ COO-, NH2

Kwaśne obojętne zasadowe

Aminokwasy naturalne, białkowe, pierwszorzędowe, egzogenne (AKE niezbędna)

Aminokwasy naturalne, niebiałkowe

Aminokwasy kontaktowe

Wiązanie peptydowe

Przykłady oligopeptydów

Struktury białka

I-rzędowa struktura białka

II-rzędowa struktura białka - są to lokalne struktury powstające w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych pomiędzy tlenem grupy C=O, a wodorem grupy N-H dwóch niezbyt odległych od siebie w łańcuchu wiązań peptydowych w obrębie tego samego łańcucha polipeptydowego

Występowanie struktur II-rzędowych, aminokwasy często występujące i zakłócające strukturę II-rzędową

Struktura III-rzędowa

Struktura IV-rzędowa

Denaturacja i renaturacja

Denaturacja białka - zjawisko praktycznie nieodwracalne (wyjątek rybonukleaza), powoduje dużą zmianę konformacji cząsteczki białka z równoczesną utratą jej biologicznej aktywności, zachodzi pod wpływem

Denaturacja - znaczenie

Białka proste - w wyniku ich całkowitej hydrolizy powstają tylko aminokwasy lub ich pochodne, przyjmują postać globularną i fibrylarną

Białka złożone - w wyniku ich hydrolizy powtają aminokwasy i inne niebiałkowe związki

Kazeina - fosfoproteina

Podział białek wg wartości odżywczych

Funkcjonalne cechy białek w żywności - oddziaływanie z wodą, jonami i innymi związkami organicznymi

Modyfikacje białek (właściwych reszt aminokwasowych)

Przemiany białek w trakcie przechowywania i przetwarzania żywności

Ogrzewanie

Efekt:

Enzymatyczna modyfikacja białek

Reakcje katalizowane prze transglutaminazę - transacylacja lub dezaminacja

Reakcja katalizowana przez transglutaminazę - przeniesienie acylu z grupy y - karboksyamidowej reszty glutaminy (donor) na akceptor (I-rzędową grupę aminową)

Akceptor: aminokwas - wzbogacenie białka o ten aminokwas,

Lizyna - sieciowanie białka

Woda - dezaminacja glutaminy

Zastosowanie: wspomaganie żelowania białek w farszach wędlinowych, galaretkach rybnych, produkcja jadalnych błon białkowych, przyłączanie reszt cukrowych, po wcześniejszej aminacji do reszt glutaminy białek roślinnych, wzbogacanie w niezbędne aminokwasy (Metionina, Lizyna)

FUNKCJE BIAŁEK

W oczyszczaniu wykorzystywane są

Wykład 3 15.10.2008

Budowa, funkcjonowanie i znaczenie enzymów

Reakcje termodynamiczne - patrz wykład 1

ATP (WZÓR!!!) - umieć

ATP + H2O ADP + Pi

0x01 graphic
= -30,5 kJ/mol

AMP - adenozynomonofosforan

ADP - adenozynodifosforan

ATP - adenozynotrifosforan

1,3 - bifosfoglicerynian - metabolit pośredni w glikolizie

Fosfageny - związki bogate w energię guanidyno - fosforanowe

Fosforan kreatyny - występuje w tkance mięśniowej kręgowców

Fosfoarginina - występuje w tkance mięśniowej bezkręgowców

Inne związki bogate w energię:

………..

Enzymy - biokatalizatory

Kinetyka reakcji enzymatycznych

Szybkość działania enzymu: mierzy się ubytkiem substratów lub przyrostem produktów w przeliczeniu na jednoskę czasu i ewentualnie objętość lub stężenie białka

Przykład: anhydraza węglanowa

CO2 + H2O H2CO3

Jednostki aktywności enzymów

Miejsce aktywne enzymu

Modele wyjaśniające wiązanie substratu

W wiązaniu substratów z enzymami bierze udział wiele słabych oddziaływań: elektrostatyczne, wiązania wodorowe, oddziaływania Van der Waalsa, oddziaływania hydrofobowe

Aby doszło do powstania kompleksu enzym - substrat (ES) muszą one posiadać komplementarne kształty

Fisher - model zamka i klucza

Koshland - model indukowanego dopasowania

Model Michealisa - Menten

E+S (k1, k-1) ES (k2) E+P

K1,K-1, K2 - stałe szybkości reakcji

E - enzym

S - substrat

P - produkt

ES - kompleks enzym-substrat

Równanie Michealisa - Menten

0x01 graphic

V0 - szybkość reakcji

Vmax - wartość maksymalna szybkości reakcji

[S] - stężenie substratu

Km - stała Michealisa - stężenie substratu [S] (mol/dm3), przy którym V0 = ½ Vmax, a połowa miejsc aktywnych na enzymie jest obsadzona; miara stabilności kompleksu ES

Modyfikacja Lineweaveara - Burke'a równania Michealisa - Menten = równanie wykresu podwójnych odwrotności

0x01 graphic

Zastosowanie:

Odstępstwa od modelu Michealisa - Menten

Główne założenia teorii Michealisa - Menten

S+E ES E+P

W rzeczywistości:

Sposoby regulacji szybkości reakcji enzymatycznej

Regulacja allosteryczna i przez sprzężenie zwrotne

E: ATC-aza karbamoilotransferaza asparaginianowa (I etap biosyntezy pirymidyn)

asparaginian + karbamoilofosforan N-karbamoiloasparaginian + Pi [CTP hamuje, ATP aktywuje]

Hamowanie aktywności enzymów - inhibicja

Inhibitor - cząsteczka działająca na enzym, powoduje zmniejszenie jego szybkości katalitycznej; często są to metabolity, czasem ksenobiotyki (leki, toksyny)

Penicylina - antybiotyk, zakłóca powstawanie ściany komórkowej bakterii, jego działanie polega na łączeniu się z resztą seryny w centrum aktywnym transpeptydazy peptydoglikanu

