Komórka-podst. Jednostka strukturalna organizmów żywych. Każda komórka jest otoczona przepuszczalna błoną plazmatyczną(błona komórkowa)wnętrze komórki wypełnia cytoplazma podzielona systemem błon siateczki śródplazmatycznej (retikulum endoplazmatyczne)w cytoplazmie zawieszone sa organelle kom., będące siedliskiem inf. Genetycznej zawartej w chromosonach.
Błona komórkowa Cechy charakterystyczne błony komórkowej
wysoką przepuszczalność dla wody;
przechodzenie przez nią związków niejonowych tym lepiej im łatwiej sąone rozpuszczalne w tłuszczach;
praktyzną nieprzepuszczalność dla dużych cząsteczek typu białek czy kwasów nukleinowych;
duży opór elektryczny, co ma istotne znaczenie dla przewodnictwa elektrycznego bodźców;
żywa błona komórkowa jest spolaryzowana, szczególnie dobrze jest to widoczne w komórkach zwierzęcych ponieważ nie mają ściany komórkowej.
Plazmolema spełnia wielorakie funkcje, m. in.:
separuje (oddziela) wnętrze komórki od środowiska;
u zwierząt umośliwia łączenie sąsiednich komórek;
pozwala na swustronną wymianę jonów i cząsteczek z otoczeniem;
odpowiada za wrażliwość, czyli możliwość odbioru bodźców płynących ze środowiska i od innych komórek, może także przekazywać impulsy na następne;
Ściana komórkowa jest martwym skadnikiem komórki
jest uporządkowaną warstwą na zewnątrz protoplastu;
stanowią istotną część suchej masy rośliny;
konstrukcyjnie tworzy podstawowy element „szkieletowy” komórek
nie jest organellum autonomicznym - jej budowa zależy od czynników wewnątrz komórkowych;
sama ogranicza wzrost komórki, odpowiada także za tworzenie połączeń pomiędzy sąsiednimi komórkami (plazmodezmy);
stanowi dość skuteczną barierę obronną przed infekcjami bakteryjnymi i w mniejszym stopniu wirusowymi;
ze względu na swoją sztywność chroni komórkę przed urazami mechanicznymi
Cytoplazma jest największym składnikiem każdej żywej komórki. Jest to wielofazowy układ koloidalny o bardzo skomplikowanej budowie strukturalnej, chemicznej i złożonych funkcjach biochemicznych. Cytoplazma ze swoim pH zbliżonym zwykle do obojętnego tworzy środowisko dla zdecydowanej większości reakcji biochemicznych, dostarcza do nich substraty i co ważne, zawiera enzymy dla tych reakcji.
Najbardziej zdumiewającą cechą cytoplazmy jest zdolność do odwracalnej zmiany stanów skupienia.
Wakuola Struktura ta występuje jedynie u erytrocyta. Jest to przestrzeń ograniczona tonoplastem (błoną wakuolarną) którą cechuje:
duża przepuszczalność dla elektronów wynikająca z małej gęstości;
brak rybosomów.
Wodniczka (wakuola) jest zaliczana, wraz ze ścianą komórkową, do martwych składników komórki,
Do podstawowej funkcji wodniczek należy:
utrzymanie komórki w stanie uwodnienia, inaczej mówiąc wakuole odpowiadają za jędrność komórki;
u roślin, magazynowanie zbędnych produktów przemiany materii, a także czasowe składowanie jonów i związków;
u słodkowodnych pierwotniaków i wiciowców wodniczki tętniżce usuwają nadiar wody z cytoplazmy;
w komórkach zdolnych do endocytoz wodniczki pokarmowe trawią pokarmy, czyli są lizosomami wtórnymi.
Retikulum endoplazmatyczne jest to złożony trójwymiarowy system błon elementarnych, tworzących: kanaliki, cysterny i niewielkie wakuole.
Funkcje RE są następujące:
zwiększa powierzchnię wewnętrzną komórki;
umożliwia jednoczesne przeprowadzenie obok siebie różnych, często wzajemnie się wykluczających procesów biochemicznych;
tworzy kanały wewnętrznej „łączności” pomiędzy różnymi strukturami i obszarami w komórce
syntetyzuje: białka, sterydy, tłuszcze, uczestniczy w przemianach węglowodanów (dokładniej, utlenia węglowodany alifatyczne i aromatyczne);
szczególnie w komórkach wątroby przeprowadza unieczynnienie toksyn i leków;
resyntetyzuje triglicerydy obojętne - odtwarza je z pochłoniętych kropli kwarów tłuszczowych i glicerolu;
Aparat Golgiego jest powszechnym składnikiem komórek eukariotycznych. Ich unikalną cechą jest zdolność do redukcji AgNO3.
