ZESTAW 1

fotosynteza - faza jasna faza jasna to fotofosforylacja cykliczna bądź niecykliczna. W jej wyniku energia świetlna wiązana jest w postaci ATP. Zachodzi w tylakoidach gran chloroplastów.
W chloroplastach znajdują się 2 fotosystemy: PS I (P 700) i PS II (P 680).
Fosforylacja cykliczna zachodzi u prymitywnych autotrofów i roślin w warunkach skrajnie niekorzystnych. Powstaje tylko ATP, bierze udział tylko PS I.
Chlorofil PS I absorbuje fotony światła-następuje wybicie elektronu który przechodzi przez przenośniki ładuje ATP i wraca do PS I (dlatego cykliczna). Droga elektronu: PS I-->akceptor-->ferredoksyna-->plastochinon-->cytochrom b6-->cytochrom f-->plastocyjanina-->PS I
ATP jest syntetyzowana między cyt b6 a cyt f.
W fosforylacji niecyklicznej (łańcuchowej działają 2 fotosystemy). W tym wypadku elektron z ferredoksyny nie trafia na plastochinon i cytochromy tylko ładuje NADP+ (fosfodinukleotyd nikotynamidoadeninowy) do NADPH+H+. Aby "załatać" dziure w PS I pobiera on elektrony z PS II. Luki w PS II wypełniane są elektronami pochodzącymi z wody. Woda w chloroplastach ulega fotolizie (reakcja Hilla): H2O-->2 elektrony+2H+ +1/2O2 (z jednej cząsteczki wody zasysane są dwa elektrony: zostają dwa katony wodorowe które wędrują do NADP i 1/2 cząsteczki tlenu). Tlen jako produkt uboczny jest wydalany;
Transport elektronów:
woda-->PS II-->akceptor-->plastochinon-->cyt b6-->cyt f-->plastocyjanina-->PS I-->akceptor-->ferredoksyna-->NADP

Rola biotyny oraz reakcje z jej udziałem. Rola w organizmie - uczestniczy w syntezie aminokwasów, cukrów, białek i kwasów tłuszczowych, wspomaganiu funkcji tarczycy, uczestniczy w przemianie Co2, wpływa na właściwe funkcjonowanie skóry oraz włosów, uczestniczy z witaminą K w syntezie protrombiny (odpowiedzialna za krzepliwość krwi). Biotyna pełni role koenzymu przenoszącego grupy karboksylowe. Zbudowana jest z mocznika skondensowanego z pierścieniem tiofanowym, który w pozycji 2 podstawiony jest reszta kwasu walerianowego. W tkance występuje w powiązaniu z białkiem za pośrednictwem lizyny, z którą tworzy układ biocytyny. Koenzymem jest KARBOKSYBIOTYNA która tworzy się z udziałem CO2 i ATP. W połączeniu z białkiem enzymu jest czynnikiem właściwym karboksylującym w reakcjach metabolicznych. Współdziałanie biotyny z enzymem przedstawia reakcja 3-karboksylacji m.in. pirogronianu do szczawiooctanu.

Ta reakcja powiązana jest z cyklem kwasy cytrynowego i zabezpiecza w niej poziom metabolitów pośrednich.

Inna reakcja to przeniesienie grupy karboksylowej z kwasu szczawiooctowego na węgiel propionylo-S-CoA. Ta reakcja ma znaczenie przy rozkładzie nieparzystoweglwoych kwasów tłuszczowych, nie wymaga ATP

Działanie biotyny: 1. białko przenoszące karboksybiotynę (nośnik) 2. karboksylaza biotyny (dimer zależny od ATP i przenoszący CO2 na zawiązaną biotynę) 3. karboksytransferaza (właściwa karboksylacja przez przeniesienie COO- z biotyny na grupę metylową acetylo koenzymu A.

budowa i rola RNA w biosyntezie Kwasy rybonukleinowe zlokalizowane są głównie w cytoplazmie . Składnikiem cukrowym jest ryboza. Do zasad azotowych występujących stale w kwasach rybonukleinowych należą: adenina, guanina, cytozyna i uracyl. W niektórych frakcjach stwierdzono obecność innych zasad azotowych: hipoksantyny, tyminy. W niektórych rodzajach kwasów rybonukleinowych ustalono sekwencję fragmentów łańcucha polinukleotydowego. Struktura przestrzenna RNA jest mniej znana. Zasadniczo kwasy rybonukleinowe tworza pojedyncze łańcuchy , w pewnych odcinkach SA tylko zwinięte spiralnie. Prawdopodobnie łańcuch złożony jest na pół w ten sposób, że par mogą się zbliżyc do siebie i wiązać mostkami wodorowymi pomiedzy adeniną i uracylem oraz guaniną i cytozyna. W miejscach gdzie nei wystepują naprzeciw siebie komplementarne zasady tworzą się nie powiązane mostkami wodorowymi pętle. W RNA możemy wyróżnic poszczególne frakcje: mRNA powstaje w jądrze komórkowym w procesie transkrypcji z DNA przenosi informację genetyczną z DNA do cytoplazmy. tRNA charakteryzuje się niską masą cząsteczkową i bierze udział w transporcie zaktywowanych aminokwasów do rybosomów. rRNA podstawowy składnik rybosomów, jego rola polega na wytwarzaniu odpowiedniej trójwymiarowej struktury, która umozliwia dołaczanie do rybosomów matrycowego i przenoszącego z przyłączonymi aminokwasami. ROLA sprowadza się do przekazywania informacji genetycznej i do bezpośredniego udzialu w biosyntezie bialka.