Typy inhibicji

Diizopropylofluorofosforan DIPF

Amid kwasu jodooctowego

Inhibicja odwracalna

-Inhibicja kompetycyjna - hamowanie współzawodnicze

Malonian jest podobny do bursztynianu

-Inhibicja niekompetycyjna

Pepstatyna inhibitor reniny - enzymu proteolitycznego uczestniczącego w regulacji ciśnienia krwi

Izoenzymy - homologiczne enzymy w obrębie danego organizmu, które katalizują tę samą reakcję, różnią się sekwencją aminokwasową (kodowane przez geny z różnych loci) wartościami Km i Vmax właściwościami regulatorowymi, często ulegają ekspresji w róznych tkankach lub organellach lub w różnychstadiach rozwojowych

Umożliwiają zróżnicowaną regulację tej samej reakcji w różnym miejscu i czasie

LDH - dehydrogenaza mleczanowa - enzym oligomeryczny składa się z 4 podjednostek izozym H - ulega ekspresji głównie w sercu, izozym M - mięśnie, wątroba, H i M w 75%są identyczne pod względem skłądu AA

Różnice: duże stężenie pirogronianu hamuje H4, ale nie M4

Izoenzym H4 ma wyższe powinowactwo do mleczanu niż M4

Specyficzność enzymów

Wiele substratów / produktów wykorzystywanych przez enzym, np. chymotrypsyna katalizuje hydrolizę wiązań peptydowych położonych po karbonylowej stronie AA aromatycznych, trypsyna wiązania położone po karbonylowej stronie Lys lub Arg, pepsyna między AA aromatycznymi i AA dikarboksylowymi

Wobec typu katalizowanej reakcji np. reakcja hydrolizy (hydrolazy) lub przenoszenia elektronów (oksydoreduktazy)

Wobec kierunku działania - ten sam substrat, różne enzymy i produkty:

Kofaktory enzymów

Kofaktor - mała cząsteczka niezbędna do zajścia katalizy, nie będąca łańcuchem polipeptydowym i nie zużywająca się w czasie reakcji

Koenzym związany kowalencyjnie z cząsteczką białka nazywany jest grupą prostetyczną (hem w hemoglobinie), całość tworzy holoenzym, część białkowa nazywana jest apoenzymem

Wybrane koenzymy oksydoreduktaz

-Koenzymy nikotynamidowe

SH2 + NAD+ S + NADH

-Koenzymy flawinowe

Międzynarodowa klasyfikacja enzymów

Klasa

Typ reakcji

Przykład enzymu

1. Oksydoreduktazy

Utlenianie/redukcja

Dehydrogenaza mleczanowa

2. Transferazy

Przenoszenie grup

Aminotransferaza asparaginianowa

3. Hydrolazy

Reakcje hydrolizy

Ureaza (EC 3.5.1.5)

4. Liazy

Utworzenia wiązań podwójnych poprzez dodanie lub usunięcie grup

Anhydraza węglanowa

5. Izomerazy

Izomeryzacja wewnątrzcząsteczkowa, przeniesienie grup

Izomeraza triozofosforanowa

6.Ligazy

Ligacja (połączenie) dwóch substratów na koszt hydrolizy ATP

Syntetaza glutaminianowa

Przykłady reakcji

1.Mleczan + NAD+ Pirogronian + NADH

2. Glutaminian + szczawiooctan asparaginian + 2-oksoglutaran

3. Mocznik + H2O CO2 + 2NH3

4. CO2 + H2O H2CO3

5. Fosfodihydroksyaceton (ketoza) Aldehyd 3-fosfoglicerynowy (aldoza)

6. Glutaminian + NH3 + ATP Glutamina + ADP + Pi

Wykład 4 22.10.2008

Znaczenie witamin i substancji mineralnych dla organizmów żywych

Definicja, podział:

Witaminy (Kazimierz Funk wyizolował pierwszy związek o charakterze aminy, konieczny do życia, zapobiegał on chorobie beri-beri; vita - życie - nazwał ten związek witamina)

Związki organiczne konieczne do prawidłowego przebiegu metabolizmu u zwierząt i człowieka, nie są syntetyzowane przez te organizmy w wystarczających ilościach lub wcale - dlatego muszą być dostarczane z pożywieniem

Większość witamin jest prekursorami koenzymów i kofaktorów, a ich niedobór prowadzi do zaburzeń w metabolizmie i w efekcie do chorób z niedoboru

Witaminy można podzielić na rozpuszczalne w:

Wodzie - witaminy C, B1,B2,B3,B5,B6,B12,H,kwas foliowy

Tłuszczach - witaminy A, E, D, K

KWAS ASKORBINOWY (witamina C)

Występowanie - surowe owoce i warzywa, np. owoce cytrusowe, truskawki (kwaśny smak)

Znaczenie -

Niedobór - szkorbut, zaćma

Witamina C może być syntetyzowana przez większość zwierząt. Jednak naczelne, świnka morska i niektóre gatunki nietoperzy utraciły tą zdolność

TIAMINA - witamina B1

Występowanie - kiełki pszenicy, otręby, drożdże piwne, melasa, mięso, ziarna zbóż

Znaczenie:

Niedobór - beri - beri, zaburzenia w działaniu układu nerwowego i serca, często dieta bogata w węglowodany

RYBOFLAWINA (witamina B2)

Występowanie - mleko, mięso, ziarna zbóż, jaja, fotolabilna

Znaczenie - prekursor koenzymów: FAD, FMN, biorących udział w reakcjach oksydoredukcyjnych, np. w łańcuchu oddechowym

Nadmierne spożycie jest toksyczne

Niedobór - zapalenia skóry, chelioza, zapalenie śluzówki kącików jamy ustnej

NIACYNA witamina PP (B3)

Występowanie: chude mięso, wątroba, mięso ryb, jaja, drożdże piwne, palona kawa

Znaczenie:

Niedobór: pelagra = rumień lombardzki, biegunka, majaczenia

Kukurydza jest szczególnie uboga w niacynę

KWAS PANTOTENOWY (witamina B5)

Występowanie: wątroba, mięso, jaja, groch, ziarna zbóż, mleczko pszczele

Znaczenie:

Ocet, ostra musztarda, soda oczyszczona, wysoka temperatura rozkładają witaminę B5 w żywności