Aparaty Golgiego spełniają wiele istotnych funkcji:
wydzielanie zagęszczonych substancji poza komórkę w procesie egzocytozy, (pęcherzyki wydzielnicze zlewają się z plazmolemą);
syntetyzują polisacharydy strukturalne - związki chemiczne, które dostarczają później na potrzeby rosnących ścian pierwotnych i wtórnych;
w tkankach łącznych oporowych odpowiedzialne są za syntezę mukopolisacharydów;
sprzęgają węglowodany z proteinami, „produkowanymi” przez retikulum szorstkie, w glikoproteidy;
są silnie związane z retikulum i uczestniczą w przekazywaniu wielu substancji w obrębie komórki i poza nią.
Lizosomy.pecherzykowate, drobne ciala powstałe z siateczki srodplazmatycznej, spełniajace rolę narzadów trawienia wewnatrzkom.
Lizosomy są bogato „wyposażone” biochemicznie, stąd ich funkcje są wielorakie:
umożliwiają wewnątrzkomórkowe trawienie różnych substancji pozakomórkowych;
pozwalają głodzonej komórce na bezpieczne odżywianie własnym kosztem;
bardzo rzadko ich zawartość wydzielana jest na zewnątrz;
odpowiadają za wewnętrzny „przerób metaboliczny”, co oznacza, że oddzielają i trawią zbędna składniki komórki umożliwiając regenerację i przebudowę;
umożliwiają utrzymanie dynamicznej równowagi pomiędzy makrocząsteczkami a ich monomerami;
przeprowadzają mobilizację rezerw metabolicznych, szczególnie w komórkach zapasowych;
szczególnie bogate w lizosomy muszą być komórki żerne układu immunologicznego;
dla starzejących się lub poważnie uszkodzonych komórek spełniają rolę „grabarza” doprowadzając do ich autolizy.
Mitochondria należą do grupy samoreplikujących się organelli, otoczonych podwójną błoną lipo-proteidową. Jedną z jej cech jest ciągły, wijący lub obrotowy ruch, który powoduje przemieszczanie mitochondriów w komórce w pobliże tych struktur, które zużywają dużo energii. Ta ogólna zasada wynika z biologicznej funkcji mitochondriów polegających na dostarczaniu do miejsc zapotrzebowania energii użytecznaj biologicznie. Musi tu być energiia wysoce użyteczna, czyli łatwa do obróbki - najlepsza jest tu energia chemiczna.
Mitochondrium jest swoistą minifabryczką biocheiczną, której podstawowym zadaniem jest transformacja energii związków organicznych na energię użyteczną biologicznie zwartą w ATP.
Funkcje: apoptoza-programowana smierc komorki;regulacja stanu redoks komorki;synteza hemu;wytwarzanie ciepła;cykl mocznikowy-wmitochondrium watroby
Rybosomy są odpowiedzialne za biosyntezę białka, dlatego każda żywa komórka posiada dużą ilość tego rodzaju struktur, które są czymś w rodzaju specjalnych „minifabryk” produkujących proteiny. Z punktu widzenia chemicznego w rybosomach występują dwa zasadnicze składniki: rybosomalny RNA i białka: zasadowe - strukturalne i kwaśne - enzymatyczne.
Każdy kompletny robosom składa się zawsze z dwóch podjednostek - większej i mniejszej. Ze względu na rozmiary i występowanie można te organella podzielić na dwa rodzaje:
tzw. rybosomy małe, występujące u Procaryota oraz w plastydach i mitochondriach u Eucaryota. Tego typu rybosomy nie są związane z błonami;
tzw. rybosomy duże, występujące w cytoplazmie komórek eukariotycznych. Zwykle tego typu rybosomy występują związane z błonami retikulum - stąd nazwa retikulum endoplazmatyczne granularne
Jądro komórkowe. Jądro oddziela od cytoplazmy główny zasób informacji genetycznej komórki. Posiada wlasna otoczke ma kulisty kształt, może być podłuzne, owalne itp. Wystepuje w nim w postaci ziarenek substancja silnie barwiaca się barwnikami zasadowymi(chromatyna)wewnatrz jadra znajduje się malenkie ciałko zawane jaderkiem.
