Pytania - częśd II
22 stycznia 2011
16:12
Błony biologiczne
Metabolizm węglowodanów
Cykl Krebsa
Metabolizm węglowodorów
Rozkład ksenobiotyków
Pytania II Strona 1
Błony biologiczne
22 stycznia 2011
16:08
Pytanie 1
Pytanie 2
Pytanie 3
Pytanie 4
Pytanie 5
Pytanie 6
Pytanie 7
Pytanie 8
Pytanie 9
Pytania II Strona 2
Pytanie 1
22 stycznia 2011
17:53
Budowa błon biologicznych.
Błona biologiczna (błona plazmatyczna) to 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 luz
no
przymocowane do błony.
Pytania II Strona 3
Pytanie 2
22 stycznia 2011
17:53
Fosfolipidy - struktura i właściwości.
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 łaocuchy kwasów tłuszczowych. W skład hydrofilowej główki
fosfatydylocholiny (jednego z głównych fosfolipidów błon biologicznych) wchodzą:
- reszta glicerolu,
- grupa fosforanowa,
- reszta choliny połączona z grupą fosforanową.
Pytania II Strona 4
Pytanie 3
22 stycznia 2011
17:53
Funkcje błon biologicznych.
Funkcje błon biologicznych:
- pełnią funkcje enzymatyczne, katalizując różne reakcje metaboliczne,
- reagują na bodz
ce 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.
Pytania II Strona 5
Pytanie 4
22 stycznia 2011
17:53
Białka błonowe, integralne i powierzchniowe.
Białka błonowe to białka związane z błonami biologicznymi.
Dzielą się na białka integralne, wbudowane na stałe w błonę i
białka powierzchniowe, słabo związane z wewnętrzną albo
zewnętrzną powierzchnią błony białkowo-lipidowej.
Białka integralne (transbłonowe) to białka wbudowane w
błonę plazmatyczną. Przynajmniej jeden fragment białka
transbłonowego jest  na stałe zakotwiczony pomiędzy
cząsteczkami fosfolipidów błony.
Białka powierzchniowe (peryferyczne) to luz
no połączone z
błoną białka, które można łatwo usunąd z wewnętrznej albo
zewnętrznej powierzchni błony biologicznej.
Pytania II Strona 6
Pytanie 5
22 stycznia 2011
17:53
Białka transportowe.
Białka transportowe (przenośnikowe, translokujące,
permeazy) to białka błonowe przenoszące inne cząsteczki lub
jony z jednej strony błony plazmatycznej na drugą. Białka
przenośnikowe (zwane także transporterami) potrafią
rozpoznawad i wiązad 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).
Pytania II Strona 7
Pytanie 6
22 stycznia 2011
17:53
Pinocytoza.
Pinocytoza jest to sposób odżywiania się organizmów
jednokomórkowych lub wielokomórkowych (np. gąbek).
Jest to nieswoiste pobieranie małych kropel płynu
zewnątrzkomórkowego do wnętrza komórek. Błona ulega
wpukleniu do środka tworząc pęcherzyk zawierający
pobraną kroplę. Wewnątrz cytoplazmy dochodzi do
enzymatycznej degradacji zawartości pęcherzyka (po
rozpuszczeniu otoczki uwalniane są proste związki
organiczne: aminokwasy, cukry, które są włączane do
wewnątrzkomórkowych szlaków metabolicznych).
Pytania II Strona 8
Pytanie 7
22 stycznia 2011
17:53
Transport prosty i ułatwiony.