Witamina B5 pozwala zachować dobrą kondycję i szczupłą sylwetkę

Niedobór: zapalenie i pęknięcia skóry, siwienie włosów, bóle w stawach, rozdrażnienie

WITAMINA B6

Występowanie: drożdże piwne, wątroba, ziarna zbóż, kapusta, mleko, mięso

Znaczenie:

Fotolabilna, duże ubytki podczas przeróbki mleka

Diety i kuracje odchudzające prowadzą często do znacznych niedoborów witaminy B6

Niedobór: zapalenie skóry, zmęczenie, rozdrażnienie, osłabienie mięśni, gościec

BIOTYNA (witamina H)

Występowanie: drożdże, wątroba, żółtko jaj, groch, kalafior

Znaczenie:

Występuje często w kompleksach z białkiem, połączona za pośrednictwem Lys

Produkowana jest przez bakterie w układzie pokarmowym

Awidyna (glikoproteina) - składnik surowych jaj, wiąże się silnie z biotyną i ogranicza znacznie jej wchłanianie

Niedobór: zmiany na skórze, łojotok, wypadanie włosów, bóle mięśniowe, apatia, halucynacje

KOBALMINA (witamina B12)

Występowanie: brak w roślinach (weganie!!), mięso, wątroba, nerki, mleko, ryby, fotolabilna

Znaczenie:

Zawiera układ korynowy: 4 zredukowane pierścienie pirolowe z centralnie związanym kobaltem z dołączoną grupą -CH3, -CN, lub adenylową

Do przyswojenia kobalminy niezbędny jest powstający w śluzówce żołądka czynnik wewnątrzpochodny - glukoproteina z kwasem neuraminowym

Niedobór: anemia złośliwa

KWAS FOLIOWY

Występowanie: zielone części roślin, wątroba, drożdże, fotolabilny (opalanie), termolabilny

Znaczenie:

Zawiera: pochodną pterydynową, kwas p-aminobenzoesowy (PABA), kwas glutaminowy, występuje w wielu formach

Po raz pierwszy wyizolowany z liści szpinaku (folium - liść)

Niedobór: anemia - zaburzenie wytwarzania czerwonych krwinek, zahamowanie wzrostu

WITAMINA A

Występowanie: wątroba ryb, drożdże, masło, jaja, mleko, fotolabilna (UV)

Znaczenie:

Zbyt duże spożycie jest toksyczne!!!

Prekursorem jest KAROTEN, witamina A występuje w kilku formach, np. retinol, 3-dehydroretinol, łatwo ulega utlenieniu w obecności nadtlenków, metali itp.

Niedobór: kurza ślepota, suchość skóry, kruche paznokcie, zahamowanie wzrostu

WITAMINA D - kalcyferol

Występowanie: tran, wątroba, mleko, masło, jaja, fotolabilna (UV)

Znaczenie:

Może być syntetyzowana w skórze (UV) - D3 (czyli nie witamina) lub dostarczana z pożywieniem - D2 i D3

Niedobór: krzywica, osteomalacja - kości są miękkie i podatne na wyginanie

ALFA - TOKOFEROL (witamina E)

Występowanie: oleje roślinne, orzechy, sałata, szpinak, kapusta, masło, jaja, fotolabilna (UV), podatna na utlenienie

Znaczenie:

Stosowana do stabilizacji tłuszczów w produktach żywnościowych - jełczenie masła, występuje w kilku formach

Niedobór: resorbcja płodu, atrofia jąder, zaburzenie w produkcji spermy, dystrofia mięśni, plamy starcze na skórze („kwiaty starości”)

WITAMINA K

Występowanie: K1 - produkty roślinne - tylko zielone części, ewentualnie oleje roślinne; K2 - tkanki zwierzęce, tran, fotolabilna (UV)

Znaczenie:

Syntetyzowana w jelitach przez bakterie

Niedobór: krwotoki - różne, zakłócenia w pracy jelit

ANTYWITAMINY

SUBSTANCJE MINERALNE

Pierwiastki, kationy i mikroelementy niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych

Ca - wapń

Funkcje szkieletowe u zwierząt (kości, zęby) i roślin, uczestniczy w reakcjach enzymatycznych jako kofaktor, pełni role cząsteczki sygnałowej. Wapń wiąże się z białkiem regulatorowym - kalmoduliną stymulując jej aktywność

P - fosfor

Podstawowy składnik kośćca oraz substancji zapasowych w postaci fitynianu u roślin, jony orto, di- i polifosforanowe wchodzą w skład kwasów nukleinowych, koenzymów, związków makroergicznych, fosfolipidów i wielu innych metabolitów

Mg - magnez

Jako kofaktor bierze udział w reakcjach z udziałem ATP, wchodzi w skład magnezoporfiryn budujących chlorofile, czyli uczestniczy w procesie fotosyntezy

Fe - żelazo

Składnik żelazoporfiryn, np. hemoglobiny, mioglobiny (transportują tlen), cytochromów i ferredoksyn (transportują elektrony), leghemoglobiny (uczestniczy w procesie wiązania azotu atmosferycznego), inne enzymy: peroksydazy, katalazy, dehydrogenazy flawinowe. W organizmach żelazo magazynowane jest głównie w ferrytynie

Na - sód, K - potas

Utrzymują stan właściwego uwodnienia organizmu, potas jest aktywatorem niektórych enzymów (kinaza pirogronianowa)

S - siarka

Wchodzi w skład 2 aminokwasów: metioniny i cysteiny oraz 2 witamin: biotyny i tiaminy. Funkcje siarki polegają w głównej mierze na budowaniu centrów aktywnych wielu enzymów (-SH - cysteina), siarka wchodzi w skład wielu białek strukturalnych stabilizując je poprzez mostki dwusiarczkowe (-S-S-), białka żelazowo - siarkowe przenoszą elektrony

Mn - mangan, Zn - cynk, Cu - miedź, Mo - molibden, Co - kobalt OGÓLNIE

Jony metali w dużych stężeniach powodują denaturację białka, z kolei w małych aktywują pewną grupę białek, często również stabilizują strukturę aktywną białek, są składnikami centrów katalitycznych. tworzą kompleksy metal - substrat (kinaza keratyny), które następnie atakowane są przez enzymy, metale mogą uczestniczyć przy przyłączeniu koenzymu do apoenzymu lub substratu do centrum aktywnego enzymów