Rola jadra kom. Przechowywanie inf. Zawartej w DNA jej powielanie w procesie podziału kom.;kontrolowanie całosci metabolizmu kom. Dzieki kopiowaniu fragmetow DNA(kopiami sa odcinki RNA)od[powiednich dla syntezy potrzebnych enzymow czy innych czasteczek. Jadrio otoczone jest podwojno białkowo-lipidowa błona. Poprzez pory w tejze błonie do vytoplazmy, przenoszone są fragm.RNA, DNA nie opuszcza jadra.
Białka, wielkocząsteczkowe związki organiczne składające się z długich łańcuchów połączonych ze sobą aminokwasów. Są zasadniczymi elementami metabolicznymi i strukturalnymi komórek, tkanek i narządów roślin i zwierząt. Syntetyzowane są częściowo z aminokwasów endogennych, które ustrój może sam wytwarzać, a poza tym z aminokwasów egzogennych tzw. istotnych, pobieranych z pokarmów rozkładanych w procesie trawienia.
Dzielą się na:
złożone (proteidy). Białka proste zbudowane są tylko z aminokwasów, białka złożone natomiast składają się z białek prostych i grup o nieaminokwasowym charakterze, np. nukleotydów, kwasów nukleinowych (nukleoproteidy), cukrowców (glikoproteidy), atomu metalu (chromoproteidy) itp., zwanych grupami prostetycznymi. Białkami prostymi są albuminy, globuliny, białkami złożonymi zaś - hemoglobina, insulina i wszystkie enzymy.
Białka pełnią wiele funkcji i w związku z tym można je podzielić na: transportujące, przechowujące, strukturalne, regulatorowe, toksyny, przeciwciała, hormony, enzymy i białka aparatu kurczliwego (aktyna i miozyna). Podział ten jest umowny ponieważ białka mogą spełniać więcej niż jedną funkcję.
Białka pod wpływem wielu czynników tracą swą charakterystyczną strukturę przestrzenną bezpowrotnie (denaturacja białka), bądź odwracalnie (sturkturyzaja białek).
Białka są niezbędnym budulcem struktur komórkowych i tkankowych, u roślin często materiałem zapasowym (np. w nasionach zbóż i roślin strączkowych), stanowią także ważne składniki płynów ustrojowych. U człowieka białka stanowią ok. 56% suchej masy ciała.
Białka stanowią podłoże lub biorą udział w licznych procesach fizjologicznych: przenoszeniu i magazynowaniu różnych substancji, utlenianiu tkankowym, krzepnięciu krwi, pocesach odpornościowych, procesach widzenia, przewodzenia bodźców nerwowych, skurczu mięśni, dostarczaniu energii, regulacji procesów metabolicznych, stężenia jonów, ciśnienia osmotycznego (ciśnienie onkotyczne). Wszystkie te funkcje białka spełniają dzięki odwracalnym zmianom swej struktury przestrzennej.
Aminokwasy, związki organiczne zawierające w cząsteczce przynajmniej jedną grupę aminową -NH2 (aminy) i karboksylową -COOH (kwasy karboksylowe). Są substancjami krystalicznymi, dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Rozróżnia się aminokwasy np. alifatyczne i aromatyczne, kwasowe i zasadowe. Aminokwasy mają własności amfolitów. Ich cechą charakterystyczną jest tzw. punkt izoelektryczny. Największe znaczenie mają α-aminokwasy (w których grupy: aminowa i karboksylowa znajdują się przy tym samym atomie węgla), tzw. aminokwasy naturalne, będące jednostkami strukturalnymi białek, wykazujące aktywność optyczną (oprócz glicyny) i wchodzące w reakcje charakterystyczne zarówno dla kwasów karboksylowych, jak i dla amin. Z ninhydryną dają związki barwne. Wyodrębniono ich ponad 20.
