PYTANIA I ODPOWIEDZI NA BIOCHEMIĘ

99% ZROBIONE, brakuje 2 czy 3.

Pozdrawiam. S.K.

1. Co to jest elektroforeza?

• Elektroforeza - technika analityczna, rzadziej preparatywna, stosowana w chemii i biologii molekularnej, zwłaszcza w genetyce. Jej istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez wymuszanie wędrówki ich cząsteczek w polu elektrycznym.

Cząsteczki różnych substancji różnią się zwykle ruchliwością elektroforetyczną. Parametr ten jest w przybliżeniu wprost proporcjonalny do ładunku elektrycznego cząsteczki i odwrotnie proporcjonalny do jej wielkości. Zależy także od kształtu cząsteczki.

Istnieje wiele wariantów tej techniki. W zależności od ośrodka, w którym następuje rozdział wyróżnić można elektroforezę bibułową (dziś już przestarzałą i praktycznie nie używaną), żelową i kapilarną.

2. Co to jest chromatografia?

• Jest to technika analityczna i polega na przepuszczeniu prze kolumnę roztworu białek. Kolumna jest to rura wypełniona złożem mającym taką właściwość, że substancje w trakcie przepływu przez nią cieczy migrują z różną prędkością. Zbierając frakcje o określonej objętości dokonujemy rozdziału. Najpierw zbieramy substancje szybko migrujące przez kolumnę a na końcu te wolniej migrujące.

3. Wymień metody rozdziału białek:

• Zmiana mocy jonowej

• Wysolenia siarczanem amon

• Denaturacja (ogrzewannie lub dodanie czynnika denaturującego

• Filtracja lub wirowanie

• Chromatografia

• Elektroforeza

4. Jaka jest różnica między tlenowym a beztlenowym uzyskiwaniem energii przez mięśnie szkieletowe??

• Uzyskiwanie energii w etapie tlenowym odbywa się z ATP i fosfokreatyny

• Uzyskiwanie energii w etapie beztlenowym odbywa się z glikogenu który zostaje przekształcony do glukozo 6-fosforanu, w wyniku dalszych przemian uzyskuje się ATP i równocześnie dochodzi do powstania kwasu mlekowego, który wytwarza się w wyniku przemiany pirogronianu. Kwas mlekowy jest buforem, przedostaje się do krwi i może być wykorzystany przez wątrobę i mięsień sercowy.

5. Glikoliza w warunkach tlenowych i beztlenowych.

• W warunkach tlenowych pirogronian zostaje przekształcony w acetylo-CoA (dehydrogenaza pirogronianowa)

• NADH +1/2 O2 > NAD+ +H2O dG= -220 kJ/mol

• ADP + Pi + H+ ---> ATP + H2O dG= +30,5 kJ/mol

• W warunkach beztlenowych pirogronian przekształcany jest w kwas mlekowy

• Pirogronian + NADH + H+ <-> kwas mlekowy +NAD+

6. Na ile czasu wystarcza ATP w kurczącym się mięśniu

• 30 kJmol-l. na mniej niż 1 sekundę

7. Na ile czasu wystarcza fosforanu kreatyny w kurczącym się mięśniu?

• 43,1 kJmol -l. około 30 sekund.

8. Kiedy mięsień czerpie energię z wolnych kwasów tłuszczowych?

• Strefa 1 (50 - 60% HRmax) - obserwuje się korzyści dla kondycji i zdrowia. Dla początkujących lub osób po długiej przerwie w ćwiczeniach. Przyczynia sie do poprawy zdrowia. Dobra również w okresach regeneracji dla osób przetrenowanych. W strefie tej zachodzi już wykorzystanie tłuszczu jako źródła energii, polecana więc jest także dla osób pragnących schudnąć

9. Ile energii zgromadzonej jest w tłuszczach a ile w węglowodanach?

• W pierwszej kolejności w wysiłku są jest wykorzystana glukoza zawarta we krwi, z której powstaje 36 ATP. Przy długotrwałych wysiłkach są uwalniane rezerwy tłuszczowe w postaci FFA. Ilość ATP powstająca z FFA zależy od długości łańcucha, czym dłuższy łańcuch tym więcej powstaje ATP (od 44 do 140 mmoli ATP). Wykorzystanie przez mięśnie FFA zależy od zawartości karnityny (kwas organiczny 7C), która umożliwia przemieszczanie do mitochondrium acetylo-CoA.