przebieg cyklu pentozofosforanowego i znaczenie Cykl pentozofosforanowy służy do biosyntezy węglowodanów, w wyniku czego mogą tworzyć się cukry o różnej liczbie atomów węgla. NADPH jest wykorzystywany jako dawca elektronów i protonów niezbędnych w biosyntezie kwasów tłuszczowych. W organizmie człowieka szlak pentozofosforanowy intensywnie zachodzi w tkance tłuszczowej. Substratem w tym cyklu jest glukoza. Glukoza po ufosforylowaniu do glukozo-6-fosforanu ulega dehydrogenacji do kwasu 6- fosfoglukonowego. Enzymem katalizującym jest dehydrogenaza glukozo-6 fosforanu Jednocześnie ma miejsce redukcja NADP do NADPH. Produkt, czyli kwas glukonowy ulega następnie dekarboksylacji do rybulozoo-fosforanu, który jest już pentozą. Enzymem jest tutaj dehydrogenaza kwasu fosfoglukonowego wymagającego obecności NADP. Powstała pentozą jest ketozą, można ja jednak łatwo izomeryzować do rybozo-5-fosforanu. w tkance tłuszczowej zużycie NADPH jest duże. W tych komórkach rybozo-5-fosforan przekształcany jest we fruktozo-6-fosforan i aldehyd 3 fosfoglicerynowy 3cz. Rybozo-5-fosforanu + ATP <--->2cz.fruktozo-6-fosforanu + aldehyd 3-fosfoglicerynowy Jeden z enzymów katalizujących te reakcje zawiera pirofosforan tiaminy. Z fruktozofosforanu i aldehydu fosfoglicerynowego można łatwo uzyskać glukozo-6-fosforan. Ten zaś można ponownie wprowadzić w szlak pentozofosforanowy. W mięśniach szkieletowych tego typu przemiany są mało intensywne, gdyż lepiej szybko utlenić glukozę do C0₂ i H₂0. ma znaczenie w metabolizmie jako źródło czynników redukujących do wytwarzania NADPH (NADP) oraz jako mechanizm syntezy i dostarczania pentoz (cukrów pięciowęglowych).

synteza aminokwasów na dowolnym przykładzie Aminokwasy to związki organiczne, których cząsteczki zawierają grupy: karboksylowa: -COOH, aminową: -NH2. Szczególne znaczenie ma synteza tzw. aminokwasów egzogennych(niezbędnych). Aminokwasy syntezowane drogą chemiczna racematami, które można jednak rozdzielić na optycznie czynne składniki.

A) działanie na α-chlorowcokwasy nadmiarem amoniaku:

Gdy chcemy otrzymać ၢ, ၧ i inne aminokwasy to działamy na ၢ-, ၧ-chlorokwasy.

B) synteza Streckera to reakcja aldehydu z r-rem cyjanku amonowego.

I.

W pierwszym etapie powstaje α- aminonitryl, który po hydrolizie przechodzi w α-aminokwas.

Drugi etap to hydroliza α-amoniaku

c) hydroliza białek: kwaśna, zasadowa, enzymatyczna jest najczęściej stosowana gdyż uwalnia nie uszkodzone aminokwasy.W inny sposób przebiega synteza aminokwasów w organizmach roślinnych i zwierzęcych. Tylko rośliny i niektóre drobnoustroje posiadają zdolność wprowadzania nieorganicznego azotu(w postaci grupy aminowej) w organiczne połączenie węglowe. W przeciwieństwie do tego organizmy zwierzęce nie mają tej zdolności! Dlatego potrzebny im azot pobierają w postaci aminokwasów wytworzonych w organizmach roślinnych i tylko w małym stopniu(z organicznych związków azotowych) mogą syntezować niektóre aminokwasy.

