Związki organiczne- pochodne węglowodorów, zawierające co najmniej jedna grupę aminową (-NH2) i jedną grupę karboksylową (-COOH)

Postać ogólna aminokwasów:

H2N - R - COOH

Aminokwasy dzielimy ze względu na odczyn na:

-obojętne (pH ok 6,3)

-zasadowe ( pH w zakresie zasadowym)

-kwaśne (pH w zakresie kwaśnym)

Niektóre aminokwasy stanowią produkty wyjściowe do biosyntezy ważnych hormonów, np. z tyrozyny powstaje tyroksyna i adrenalina.

Rośliny mogą syntetyzować wszystkie aminokwasy, zwierzęta są zdolne do syntezy tylko niektórych (aminokwasy endogenne), pozostałe (aminokwasy egzogenne) muszą pobierać z pokarmem.

Charakterystyka poszczególnych aminokwasów:

-izoleucyna, leucyna- aminokwasy rozgałęzione występujące w kukurydzy i mleku

Są wykorzystywane jako materiał budulcowy i energetyczny dla pracującego mięśnia. Nie przechodzą przez wątrobę, dlatego praktycznie od razu trafiają do potrzebującego je mięśni.

-walina- aminokwas rozgałęziony, działanie jak wyżej; najobficiej występuje w białku siemienia lnianego.

-lizyna- buduje chrząstki; konieczna do produkcji białka wraz z wit.C tworzą L-karnitynę.

-metionina- działa ochronnie na komórki wątroby, ułatwia szybkie pozbycie się tkanki tłuszczowej; najobficiej występuje w białku jaja i mleka.

-fenyloalanina- niezbędna do syntezy hormonów tyroksyny i adrenaliny; ponieważ przekształca się w trozynę, dlatego też ma zastosowanie w leczeniu depresji

-treonina- ważny składnik kolagenu, który jest głównym składnikiem podporowym tkanki łącznej

-tryptofan- prekursor serotoniny; może uwalniać hormon wzrostu; pomaga kontrolować nadaktywność u dzieci, łagodzi stres, dobry dla serca; pomaga w kontroli wagi i umożliwia wzrost hormonów potrzebnych do produkcji witaminy B6 i niacyny

Aminokwasy niezbędne u dzieci:

-arginina- może zwiększać wydzielanie insuliny i hormonu wzrostu

-histydyna- niezbędna w mięśniach, gdyż bierze udział w syntezie białka i hemoglobiny

W organizmach żywych występują dwa rodzaje kwasów nukleinowych:

• kwas dezoksyrybonukleinowy DNA

• kwas rybonukleinowy RNA

Nukleotydy zbudowane są z:

-zasad azotowych- purynowych i pirymidynowych

-składników cukrowych- ryboza, 2 - dezoksyryboza

-reszty kwasu fosforowego

Zasady azotowe:

-DNA (adenina, guanina, tymina, cytozyna)

-RNA (uracyl, cytozyna, adenina, guanina)

Struktury DNA:

-pierwszorzędowa

-drugorzędowa

-trzeciorzędowa- ważna rola w procesie regulacji ekspresji informacji genetycznej

DNA zbudowane jest z czterech rodzajów nukleozydów:

-dezoksyadenozyny (dAMP)

-dezoksyguanozyny (dGMP)

-dezoksycytozyny (dCMP)

-dezoksytymidyny (dTMP)

Na powierzchni helisy można wyróżnić dwa zagłębienia zwane małą i duża bruzdą.

Postać DNA w organizmie:

DNA rzadko występuje w postaci liniowych odcinków o wolnych końcach. DNA występuje w postaci kolistej lub jest zorganizowany w postaci domen w kształcie pętli, których podstawy są unieruchomione przez białka wchodzące w skład chromosomu

Budowa RNA:

-występuje w formie jedno- i dwuniciowej

-zazwyczaj RNA występuje w postaci jednoniciowego silnie pofałdowanego polinukleotydu zawierającego odcinki dwuniciowe i tworzącego skomplikowane struktury przestrzenne

Rodzaje RNA:

-mRNA- informacyjnt RNA

-tRNA- transportujący RNA

-rRNA- rybosomalny RNA

mRNA:

-pojedyncza cząsteczka RNA, która jest nośnikiem informacji genetycznej, zawartej w postaci sekwencji zasad azotowych w cząsteczce

-na jej podstawie polimeryzowane są aminokwasy wg określonej kolejności- dzięki temu procesowi powstaje produkt końcowy ekspresji informacji genetycznej- białko

tRNA:

-służy do odczytywania kodu genetycznego i transportu odpowiednich aminokwasów do rybosomu w trakcie procesu translacji