• Tłuszcze 84%, cukry 1%

10. Jak organizm przeciwdziała zakwaszeniu krwi?

• Poprzez bufory jony wodorowęglowe i fosforowe.

11. Jakie składniki energetyczne organizmu mogą być magazynowane, a które nie mogą być magazynowane?

• Mogą być magazynowane:

-tłuszcze,

-cukry (glukoza - wątroba)

• Nie mogą być:

-białka

12. Co to jest pierwszorzędowa, drugorzędowa, trzeciorzędowa i czwartorzędowa struktura białek?

• Struktura pierwszorzędowa białka, zwana również strukturą pierwotną - jest określona przez sekwencję (kolejność) aminokwasów w łańcuchu białkowym

• Struktura drugorzędowa białka - są to lokalne struktury powstające w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych pomiędzy tlenem grupy >C=O, a wodorem grupy -NH, dwóch niezbyt odległych od siebie w łańcuchu wiązań peptydowych. Do struktur drugorzędowych zalicza się:

helisę - gł. helisę alfa (ang. α helix)

beta nici (struktura beta-fałdowa) tworzące "pofałdowane kartki" (ang. β sheet)

beta zakręt (pętle omega) (ang. turn)

• Struktura trzeciorzędowa białka - Wzajemne położenie elementów struktury drugorzędowej stabilizowane przez oddziaływania reszt aminokwasowych oraz tworzenie mostków dwusiarczkowych -S-S-, powstających pomiędzy dwiema resztami cysteiny, dwoma resztami metioniny lub też jeden metioniny drugi zaś cysteiny w łańcuchu.

• Struktura czwartorzędowa białka - przestrzenna budowa białka zbudowanego z kilku łańcuchów polipeptydowych oraz zawierająca struktury niebiałkowe:

glikoproteiny - zawierają cukier

lipoproteiny - zawierają lipidy

nukleoproteiny - zawierają kwas nukleinowy

chromoproteiny - zawierają barwnik; np. hemoglobina może przybierać czwartorzędową budowę białka, gdyż poza kilkoma łańcuchami polipeptydowymi posiada jeszcze barwnik - hem.

fosfoproteiny - zawierają resztę kwasu fosforowego.

13. Co to jest inhibitacja odwracalna i nieodwracalna?

• Inhibicja nieodwrcalna polega na wiązaniu się inhibitora i enzymu w sposób trwały , nieodwracalny, często tworząc wiązania kowalencyjne z resztami aminokwasów, znajdującymi się w miejscu aktywnym lub jego pobliżu i w ten sposób inaktywują enzym na stałe.

• inhibicja odwracalna, hamowanie aktywności enzymu, które polega na współzawodnictwie → inhibitora strukturalnie podobnego do substratu z cząsteczkami substratu o wiązanie się z miejscem aktywnym enzymu (kompetycyjna) albo na wiązaniu się inhibitora niekompetycyjnego z miejscami innymi niż miejsce aktywne, co zmniejsza szybkość katalityczną enzymu przez zmianę konformacyjną jego cząsteczki (niekompetycyjna, allosteryczna)

14. Jak rozdzielić frakcje globulin i albumin?

15. Rola wapnia w skurczu mięśni.

• Skurcz inicjowany jest przez napływ jonów wapnia do wnętrza komórki,

16. Oblicz pH 0,001 M HCL

• pH=-log0,001=-log10^-3

pH=3

17. Oblicz moc jonową 0,02 Mm CaCl2

• Oblicz moc jonową 0,02 mM CaCl2

• Te zadanie jest już o tyle łatwiejsze że mamy steżenie odrazu w wartosciach molowych a nie w %