Przemieszczanie cząsteczek poprzez błonę w wyniku transportu biernego nie wymaga
doprowadzenia energii metabolicznej. Cząsteczka przemieszcza się ze stężenia większego do
mniejszego. Transport bierny zachodzący na drodze biernej dyfuzji nie wymaga obecności
integralnych białek błonowych. Szybkośd przemieszczania cząsteczek (np. wody, gazów, mocznika) w
drodze prostej dyfuzji jest wprost proporcjonalna do gradientu stężenia tych cząsteczek w poprzek
błony. Transport bierny na drodze dyfuzji ułatwionej wymaga obecności specyficznych białek
błonowych, które ułatwiają przejście cząsteczki (np. glukozy, innych cukrów, aminokwasów) poprzez
błonę. Białko transportujące (np. przenośnik glukozy w erytrocycie) jest specyficzne dla danej
cząsteczki, podlega wysyceniu, wykazuje określoną kinetykę wiązania, a jego aktywnośd zmienia się
pod wpływem temperatury, pH i inhibitorów.
Pytania II Strona 9
Pytanie 8
22 stycznia 2011
17:53
Transport aktywny.
Transport aktywny cząsteczek poprzez błonę wbrew gradientowi ich stężenia wymaga nakładu
energii metabolicznej. W przypadku aktywnego transportu napędzanego przez ATP, energia
potrzebna do przeniesienia cząsteczki lub jonu (Na+, K+, Ca2+ lub H+) poprzez błonę pochodzi ze
sprzężonej z tym transportem hydrolizy ATP (np. działaniem Na+/K+-ATPazy). W transporcie
aktywnym napędzanym przez jony ruch cząsteczki transportowanej poprzez błonę jest sprzężony z
ruchem jonu (Na+ lub H+) zgodnym z gradientem jego stężenia. Gdy zarówno transportowana
cząsteczka, jak i jon przemieszczają się przez błonę w tym samym kierunku proces nazywany jest
symportem (np. przenośnik Na+/glukoza); gdy cząsteczka i jon przemieszczają się w kierunkach
przeciwnych proces nazywany jest antyportem (np. wymiennik anionów, będący białkiem pasma 3
erytrocytu).
Pytania II Strona 10
Pytanie 9
22 stycznia 2011
17:53
Translokacja grupowa.
Translokacja grupowa jest formą transportu aktywnego, ale różni się od typowego tym, że w czasie
wchodzenia do komórki substrat ulega modyfikacji. Natomiast w omówionym wcześniej typowym
transporcie aktywnym, cząsteczka uwalniana w cytoplazmie jest taka sama jak na zewnątrz. A w
translokacji grupowej, 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). W translokacji grupowej
uczestniczą cztery enzymy. Enzym II jest integralnym białkiem błony, który tworzy kanał i katalizuje
fosforylację cukru. Grupa fosforanowa nie pochodzi bezpośrednio od PEP, lecz zostaje najpierw
przekazana przez enzym I do małego,
termostabilnego białka, zwanego HPr. Ufosforylowana forma HPr (HPr ~ P) reaguje z enzymem
peryferycznym białkiem błony (enzym III), od którego enzym II odbiera grupę fosforanową i przenosi
ją na cukier. Enzymy błonowe II i III są swoiste dla poszczególnych cukrów, podczas gdy enzym I i HPr
uczestniczą we wszystkich procesach przenoszenia (translokacji) cukrów z udziałem PEP. W
transporcie niektórych cukrów nie uczestniczy enzym III.
Pytania II Strona 11
Metabolizm węglowodanów
22 stycznia 2011
16:09
Pytanie 1
Pytanie 2
Pytania II Strona 12
Pytanie 1
22 stycznia 2011
17:54
Glikoliza - przebieg (ogólnie) i znaczenie.
Jedną z najważniejszych przemian, jakiej podlega cukry w
organizmach żywych jest glikoliza.
Proces ten może przebiegad w warunkach beztlenowych lub
przy dostatecznej ilości tlenu. Sumarycznie procesy te
możemy opisad równaniami:
Przemiana beztlenowa
C H O --> 2CH CH(OH)COOH + 57kcal
6 12 6 3
Przemiana tlenowa
C H O + 6O --> 6CO + 6H O + 677kcal
6 12 6 2 2 2
Pytania II Strona 13
Pytanie 2
22 stycznia 2011
17:54
Cykl pentozowy - przebieg (ogólnie) i znaczenie.