F - fluor, I - jod, Cl - chlor

Fluor jest składnikiem szkieletu zwłaszcza uzębienia, jod wchodzi w skład hormonów, chlor składnik soku żołądkowego

WYKŁAD 5 29.10.2008

Barwniki, karotenoidy i glikozydy, naturalne dodatki do żywności

BARWNIKI

Barwniki chinoidowe - koszenila, czerwony barwnik, otrzymywany z pluskwiaków meksykańskich, dobrze rozpuszcza się w wodzie i jest dość trwały

Karotenoidy

Barwniki karotenoidowe: annatto, preparaty z papryki i szafranu

Grupa organicznych związków chemicznych, węglowodory nienasycone o szczególnej budowie, charakterystyczną cechą karotenoidów jest występowanie dwóch pierścieni cykloheksylowych połączonych długim łańcuchem węglowym, w którym występuje układ sprzężonych wiązań podwójnych węgiel-węgiel

Występują one we wszystkich fotosyntetyzujących tkankach (rośliny wyższe, glony, sinice, bakterie fotosyntetyzujące) oraz w płatkach roślin, pyłku, korzeniach, nasionach, owocach a także w żółtku jaja, w maśle, w piórach ptaków, łuskach ryb. Jak dotąd zidentyfikowano i opisano około 800 karotenoidów np.

Właściwości karotenoidów:

Rola karotenoidów

Barwniki flawonoidowe

Np. antocyjany (często są to glikozydy: część cukrowa - często glukoza i pochodna kationu flawyliowego) pochodzą z wytłoków winogron, żurawin, czarnych porzeczek i czarnego bzu - barwniki o kolorze czerwonym, fioletowym lub niebieskim

Główne barwniki kwiatów i owoców, często mają gorzki i piekący smak - pokarmowe repelenty

Barwa antocyjanów zależy od pH środowiska, w pH poniżej 7 są one czerwone, a w pH powyżej 7 mają barwę niebieską lub fioletową

W kompleksie z jonami glinu lub żelaza III, to mimo kwaśnego odczynu środowiska, również mają barwę niebieską (np. w kwiatach chabra bławatka)

Betalainy - otrzymywane z buraka ćwikłowego, kwiaty i nasiona niektórych odmian Amarantusa i owoce niektórych gatunków kaktusów, należą do alkaloidów

Obecność betalain wyklucza obecność antocyjanów i odwrotnie

Betanina - dobrze rozpuszcza się w wodzie, trwała w zakresie pH 3,5 - 7,0, wrażliwa na podwyższoną temperaturę i światło

Stosowana np. do „poprawienia” koloru wina

Kurkuma, czyli żółta kurkumina - wytwarzana przez rośliny rodzaju Curcuma

Karmel - zaliczany do barwników naturalnych, mimo, że w naturze nie występuje

Ryboflawina - witamina B2 - wrażliwa na światło, żółty kolor występuje głównie w nasionach,

mleku i mięsie

Barwniki pirolowe, układ pirolowy w formie łańcuchowej lub pierścieniowej

Barwniki porfirynowe

Chlorofil - barwnik absorbujący światło w procesie fotosyntezy, tetrapirolowa budowa z atomem magnezu, jako centralnego jonu metalu, dodatkowo fitol to 20węglowy alkohol o silnie hydrofobowym charakterze, pozwala na zakotwiczenie chlorofilu w błonie aktywnej fotosyntetycznie; chlorofil rozkłada się w podwyższonej temperaturze i pod wpływem kwasów - powstaje oliwkowozielona feofityna - Mg zastępowany jest przez 2 atomy wodoru; Po oderwaniu fitolu i wymianie Mg brunatny feoforbid

Hem - budowa podobna do chlorofilu, w centrum znajduje się atom żelaza, stanowi grupę prostetyczną hemoglobiny - białka przenoszącego tlen we krwi oraz mioglobiny - białka magazynującego tlen w mięśniach

W methemoglobinie (metmioglobinie) żelazo ma +3 stopień utlenienia i przyłączoną grupę OH do wiązania koordynacyjnego, nie może przyłączyć O2 i ma barwę brunatnoszarą, sprzyja temu denaturacja białka - uwalniany jest wtedy hem, który może łatwo się utleniać, aby temu zapobiec stosuje się peklowanie mięsa

Budowa hemu typu a występuje w cytochromie a i w chlorofilach (w chlorofilach zamiast Fe jest Mg), charakterystyczne jest występowanie hydrofobowego łańcucha (fitol - chlorofile), grupy aldehydowej zamiast metylowej

Budowa hemu typu b występuje w hemoglobinie, związany z globiną wiązaniem koordynacyjnym z resztą histydyny poprzez Fe

Budowa hemu typu c występuje w cytochromie c, charakterystyczne tu jest związanie hemu poprzez resztę cysteiny hemu z apoenzymem wiązaniem kowalencyjnym

Rozkład hemu do bilirubiny:

-W pierwszym etapie powstaje CO i uwolniony jest jon Fe3+ - jedyna reakcja w organizmie człowieka, w której efekcie powstaje czad

-Biliwerdyna jest zielonkawa - nadaje zabarwienie sińcom urazy powodują obumieranie erytrocytów i rozpad hemoglobiny

-Bilirubina niepolarny związek, źle rozpuszczający się w wodzie, ma kolor czerwonobrunatny i tworzy kompleksy z albuminą we krwi

-Kompleksy bilirubiny z albuminą wychwytywane są przez komórki wątroby

-W wątrobie do bilirubiny przyłączane są 2 cząsteczki kwasu glukuronowego pochodzące z UDP - glukuronanu; w efekcie powstaje diglukuronid bilirubiny - lepiej rozpuszczalny w wodzie; związek ten przedostaje się do jelita i jest wydalany z żółcią z organizmu - przyczyniając się do powstania charakterystycznego zabarwienia kału