• i tak:

• CaCl2 --> Ca2+ + 2Cl- (Ca jest dwuwartościowe a Cl jednowartoiściowe ale wystepuje 2x

• Wzór: I=1/2 [c(Ca)*z(Ca)^2 + c(Cl)*z(Cl)^2]

• Zaczynamy od najprostszego czyli od wyznaczenie ładunku

• z(Ca)=2 (bo Ca jest dwuwartościowe)

• z(Cl)=1 (bo Cl jest jednowartościowe)

• Teraz wyznaczamy steżenie, a w zasadzie przeliczamy je na Mole, bo w treści zadania jest podane w mM milimolach

• c(Ca)=0,02 mM/dm3= 0,00002 M/dm3 = 2*10^-5 M/dm3

• c(Cl)=2*0,02 mM/dm3= 4*10^-4 M/dm3

• teraz wszystko podstawiamy do wzoru głównego na I

• I=1/2 [2*10^-5 * 2^2 + 4*10^-5 * 1^2]

• I=1/2 [8*10^-5 + 4*10^-5]

• I=1/2 *12*10^-5

• I=6* 10^-5

18. Wyjaśnij pojęcia: aminokwasy endogenne i egzogenne.

• Aminokwasy endogenne są to takie aminokwasy które organizm może syntezowac samodzielnie .

• Egzogenne nazywane są aminokwasami niezbędnymi nie mogą być syntezowane w organizmie zwierzęcym i muszą być dostarczane w pożywieniu.

Żywienie pokarmami ubogimi w aminokwasy niezbędne może doprowadzić do zaburzeń chorobowych. Do aminokwasów niezbędnych dla człowieka zalicza się 8 aminokwasów egzogennych

19. Co to jest odczynnik Nesslera?

• K₂[HgI₄] - (zasadowy roztwór tetrajodortęcianu(II) potasu) stosowany w analizie chemicznej do wykrywania jonów amonowych NH₄⁺ powstałych w wyniku hydrolizy amoniaku, lub pochodzących z rozpuszczonych w wodzie soli amonowych.

20. Podaj etapy cyklu aktomiozynowego.??

21. Warunki beztlenowe a cykl Krebsa.

• Cykl Krebsa nie zachodzi w warunkach beztlenowych

22. Co to jest cykl Corich

• cykl Corich, cykl kwasu mlekowego, przemiany mleczanu podczas intensywnego wysiłku fizycznego: pirogronian wytwarzany w mięśniach podczas glikolizy zostaje przekształcony w mleczan, który dyfunduje do krwi i jest przez nią transportowany do wątroby, gdzie w procesie glukoneogenezy ulega przekształceniu w glukozę, roznoszoną następnie przez krew do mięśni i innych tkanek.

23. Czy z glukozy mogą powstawać tłuszcze?

• Nadmiar węglowodanów jest przekształcany w organizmie człowieka w tłuszcze i magazynowany w tkance podskórnej.

• Zasadniczo węglowodany złożone są bardziej korzystne dla organizmu niż proste. Podstawowa różnica polega na szybkości, z jaką organizm potrafi czerpać z nich energię. Po spożyciu produktów zawierających cukry proste (glukoza, słodycze, miód, napoje gazowane) organizm stosunkowo szybko je trawi i wchłania, znacznie podnosząc poziom glukozy we krwi. Skutkiem tego jest zamiana nadmiaru glukozy w tłuszcz.