-cząsteczki tRNA posiadają cztery dwuniciowe obszary pozwalające wytworzyć drugorzędowa strukturę podobna do liścia koniczyny

-w cząsteczce można wyróżnić 4 główne ramiona; ramie akceptorowe składa się z szypuły utworzonej ze sparowanych zasad, które kończy się sekwencja CCA; pozostałe ramiona posiadają szypuły ze sparowanych zasad i na końcu pętle zawierające zasady niesparowane

rRNA:

-grupa kwasów rybonukleinowych wchodzących w skład rybosomu, a więc kompleksu enzymatycznego odpowiedzialnego za syntezę polipeptydu- translacje

-przyjmuje złożona strukturę drugorzędową łącząc się z polipeptydami wchodzącymi w skład poszczególnych podjednostek rybosomu

Podwójny heliks DNA jest zbiorem zakodowanych informacji genetycznych organizmu. Informacja ta jest "przechowywana" w sekwencji zasad w łańcuchu polinukleotydowym, przy czym wiadomości są "zapisywane" w języku, który ma tylko cztery litery: A, G, T, C (odpowiednio adenina, guanina, tymina i cytozyna).

DNA musi zatem zarówno przechowywać informację, jak i ją wykorzystywać. Funkcje te może spełniać dzięki swoim dwóm właściwościom;

• cząsteczki DNA mogą się powielać (replikacja), tzn. mogą powodować syntezę innych cząsteczek DNA identycznych z cząsteczkami wyjściowymi

• cząsteczki DNA mogą dokładnie i w sposób specyficzny kierować syntezą białek charakterystycznych dla określonego organizmu

Etap transkrypcji:

-zachodzi na terenie jądra komórkowego i polega na przepisaniu informacji genetycznej z DNA na RNA.

-transkrypcja zachodzi zgodnie z zasadą komplementarności.

-substratem do syntezy RNA są trifosfonukleotydy,odłączanie 2 grup fosforanowych dostarcza energii potrzebnej do wytworzenia wiązania między nukleotydami.

-syntezę RNA katalizuje enzym:polimeraza RNA.

-powstały RNA nosi nazwę mRNA- wywędrowuje z jądra do cytoplazmy,gdzie weźmie udział w drugim etapie biosyntezy białka.

Zapoczątkowanie procesu transkrypcji polega na związaniu się polimerazy RNA ze swoim odcinkiem pasma matrycowego DNA - tzw. promotorem. Rozsunięcie nici DNA na odcinku kilkunastu nukleotydów umożliwia wstawianie (włączenie) kolejnych, odpowiednich nukleotydów. Proces ten nazywamy elongacją transkrypcji. Substratami są trifosforany rybonukleozydów (ATP, GTP, CTP i UTP). Polimeraza RNA przesuwa się systematycznie wzdłuż heliksu DNA i wydłuża łańcuch RNA, przy czym nukleotydy włączane są z zasadą komplementarności. Powyżej aktualnego miejsca syntezy powstający hybrydowy kompleks DNA - RNA ulega rozpadowi, DNA powraca do swojej pierwotnej dwuniciowej struktury, a łańcuch powstającego mRNA oddziela się. Etap elongacji kończy się, gdy polimeraza RNA dotrze do sekwencji kończącej, wyznaczającej miejsce terminacji transkrypcji. Dzięki białkowemu czynnikowi terminacji transkrypcji polimeraza zatrzymuje się, a kompleks enzym - DNA _RNA rozpada się.

Etap translacji (odczytania, przetłumaczenia)
- zachodzi w rybosomach.
- biorą w nim udział cząsteczki tRNA.
- aminokwas łącząc się z cząsteczką tRNA ulega uaktywnieniu:
tRNA + aminokwas - aminoacylo tRNA
- cząsteczki mRNA umiejscawiają się między dwiema podjednostkami rybosomu.
- cząsteczki tRNA dostają się do rybosomu i jeśli maja antykodon komplementarny do kodonu w mRNA to zostawiają tam transportowany aminokwas.
- między aminokwasami powstają wiązania peptydowi, rybosom przesuwa się wzdłuż nici mRNA, a łańcuch peptydowy wydłuża się.
- translacja zaczyna się kodonem startowym- metionina (AUG), a kończy kodonem nonsensownym (UAA, UAG, ULG).
- translacja wymaga: udziału rybosomów, mRNA, dostatecznej ilości aminokwasów, energii, tRNA.

Elongacja:

Elongacja rozpoczyna się, gdy w wolne miejsce w rybosomie wsunie się tRNA. Warunkiem dalszych wydarzeń jest zasada komplementarności kodonu z antykodonem.

---