Żółtaczka - nadmierne nagromadzenie się barwników żółciowych, często u wcześniaków: aktywności enzymów wytwarzających diglukuronid bilirubiny są niskie, w życiu płodowym odpowiada za to organizm matki

TERPENY

Związki lipidowe składające się z wielokrotności 5C węglowodoru - izoprenu (2-metylo-1,3-butadienu). Związki te mają strukuturę liniową lub cykliczną. Wiele terpenów nadaje roślinom charakterystyczny zapach lub smak i stanowi główne składniki otrzymywanych z nich „olejków eterycznych”

Przykłady:

Geraniol (olejek z pelargonii)

Limonen (olejek z cytryny)

Mentol (olejek miętowy)

Karwon (olejek kminkowy)

Fitol (składnik chlorofilu)

Kauczuk naturalny (politerpen - składa się z wielu tysięcy jednostek izoprenowych)

GLIKOZYDY - połączenia cukrów, najczęściej glukozy z alkoholami lub fenolami (aglikon)

Gorzki smak lub specyficzny aromat, barwniki (flawinowe) przykłady:

Amigdalina (nadaje smak migdałom, występuje też w pestkach innych owoców) składa się z gencjobiozy - disacharydu, kwasu cyjanowodorowego i aldehydu benzoesowego

Synigryna (występuje w czarnej gorczycy, chrzanie) posiada właściwości bakteriostatyczne

Rutozyd (substancja aktywna Rutinoscorbinu, występuje np. w kwiatach czarnego bzu) - część cukrowa składa się z disacharydu rutynozy: glukoza + ramnoza; część niecukrowa: kwercetyna, antyoksydant, składnik wielu leków

ALKALOIDY - związki organiczne o charakterze zasadowym, najczęściej z heterocyklicznym pierścieniem z N

Nikotyna - silna trucizna

Chinina - lek przeciw malarii, w większych dawkach trująca

Morfina - główny alkaloid opium - mlecznego soku z maku, w małych dawkach środek uspokajający, w większych narkotyk, w medycynie stosowana jako środek przeciwbólowy

Kodeina - składnik opium, lek na kaszel

KWASY ORGANICZNE - metabolity pośrednie, regulacja pH w komórce

Występują w stanie wolnym lub jako sole wapniowe, potasowe, w postaci estrów (olejki eteryczne)

DODATKI DO ŻYWNOŚCI

Kategorie dodatków do żywności

Zapobiegające zepsuciu (np. konserwanty, kwasy, przeciwutleniacze)

Sensoryczne (barwniki, słodzące, wzmacniające smak i zapach)

Teksturotwórcze (skrobie modyfikowane, zagęstniki, żelujące, emulgatory itp.)

Pomocnicze (np. enzymy, pianotwórcze, przeciwpieniące, rozpuszczalniki)

Klasyfikacja substancji dodatkowych

Substancje chemiczne zdefiniowane, nie przewidziane do spożycia w odpowiednich dawkach. Otrzymywane procesami fizycznymi, mikrobiologicznymi lub enzymatycznymi z artykułów spożywczych lub materiałów pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, albo otrzymywane w czasie przetwórstwa żywności. Zalicza się tu sole naturalnych substancji smakowo - zapachowych z anionami Cl, SO4, CO3

Syntetyczne substancje (aromatyczne) otrzymywane na drodze syntezy chemicznej i nie posiadające identycznych odpowiedników substancji naturalnych występujących w produktach pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego

Substancje otrzymywane przez chemiczną syntezę lub wyodrębnienie przy stosowaniu procedur chemicznych, pod względem chemicznym są one identyczne z substancjami występującymi w produktach pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego

Po co zastępować naturę?

Wanilina - związek zapachowy

Kilogram naturalnej waniliny wyekstrahowany z owoców wanilii (Vanila plantifolia) kosztuje ok. 4 tys USD, kilogram syntetycznej (identycznej z naturalną) waniliny kilkanaście USD

SUBSTANCJE SŁODZĄCE

Białka:

Sacharydy:

MELAMINA

Melamina i kwas cyjanurowy są bogate w N, dodawana do żywności (paszy) zwiększa ilość „białka” np. w mleku w proszku

Inne źródło - pestycyd cyromazyna (stosowana w chlewniach, kurnikach do zwalczania much) może odkładać się w roślinach jako melamina i w ten sposób trafiać do układu pokarmowego człowieka

Addukt melaminy z kwasem cyjanurowym tworzy kryształki, które mogą odkładać się w nerkach np. dzieci

AMINOKWASY

NOBEL 2008 z chemii

WYKŁAD 7 12.11.2008

Charakterystyka, klasyfikacja i budowa lipidów

Podział lipidów (tłuszczowców)

Lipidy proste

Lipidy złożone

Pochodne lipidów

Sterydy i steroidy

Kwasy tłuszczowe

Wyższe alkohole i inne związki organiczne (np. lipoproteiny)

Znaczenie lipidów

Lipidy generalnie słabo lub wcale rozpuszczają się w wodzie, dobrze natomiast rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych

TŁUSZCZE WŁAŚCIWE

Tłuszcze właściwe (estry glicerolu - 3 grupy OH): występują głównie w postaci triacylogliceroli, nie rozpuszczają się w wodzie, gromadzą się w komórkach tłuszczowych (zwierzęta), nasionach, owocach (rośliny)

Właściwości fizyczne (stan skupienia) zależą od długości reszt acylowych i ilości wiązań podwójnych

Kwasy tłuszczowe

Modyfikacje kwasów tłuszczowych

Naturalnie występujące nienasycone kwasy tłuszczowe występują głównie jako izomery cis. Przetwarzanie żywności (np. w wysokiej temperaturze) powoduje izomeryzację trans. Duże spożycie izomerów trans grozi nowotworami i chorobami serca.