Cykl pentozowy ( szlak pentozofosforanowy, rybulozowy) to utlenianie glukozy na innej drodze niż
szlak glikolityczny. Ma znaczenie w metabolizmie jako z
ródło czynników redukujących do
wytwarzania NADPH oraz jako mechanizm syntezy i dostarczania pentoz (cukrów pięciowęglowych).
Sumarycznie z sześciu cząsteczek glukozy wchodzących do cyklu jedna podlega całkowitemu
utlenieniu, a pięd regeneruje się i ponownie wchodzi w cykl. Cykl pentozowy poprzez związki
trójwęglowe może łączyd się z cyklem Krebsa. Przemiany w tym szlaku rozpoczynają się od
glukozo-6-fosforanu, który na drodze różnych reakcji przekształca się w pięciowęglowy cukier:
rybulozo-5-fosforan, odgrywający ważną rolę w reakcjach związanych z fotosynteza, a także jest
z
ródłem pentoz wchodzących w skład nukleotydów i kwasów nukleinowych.
Pytania II Strona 14
Cykl Krebsa
22 stycznia 2011
16:09
Pytanie 1
Pytanie 2
Pytania II Strona 15
Pytanie 1
22 stycznia 2011
17:54
Przebieg (ogólnie) i znaczenie cyklu Krebsa.
Cykl kwasu cytrynowego zwany również cyklem kwasów trójkarboksylowych lub cyklem Krebsa, jest
jednym z głównych cykli metabolicznych, ściśle związany z łaocuchem oddechowym, dzięki czemu
stanowi podstawowe z
ródło ATP w organizmie. Jest koocowym miejscem utleniania cukrów, białek,
tłuszczów. W wyniku niego następuje utlenianie substratów energetycznych - aminokwasów,
kwasów tłuszczowych i węglowodanów - w postaci najczęściej acetylokoenzymu A (acetylo-CoA )
otrzymanym w wyniku glikolizy i innych przemian biochemicznych np. beta-oksydacji. Często
prekursorem acetylokoenzymu A jest inny
kluczowy metabolit  pirogronian.
U Prokariotów enzymy cyklu kwasu cytrynowego
zlokalizowane są w cytoplazmie, a u Eukariotów w matriks
mitochondrialnej.
Pytania II Strona 16
Pytanie 2
22 stycznia 2011
17:54
W oparciu o podany schemat cyklu Krebsa wylicz liczbę mogących powstad cząsteczek ATP przy
zużyciu jako substratu jednej cząsteczki acetylokoenzymu A.
Jedna cząsteczka acetylo-CoA wystarcza na jeden przebieg cyklu kwasu cytrynowego. Podczas
jednego przebiegu cyklu Krebsa powstają: 3 cząsteczki NADH, 1 cząsteczka FADH i jedna cząsteczka
2
GTP. Przyjmując, że 1 cząsteczka NADH odpowiada (pod względem energii) 3 cząsteczkom ATP, jedna
cząsteczka FADH - 2 cząsteczkom ATP, a GTP może byd przetworzone w ATP, otrzymujemy
2
sumaryczny bilans jednego przebiegu cyklu Krebsa wynoszący 3*3+2*1+1=12 cząsteczek ATP.
Pytania II Strona 17
Metabolizm węglowodorów
22 stycznia 2011
16:09
Pytanie 1
Pytanie 2
Pytanie 3
Pytanie 4
Pytanie 5
Pytanie 6
Pytania II Strona 18
Pytanie 1
22 stycznia 2011
17:54
Oksydazy i oksygenazy - definicja i rola.
Oksydazy stanowią grupę enzymów katalizujących odrywanie się elektronów od utlenionego
substratu i dwu- lub czteroelektronową redukcję cząsteczki tlenu. Po połączeniu się z protonami
powstaje cząsteczka H O lub H O. Do tego zespołu należą m.in. oksydazy cytochromowe.