fermentacje FERMENTACJA: przemiany beztlenowe, polegający na enzymatycznym rozpadzie cukrów,produkty fermentacji gromadzą się w organizmie lub są z niego wydalne. Proces ten dostarcza energii w postaci ATP, który powstaje w wyniku fosforylacji substratowej. FERMENTACJA ALKOHOLOWA proces rozkładu węglowodanów pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże z wytworzeniem alkoholu etylowego i dwutlenku węgla. Istota fermentacji alkoholowej polega na przemianie, pod wpływem drożdży, cukru na alkohol i dwutlenek węgla:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ W wyniku tego procesu powstaje również szereg produktów ubocznych, między innymi: gliceryna, kwas bursztynowy i kwas octowy. FERMENTACJA MLEKOWA przebiega w warunkach beztlenowych, w mięśniach. Przebiega u wielu roślin. Fermentację tą wywołują bakterie mlekowe Streptococcus, Lactobacillus. pod wpływem ich działania laktoza ulega fermentacji mlekowej, powstały kwas mlekowy powoduje zakwaszenie mleka do pH ~5, w którym wytraca się kazeina w postaci twarogu. C₆H₁₂O₆ + bakterie mlekowe→ 2CH₃CHOHCOOH + 22,5 kcal (cukier prosty → kwas mlekowy + energia) FERMENTACJA OCTOWA. metoda otrzymywania kwasu octowego z alkoholu etylowego z wykorzystaniem odpowiednich bakterii Pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie octowe etanol utlenia się z wykorzystaniem tlenu z powietrza do kwasu octowego z wydzieleniem wody Kw. Pirogronowy ulega dekarboksylacji do aldehydu octowego, który nastepnie jest utleniony do kwasu octowego.

FERMENTACJA PROPIONOWA fermentacja wywoływana przez bakterie propionowe (kwas mlekowy + bakterie → kwas octowy + kwas propionowy + energia). Kwas pirogronowy uleg dekarboksylacji do kwasu szczawiooctowego, który nastepnie w wyniku reakcji cyklu Krebsa przekształcony jest w kwas bursztynowy, a ten z kolei w propionowy. 3CH₃CHOHCOOH + bakterie propionowe → 2CH₃CH₂COOH + CH₃COOH + CO₂ + H₂O + kcal (kwas mlekowy + bakterie → kwas octowy + kwas propionowy + energia) FERMENTACJA CYTRYNOWA metoda otrzymywania kwasu cytrynowego z glukozy z wykorzystaniem odpowiednich pleśni. 3C₆H₁₂O₆ + 9O₂ + pleśnie Aspergillus niger → 2C₆H₈O₇ + 6CO₂ + 10H₂O + kcal

znaczenie procesów katabolicznych

zredukowanych koenzymów

transkrypcji Transkrypcja jest pierwszym etapem ekspresji genow, polega na "przepisaniu" kolejno zasad z DNA na RNA. Proces ten jest katalizowany przez polimeraze RNA - enzym, ktory przyczepia sie do DNA na poczatku genu i syntetyzuje RNA komplementarne do jednej z nici. Tak powstaly RNA (po dodatkowej obrobce) w pozniejszym etapie ekspresji materialu genetycznego stanowi matryce, na ktorej syntetyzowane sa bialka. Transkrypcja, obok translacji, jest zatem kluczowym procesem warunkujacym zycie organizmow. Dzieki niej mozliwe jest odczytanie informacji genetycznej, zachowujac jednoczesnie nienaruszalnosc centralnego banku informacji - podwojnej helisy DNA. U organizmow prokariotycznych i eukariotycznych transkrypcja rozni dosc znacznie. Roznica ta przejawia sie glownie w pierwszym etapie - inicjacji.

mechanizm działania enzymów

Enzymy to białka o własnościach katalitycznych, które przyspieszają przebieg reakcji. Katalityczne działanie enzymów związane jest z aktywacją cząsteczek substancji reagującej. Dla zapoczątkowania reakcji potrzebna jest energia aktywacji. Rola enzymów jako katalizatorów polega na obniżeniu wymaganej ilości energii aktywacji. Jej obniżenie jest przyczyna zwiekszenia szybkości reakcji. W pierwszym etapie katalizy związek podlegający przemianom (substrat) łączy się z enzymem za pośrednictwem centrum aktywnego, tworząc przejściowy nietrwały kompleks enzym-substrat. W przypadku zniszczenia konfiguracji przestrzennej centrum aktywnego nastepuje zanik zdolności katalitycznej enzymu. W wyniku przyłączenia się enzymu do substratu następują przesunięcia w układzie elektronów zgrupowanych dookoła atakowanych przez enzym wiązań chemicznych w substracie, dlatego substrat staje się aktywny i łatwiej może ulegać przemianom. W drugim etapie katalizy następująe rozpad kompleksu. Towarzyszy temu wytworzenie się produktów reakcji i zregenerowanie enzymu do jego pierwotnej postaci. Szybkość zachodzącej reakcji zalezy od: stężenia enzymu, stężenia substratu, temperatury, pH, potencjalu oksydacyjno-redukcyjnego środowiska oraz substancji hamujących lub aktywujących działanie enzymu.

---