Uwodorowanie tłuszczy (utwardzanie) - zapobiega np. jełczeniu, ale powoduje także zmianę konformacji kwasów tłuszczowych

Nasycone kwasy tłuszczowe

Kwas

Liczba at. C

Wzór

Temperatura topnienia C

Masłowy

4

CH3(CH2)2COOH

-4,7

Kapronowy

6

CH3(CH2)4COOH

-1,5

Kaprylowy

8

CH3(CH2)6COOH

16,5

Kaprynowy

10

CH3(CH2)8COOH

31,3

Laurynowy

12

CH3(CH2)10COOH

44

Mirystynowy

14

CH3(CH2)12COOH

58

Palmitynowy

16

CH3(CH2)14COOH

63

Stearynowy

18

CH3(CH2)16COOH

70

Arachinowy

20

CH3(CH2)18COOH

76

Behenowy

22

CH3(CH2)20COOH

82

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Palmitooleinowy

16

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

-1

Oleinowy

18

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

14,5

Linolowy

18

CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH

Ciekły

Linolenowy

18

CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH

Ciekły

Arachidonowy

20

CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH

Ciekły

Kwas oleinowy (C9-C10) najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie, najwięcej jest go w oleju lnianym, migdałowym i sezamowym

Kwas linolowy (C9-C10 i C12-C13) występuje w oleju rzepakowym, lnianym i tłuszczach zwierzęcych

Kwas linolenowy (C9-C10, C12-C13, C15-C16) występuje głównie w tłuszczach roślinnych

Kwasy omega 3, omega 6 i omega 9

Tylko kwasy omega 6 i omega 3 należą do grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT)

Niedobór: nadmierne łuszczenie się naskórka, utrudniona regeneracja tkanek, zwiększona utrata wody, dolegliwości układu krążenia, obniżona odporność na infekcje, niedorozwój płodu, zaburzenia w wydzielaniu insuliny

Kwasy linolowy i alfa-linolenowy, zwane podstawowymi NNKT, nie są syntetyzowane przez człowieka i zwierzęta

Kwas arachidonowy syntetyzowany jest wyłącznie przez zwierzęta z prekursorów

WOSKI

Woski (estry wyższych alkoholi (min 1 grupa OH): nie rozpuszczają się w wodzie, występują u roślin (pokrywają liście, łodygi, pnie, owoce) i zwierząt (gruczoły łojowe w skórze), chronią przed nasiąkaniem wody, wysychaniem oraz działaniem chemicznym i mikrobiologicznym

Kondycjonowanie bulw ziemniaków - przetrzymywanie po zbiorze w wyższych temperaturach, ma na celu wytworzenie warstwy korkowej

TŁUSZCZE ZŁOŻONE

Fosfolipidy zawierające AZOT

Składają się z glicerolu, kwasów tłuszczowych, ortofosforanu i reszty zawierającej azot, np. choliny, kolaminy, seryny

Lecytyna: składnik zewnętrznej membrany komórkowej u roślin i zwierząt, najczęściej zawiera kwas tłuszczowy nasycony i nienasycony. Pi przy skrajnym węglu: alfa, przy środkowym: beta

Lecytyny stosuje się przy produkcji czekolady, margaryny oraz jako antyutleniacze chroniące tłuszcz przed jełczeniem

Z wodą tworzą roztwory koloidalne

Sfingolipidy - składają się ze sfingozyny - pochodnej glicerolu; jeżeli nastąpi N-acylacja grupy aminowej sfingozyny powstaje ceramid

Sfingolipidy dominują w tkance nerwowej

Po przyłączeniu do ceramidu fosfocholiny powstaje sfingomielina

Inne sfingolipidy: cerebrozydy (zawierają galaktozę), sulfatydy (zawierają estry kwasu siarkowego), globozydy (zawierają 2 lub więcej cukrów), gangliozydy (podobne do globozydów, zawierają kwas sialowy)

Glikolipidy

-Celebrozyna - występuje w mózgu, podawana razem z innymi preparatami w leczeniu choroby Alzheimera

-Gangliozydy - zawierają galaktozę i występują w zwojach nerwowych

Sulfolipidy - znaleziono w grzybach, algach, bakteriach, chloroplastach, u niektórych ssaków, występują w formie anionowej w skrajnie kwaśnym środowisku ph=2

Naturalnie występujący w cyjanobakteriach sulfolipid wykazujący właściwości zapobiegające rozwojowi wirusa HIV - inhibitor AIDS

SQDG - występuje w tylakoidach chloroplastów roślin wyższych i niższych; glicerol, 2 reszty acylowe, galaktoza z estrowo zwiazaną resztą sulfonową

POCHODNE LIPIDÓW

Sterydy i sterole

Lipidy pierścieniowe - steroidy:

Cholesterol

-Składnik błon komórkowych (ok. 90%), prekursor hormonów steroidowych, witaminy D i soli kwasów -żółciowych

-Synteza cholesterolu odbywa się w wątrobie

-Znajduje się wyłącznie w produktach pochodzenia zwierzęcego

-Nadmiar w diecie prowadzi do miażdżycy

Klasy hormonów steroidowych

Klasa

Miejsce syntezy

Hormon

Działanie

Progestageny

Ciałko żółte

Progesteron

Przygotowuje podłoże macicy do implantacji jaja, podtrzymanie ciąży

Androgeny

Jądra

Testosteron

Rozwój drugorzędowych męskich cech płciowych

Estrogeny

Jajnik

Estron

Rozwój drugorzędowych żeńskich cech płciowych

Glukokortykoidy

Kora nadnercza

Kortyzon

Pobudza glukoneogenezę i tworzenie glukogenu; zwiększa rozkład tłuszczu i białka

Mineralokortykoidy

Kora nadnercza

Aldosteron

Zwiększa resorpcję Na+ i wydzielanie K+ i H+ przez kanaliki nerkowe

Lipoproteiny

Transportują tłuszcz w układzie krwionośnym i limfatycznym

Znaczenie kwasów tłuszczowych w diecie

Substytut tłuszczy w diecie

Olestra - nie jest trawiona w układzie pokarmowym (nie dostarcza kalorii - nie jest wchłaniana), a nadaje pożywieniu cech, jakich dałby obecny w nich tłuszcz (dodawana np. do chipsów), odporna jest na wysoką temperaturę

Składa się z 6-8 reszt kwasów tłuszczowych oraz związanej z nimi wiązaniami estrowymi przez grupy OH cząsteczki sacharozy