24. Podaj znaczenie dla skurczu mięśni troponiny i tropomiozyny.

• Kompleks troponiny i tropomiozyny jest inhibitorem skurczu. (do rozwinięcia)

25. Jakim przemianom może ulegać pirogronian

• Po reakcji glikolizy powstaje pirogronian. W oddychaniu tlenowy pirogronian jest zamieniany do acetylokoenzymu A (aktywny octan) który bierze udział w Cyklu Krebsa. Po tym cyklu i uzyskiwaniu ATP w mitochondrium ostatecznym akceptorem wodoru (protonów i elektronów) jest tlen. W przypadku oddychania beztlenowego mamy dwie opcje. Akceptorem protonów i elektronów jest albo zw. organiczny (fermentacja) albo zw. nieorganiczny (ale nie tlen). W pierwszym przypadku fermentacje mamy dwie mlekową (nie wydziela sie gaz) gdzie po glikolizie powstaje kwas pirogronowy i to on jest akceptorem wodoru i powstaje kwas mlekowy. Jest też druga fermentacja-alkoholowa( tu się wydziela gaz) gdzie kwas pirogornowy po karboksylacji zamienia sie w Aldehyd octowy i to on jest ostatecznym akceptorem protonów i elektronów i powstaje nam alkohol etylowy.

• W przypadku gdy akceptorami są związki nieograniczne zachodzi standardowo glikoliza i powstaje kw pirogornowy. Akceptorem protonów i elektronów jest utleniony zw organiczny któy po przyjeci staja sie zredukowanym zw org. Tak działają bakterie denitryfikacyjne u nich ostatecznym akceptorem są azotany :]

26. Co to jest glikogen?

• Jest to wielocukier zbudowany z glukozy i gromadzony w wątrobie i w tkance mięśniowej. Jest głównym wielocukrowcem stanowiącym materiał zapasowy w komórkach zwierzęcych.

• szybko dostarcza substratów dla metabolizmu węglowodanów, dostarcza energii w warunkach beztlenowych, magazynowanie glikogenu, pociąga za sobą wzrost masy ciała.

27. Czy wątroba może uwalniać glukozę do krwi i dlaczego?

• Glukoza przekracza błony komórkowe w na drodze dyfuzji (transport bierny)

• W wątrobie znajduje się glukozo-6-fosfataza.

• W postaci ufosforylowanej nie może przekraczać błon komórkowych

• Wątroba - nie używa glukozy a jedynie ją magazynuje i uwalnia do krwi by było w miarę stałe stężenie

• Do szlaków metabolicznych glukoza wchodzi w postaci ufosforylowanej

28. Czy mięśnie szkieletowe mogą uwalniać glukozę do krwi i dlaczego?

• W mięśniach nie ma glukozo-6-fosfatazy, glukoza która tam trafi już się nie wydostanie chyba ze po glikolizie w formie mleczanu.

• Mięśnie zużywają glukozę na własne potrzeby.

29. Co to jest transport aktywny i bierny przez błony komórkowe?

• Transport aktywny rodzaj przenikania związków chemicznych przez błony komórkowe, który zachodzi z udziałem pewnych mechanizmów transportujących lub substancji przenośnikowych, ze środowiska o mniejszym stężeniu do środowiska o stężeniu większym, czyli wbrew gradientowi stężeń. Taki transport wymaga dostarczenia energii. Jej źródłem jest hydroliza cząsteczki ATP.

• Transport bierny można określić jako pochodzenie różnych substancji przez błony biologiczne bez nakładu energii metabolicznej żywego organizmu. Ten transport bierny może odbywać się dzięki następującym mechanizmom: dyfuzji prostej, dyfuzji złożonej i dzięki transportowi nośnikowemu.

30. Co to jest glukoneogeneza?

• Glukoneogeneza (ang. Gluconeogenesis) to enzymatyczny proces tworzenia przez organizm glukozy z metabolitów nie będących węglowodanami, np. aminokwasów, glicerolu czy mleczanu.

• Głównym substratem jest pirogronian.

• Glukoneogeneza ma miejsce głównie w komórkach wątroby, częściowo również w nerkach.

---