2 2 2
Oksygenazy katalizują proces wbudowywania tlenu w cząsteczkę. Wyróżnia się oksygenazy właściwe
tj. dioksygenazy oraz monooksygenazy, do których zalicza się hydroksylazy.
Pytania II Strona 19
Pytanie 2
22 stycznia 2011
17:54
Dioksygenazy i monooksygenazy - definicja i rola.
Dioksygenazy włączają dwa atomy tlenu do substratu. Istnieją dwa rodzaje dioksygenaz.
Dioksygenazy wymagające udziału NADH i NADPH, katalizujące reakcje hydroksylacji substratu oraz
drugi typ dioksygenaz nie wymagający udziału NADPH, katalizujący rozerwanie pierścienia
aromatycznego.
Monooksygenazy katalizują włączenie jednego z atomów tlenu do hydroksylowanego substratu,
podczas gdy drugi atom tlenu wiązany jest w cząsteczkę wody z udziałem NADH lub NADPH, zgodnie
z równaniem:
Pytania II Strona 20
Pytanie 3
22 stycznia 2011
17:54
Dehydrogenazy - definicja i rola.
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. Akceptorem atomów wodoru może byd: NAD+, NADP+, FMN lub FAD.
Pytania II Strona 21
Pytanie 4
22 stycznia 2011
17:54
Oksydacja terminalna, subterminalna i omega-oksydacja.
Biorąc pod uwagę strukturę chemiczną związku oraz skład i aktywnośd flory bakteryjnej rozkład n-
alkanów może odbywad się na drodze:
" oksydacji terminalnej,
" oksydacji subterminalnej,
" �- oksydacji.
Terminalna oksydacja - najczęściej włączenie (insercja) aktywnego tlenu następuje przy koocowym
węglu w łaocuchu alkilowym węglowodorów z wytworzeniem alkoholu. Dalsze utlenienie alkoholi,
przez kolejno aldehydy i kwasy organiczne, kooczy proces beta-oksydacji.
Diterminalna oksydacja - insercja tlenu następuje na obu koocach łaocucha alkilowego alkanów, co
w efekcie kolejnych reakcji utleniania daje kwas dikarboksylowy.
Subterminalna oksydacja - oksydacja dotyczy atomów węgla położonych subterminalnie w
cząsteczkach węglowodorów i prowadzi do przekształcenia ich w drugorzędowe alkohole a
następnie w ketony i estry.
Omega-oksydacja jest charakterystyczna dla degradacji alkanów rozgałęzionych. Obecnośd
podstawników jest czynnikiem hamujących proces beta-oksydacji z tego względu kwasy tłuszczowe
są atakowane na drugim koocowym węglu prowadząc do powstania kwasów dikarboksylowych.
Pytania II Strona 22
Pytanie 5
22 stycznia 2011
17:54
Jakie produkty zazwyczaj powstają w pierwszym etapie transformacji związków aromatycznych w
warunkach aerobowych?
Większośd spośród związków aromatycznych występujących w przyrodzie, w pierwszym etapie
mikrobiologicznej degradacji ulega oksydacji do katecholu bądz
kwasu protokatechowego. Do
katecholu degradowane są pojedynczo lub podwójnie (w pozycji 1,2-) podstawione pierścienie
aromatyczne, np. w fenyloalaninie, toluenie, benzenie itp. Pierścienie aromatyczne podstawione w
pozycjach 1,3- i 1,4- oraz pierścienie podstawione wielokrotnie są przekształcane do kwasu
protokatechowego.
Pytania II Strona 23
Pytanie 6
22 stycznia 2011
17:54
Rozszczepienie orto- i meta- pierścienia aromatycznego.