WYKŁAD 8 19.11.2008

Kwasy nukleinowe: budowa i właściwości

Ekspresja genów:

DNA (replikacja)(transkrypcja) mRNA (translacja) Polipeptyd (białko)

Kwasy nukleinowe

Naturalne, liniowe polimery nukleotydów, służące do przechowywania, przekazywania i ekspresji informacji genetycznej, składają się z zasady azotowej (wzory umieć), cukru pentozy oraz kwasu fosforowego

Zapisana informacja, która determinuje strukturę białek, zakodowane informacje dotyczące wzrostu i podziału komórek, występuje powszechnie w eukariota i prokariota, bardziej odporny na hydrolizę niż RNA

Zasada azotowa (umieć wzory)

Pentoza (umieć wzory)

Nukleozydy - połączenie przez C1 cukru z zasadą azotową poprzez atom N - (N1 dla pirymidyn i N9 dla puryn), występujące wiązanie nazywa się N-glikozydowe;

Rybonukleozydy - RNA

Deoksyrybonukleozydy - DNA

Adenozyna - rybonukleozyd

Deoksyadenozyna - deoksyrybonukleozyd - purynowy

Tymidyna - deoksyrybonukleozyd - pirymidynowy

Nukleozydy w DNA

Zasada

Cukier

Nukleozyd

Adenina (A)

Deoksyryboza

Deoksyadenozyna

Guanina (G)

Deoksyryboza

Deoksyguanozyna

Cytozyna (C)

Deoksyryboza

Deoksycytydyna

Tymina (T)

Deoksyryboza

Tymidyna

Dla tymidyny nie trzeba pisać przedrostka „deoksy”, ponieważ tymina występuje tylko w DNA

Nukleozydy w RNA

Zasada

Cukier

Nukleozyd

Adenina (A)

Ryboza

Adenozyna

Guanina (G)

Ryboza

Guanozyna

Cytozyna (C)

Ryboza

Cytydyna

Uracyl (U)

Ryboza

Urydyna

Konformacja nukleozydów (syn-adenozyna i anty-adenozyna) - w naturalnie występujących nukleozydach występują w większości w konfiguracji anty (beta) (wzory umieć) (zasada azotowa znajduje się po przeciwnej stronie wiązania N-glikozydowego)

Nukleotydy - fosforanowe estry nukleozydów, reszta fosforanowa przyłączona jest do grupy hydroksylowej przy C5 reszty cukrowej, powstają 5'-nukleotydy czyli nukleozydo-5'-fosforany, np.

STRUKTURA PIERWSZORZĘDOWA KWASÓW NUKLEINOWYCH

Sekwencja DNA/RNA

STRUKTURA DRUGORZĘDOWA KWASÓW NUKLEINOWYCH

DNA występuje przeważnie w postaci dwuniciowej helisy, tworząc drugorzędową strukturę:

Skład zasad wyznaczony doświadczalnie dla różnych organizmów

Gatunek

A:T

G:C

A:G

Człowiek

1,00

1,00

1,56

Łosoś

1,02

1,02

1,43

Pszenica

1,00

0,97

1,22

Drożdże

1,03

1,02

1,67

E.coli

1,09

0,99

1,05

Serratia marcescens

0,95

0,86

0,70

Stosunki A:T i G:C są bliskie 1,0 te pary zasad muszą być ze sobą komplementarne, aby ich ilość była taka sama

Rodzaje podwójnej helisy DNA

B-DNA - prawoskrętna helisa, przeważa w warunkach fizjologicznych, inne C,D,E,P - pełnią często ważne fizjologiczne role

TRZECIORZĘDOWA STRUKTURA DNA

Koliste cząsteczki DNA - powstają w rezultacie kowalencyjnego połączenia dwóch końców liniowej dwuniciowej helisy (w wyniku aktywności ligazy DNA)

Superhelikalny DNA

Wielkość genomowego DNA niektórych organizmów

Organizm

Ilość pz

Długość (mikrometry)

Konformacja

Wirusy

SV40

5100

1,7

Kolista

Adenowirus

36000

12

Liniowa

Fag lambda

48600

17

Kolista

Bakterie

E.coli

4600000

1400

Kolista

Eukariota

Drożdże

13500000

4600

Liniowa

Muszka owocówka

165000000

56000

Liniowa

Człowiek

3000000000

1-2 x 106

Liniowa

Chromosomy eukariotyczne

Zawierają pojedynczą liniową cząsteczkę dwuniciowego DNA

W chromosomach eukariotycznych Dna jest silnie związany z białkami zasadowymi nazywanymi histonami (H1, H2A, H2B, H3, H4) - tworzą w ten sposób nukleosomy

Podwójna helisa paciorki na nitce solenoid rozciągnięta chromatyna ściśnięta chromatyna mitotyczny chromosom

FIZYCZNE I BIOLOGICZNE WŁAŚCIWOŚCI DNA

RNA - stanowi około 5-10% masy komórki (DNA - 1%)

Rodzaje RNA

Struktura RNA (różnice pomiędzy strukturą RNA i DNA):

tRNA - podstawowa jego funkcja polega na transporcie odpowiedniego aminokwasu (w formie aminoacylo-tRNA) do miejsca syntezy białka (translacji), na podstawie sekwencji mRNA, czyli kodonu

rRNA - tworzy kompleksy z białkami, pełni funkcje strukturalne

KWASY NUKLEINOWE JAKO POŻYWIENIE

Dorosły człowiek pobiera z codziennym pożywieniem średnio 1g DNA oraz 1g RNA. Względnie wysokie ich stężenia są obecne w podrobach i tkance mięśniowej zwierząt. Żywność roślinnego pochodzenia zawiera niższe stężenia DNA

Kwasy nukleinowe, po ich spożyciu, ulegają rozpadowi w przewodzie pokarmowym. Już po przejściu przez dwunastnicę 95% kwasów nukleinowych jest hydrolizowanych. W jelicie cienkim proces rozpadu jest kontynuowany, z udziałem nukleaz trzustkowych. Proces dalszego rozpadu prowadzi do nukleozydów i kwasu fosforowego, z udziałem enzymów znajdujących się na powierzchni śluzówki jelit. Nukleozydy z kolei ulegają rozpadowi do cukrów oraz zasad purynowych i pirymidynowych. W takiej właśnie postaci mogą być przyswajane

WYKŁAD 9 26-XI-08

Ekspresja genów, biosynteza białka, metody biotechnologiczne stosowane w gospodarce żywnościowej.

1. Replikacja DNA w komórkach eukariotycznych:

replikacja - powielanie/synteza DNA, na matrycy rozplecionych nici rodzicielski, w mechanizmie semikonserwatywnym:

replikon - odcinek DNA replikowany pod kontrolą pojedynczego miejsca początku replikacji

substratami dla syntezy DNA są 5`fosforany deoksyrybonuklozydów - dATP, dTTP, dCTP, dGTP, w replikacji u eukariontów bierze udział 5 polimeraz DNA, jony Mg2+ oraz starter (primer) RNA z wolną grupą 3`-OH składającą się z 10-12 nukleotydów, niezbędna jest również matryca DNA i inne enzymy oraz białka.

widełki replikacyjne - miejsce, gdzie następuje rozdzielenie nici rodzicielskich i synteza nowego DNA w sposób nieciągły - replikacja jest możliwa jedynie w kierunku 5`-3`. Oznacza to, że na matrycy nici o orientacji 3`-5` potomny DNA syntetyzowany jest w sposób ciągły nowa nić nazywana jest nicią wiodącą, a na drugiej nici matrycowej o orientacji 5`-3` powstają nowe odcinki DNA (100-200 pz) zwane fragmentami Okazaki, które z udziałem ligazy DNA są łączone w jedną nić.

w procesie replikacji stwierdzono wiele aktywności enzymatycznych:

2. Transkrypcja u eukariontów

synteza RNA na matrycy DNA, reakcja katalizowana jest u eukariontów przez 3 polimerazy RNA, wymagana jest matryca DNA, substraty: trifosforany rybonukleozydów - ATP, GTP, UTP, CTP, jony Mg2+ i inne enzymy oraz białka

rejon rozplecionego DNA, który ulega transkrypcji wraz z polimerazą RNA syntetyzowanym mRNA nazywany jest bąble transkrypcyjnym

3 etapy transkrypcji:

1. inicjacja - polimeraza RNA rozpoznaje na cząsteczce DNA miejsce promotorowe (kaseta TATA), DNA jest rozpłatana i na jednej z nici - antysensownej (-) rozpoczyna się synteza RNA o sekwencji identycznej do nici DNA nie stanowiącej matrycy - nić kodująca lub sensowna (+)

2. elongacja - polimeraza RNA syntetyzuje RNA w kierunku 5`-3` używając 5`-trifosforanów jako substraty. kolejne zasady dobudowywane są na podstawie komplementarności zasad, zamiast tyminy występuje uracyl!

3. terminacja - transkrypcja trwa do mementu, gdy kompleks transkrypcyjny napotka sygnał terminacji np.. palindromowi rejon bogaty w GC w efekcie RNA przybiera postać struktury spinki do włosów, innym sposobem terminacji jest białko rho, które rozpoznaje miejsca terminacji i kończy transkrypcję.

2. Dojrzewanie mRNA u eukariontów:

3. Cechy kodu genetycznego:

kod genetyczny - współzależność między sekwencją zasad w DNA (lub mRNA stanowiącym jego transkrypt) a sekwencją aminokwasów w białku

kodon start : AUG

kodony stop: UAA, UGA, UAG

4. Biosynteza białka u eukariotów

5. Aminoacylo - tRNA: aktywowane związki pośrednie w biosyntezie białka:

6. 3 - etapowa biosynteza białka - powstawanie wiązania peptydowego pomiędzy aminokwasami:

7. Obróbka potranslacyjna białka:

8. Kontrola ekspansji genów

Na poziomie transkrypcji - wiązanie się białek ze specyficznymi sekwencjami DNA, białkami uczestniczącymi w procesie transkrypcji np. z polimerazą RNA

Procariota:

Eucariota :

operon laktozowy - zsynchronizowana zmiana ekspresji kilku powiązanych ze sobą produktów genów nazywana jest operonem np.: operon laktozowy: permeazy galaktozydowej, acetylotransferazy tioglaktozydowej beta-galaktozydazy

gen regulatorowy - koduje białko - represor

gen operatorowy - może się tu wiązać represor - blokując transkrypcję genów struktury

geny struktury - ?

9. elementy inżynierii molekularnej:



10. enzymatyczny rozkład kwasów nukleinowych

enzymy nukleolityczne katalizując rozkład kwasów nukleinowych hydrolizują wiązania fosfodiestrowe, podział:

11. Historia PCR:

(jestem pewien, że na kolosie będzie pytanie o pasje Mullisa)

12. Cykl syntezy DNA w reakcji PCR

PCR - łańcuchowa reakcja polimerazy - umożliwia wielokrotne powielenie dowolnej sekwencji DNA, pod warunkiem, że znane są sekwencje krótkich odcinków DNA po każdej stronie sekwencji przeznaczonej do powielenia

etap 1 - denaturacja matrycy

etap 2 - przyłączenie starterów (hybrydyzacja)

etap 3 - wydłużanie starterów (elongacja)

13. Zastosowanie metody PCR:

14. klonowanie DNA:

15. Pozytywne aspekty GMO:

1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
BIOCHEMIA WOSKI DOC
ĆW1 doc biochemia
Opis zawodu Biochemik, Opis-stanowiska-pracy-DOC
Biochemia przedtermin 13 doc
ĆW1 doc biochemia
Łańcuch oddechowy BIOCHEMIA doc
BIOCHEMIA DAREK CHARMONIJKA DOC
BIOCHEMIA EGZ CHARMONIJKA DOC
BIOCHEMIA DAREK D UGOPIS PO DOC
BIOCHEMIADNA DOC
~$je testy z biochemii doc
~$sty biochemia doc
11 BIOCHEMIA horyzontalny transfer genów
Biochemia z biofizyką Seminarium 2
europejski system energetyczny doc

więcej podobnych podstron