Pytania II Strona 24
Rozkład ksenobiotyków
22 stycznia 2011
16:09
Pytanie 1
Pytanie 2
Pytanie 3
Pytanie 4
Pytanie 5
Pytania II Strona 25
Pytanie 1
22 stycznia 2011
17:55
Ksenobiotyki - definicja.
Ksenobiotyk to związek chemiczny występujący w organizmie, który ani go nie produkuje ani też w
normalnych warunkach nie przyjmuje z pożywieniem. Inaczej mówiąc, jest to substancja chemiczna
niebędąca naturalnym składnikiem żywego organizmu. Inne nazwy to: substancja obca bądz

egzogenna, materiał antropogenny (o ile powstaje w wyniku działalności człowieka).
Pytania II Strona 26
Pytanie 2
22 stycznia 2011
17:54
Kometabolizm - definicja i rola.
Kometabolizm to niezależne współdziałanie dwóch organizmów, polegające na tym, że jeden z nich
przypadkowo modyfikuje daną cząsteczkę nie odnosząc przy tym żadnych korzyści.
Zmieniona cząsteczka staje się wtedy dostępna dla drugiego organizmu, który odnosi korzyd z jej
rozkładu. W ten sposób jest metabolizowane np.: DDT.
Pytania II Strona 27
Pytanie 3
22 stycznia 2011
17:54
Bioaugmentacja - definicja i rola.
Bioaugmentacja (wspomaganie biologiczne) jest rodzajem bioremediacji in situ polegającym na
dodaniu naturalnie występujących bakterii do skażonego środowiska. Aby osiągnąd hiperdegradację
zanieczyszczeo (szybszą niż normalnie), należałoby zapewnid gęstośd populacji mikrobów na
poziomie co najmniej 1000000 mikrobów na każdy gram danego zanieczyszczenia, aby przeważyd
populacje innych mikrobów, nie wpływających dodatnio na szybki metabolizm zanieczyszczeo.
Mniejsze koncentracje specyficznych do określonego celu mikrobów, nie zapewnia szybkiego
rozkładu, o ile w ogóle nastąpi rozkład.
Pytania II Strona 28
Pytanie 4
22 stycznia 2011
17:54
Biofilmy bakteryjne - etapy formowania.
Biofilm jest to trójwymiarowa kolonia bakterii zawartych w macierzy zewnątrzkomórkowych
polimerów wykazujących zdolnośd adhezji do wilgotnych powierzchni stałych oraz do siebie
nawzajem. Formowanie się matrycy biofilmu ma na celu ochronę mikroorganizmów przed
degradacyjną działalnością czynników środowiskowych, w tym na działanie antybiotyków.
ETAPY POWSTAWANIA BIOFILMÓW:
1. Swobodnie pływające bakterie osiadają na podłożu i przyczepiają się do niego, tworząc
skupiska,
2. Bakterie tworzące skupisko zaczynają wydzielad lepką substancję pozakomórkową,
3. Bakterie przekazują sobie sygnały stymulujące je do rozmnażania się i tworzenia kolonii,
4. Powstają gradienty chemiczne umożliwiające współistnienie bakterii różnych gatunków i
znajdujących się w rozmaitych stanach metabolicznych,
5. Niektóre komórki opuszczają biofilm, byd może po to, by tworzyd nowe skupiska.
Pytania II Strona 29
Pytanie 5
22 stycznia 2011
17:54
Quorum sensing - definicja i rola w formowaniu biofilmu bakteryjnego.
Quorum sensing jest to sposób "porozumiewania się" między sobą bakterii za pomocą cząsteczek
związków chemicznych. W przypadku biofilmu bakteryjnego jest on odpowiedzialny za zaprzestanie
dalszego rozmnażania się mikroorganizmów po osiągnięciu gęstości krytycznej, to jest takiej powyżej
której w środowisku byłoby obecnych zbyt mało substancji odżywczych lub zbyt dużo toksycznych
wydzielin dla przeżycia kolonii bakteryjnej.
Pytania II Strona 30