Aminokwasy uczestniczą w biosyntezie wielu związków w komórkach zwierząt, w roślinach i drobnoustrojach. W komórkach (gł. roślin i mikroorganizmów) występują ponadto tzw. aminokwasy niebiałkowe. Aminokwasy endogenne-te które organizm jest w stanie sobie w wystarczajacej ilosci wyprodukowac
-alanina(Ala)-powstaje z pirogronianu przyspiesza metabolizm mięśni poprzez przenoszenie do wątroby resztek węglowych, które zużyte są do syntezy glukozy
kwas asparginowy(asp)powstaje ze szczawiodanu
-asparginina(asn0-powstaje z kwasu asparginowego
-cysteina9Cys)-powstaje z aminokwasów(metioniny lub seryny)
-glicyna(gly)powstaje z choliny lub aminokwasow alaniny lub seryny
-kwas glutaminowy-powstaje z αketoglutoranu-skł. Cyklu Krebsa
-glutamina(Gln)pow. Z kwasu glutaminowego
- prolina(Pro)-//-
-seryna(ser)pow.z 3-fosfoglicerynianu-skł glikozy
-tyrozyna(Tyr)-pow. Z aminokwasu egzogennego fenyloalaniny
Aminokwasy egzogennemusza być dostarczone
-fenyloalanina(Phe)izoleucyna(ile)
-leucyna(leu)lizyna(Lys)
-metinina(met)treonina(THR)
-tryptofan(Trp)walina(Val)
-arginina(Arg)histamina(His)
Proteiny, białka proste zbudowane wyłącznie z aminokwasów. Wyróżniamy białka rozpuszczalne czyli globularne i białka włókniste czyli fibrylarne (skleroproteiny).
Wśród białek globularnych wyróżniamy:
4) prolaminy (ziaren zbóż),
Albuminy dobrze rozpuszczają się w wodzie, źle w roztworach kwasów i zasad. Globuliny trudno rozpuszczaja się w wodzie, dobrze w rozcieńczonych roztworach kwasów, zasad i soli, Gluteiny dobrze rozpuszczają się tylko w kwasach i zasadach, natomiast prolaminy w alkoholach. Histony rozpuszczają się w wodzie i rozcieńczonych roztworach kwasów. Protaminy rozpuszczają się w wodzie.
Do białek fibrylarnych należą:
Z uwagi na swoją nierozpuszczalność są składową tkanki łącznej (chrzęstnej, kostnej, właściwej) oraz włosów, kopyt, rogów itd..
Proteidy, białka złożone, kompleksy białek ze związkami niebiałkowymi (zwanymi grupą prostetyczną). Proteidy występują znacznie częściej w przyrodzie niż proteiny.
W zależności od rodzaju grupy prostetycznej wyróżniamy:
6) metaloproteidy przy połączeniu z jonami metali (np. ceruloplazmina).
Węglowodany - (inaczej sacharydy lub potocznie cukry) to związki organiczne - wielowodorotlenowe alkohole składające się z węgla, wodoru i tlenu. Znajdują się we wszystkich powszechnie występujących roślinach: zbożach, ziemniakach, roślinach strączkowych, owocach, a także w organizmach zwierzęcych.
Funkcje
· są głównym, najtańszym i najłatwiej dostępnym źródłem energii, służącej przede wszystkim do utrzymywania stałej ciepłoty ciała, pracy narządów wewnętrznych oraz do wykonywania pracy fizycznej. Z 1 g węglowodanów wyzwalają się 4 kcal,
· glukoza jest prawie wyłącznym źródłem energii dla mózgu i mięśni,
· pozwalają na oszczędną gospodarkę białkami i tłuszczami,
· dostarczane w pożywieniu lub syntetyzowane w ustroju, stanowią materiał budulcowy dla wytwarzania elementów strukturalnych komórek lub substancji biologicznie czynnych (galaktoza, ryboza, kwas galakturonowy, amonocukry, acetylowane cukry, itd.),
· nie przetworzone (całościowe) odgrywają dużą rolę w gospodarce wodno-mineralnej, zmniejszając wydalanie tych składników,
· biorą udział w budowie błon komórkowych,
· niektóre wielocukrowce (błonnik) choć nie są przez organizm człowieka trawione i przyswajane, to jednak odgrywają dużą rolę w regulowaniu perystaltyki przewodu pokarmowego.
Podział, źródła
Węglowodany (cukry) dzielimy na proste, złożone małocząsteczkowe, złożone wielkocząsteczkowe i pochodne węglowodanów.
Cukry proste - Monosacharydy
Pentozy - Występują przeważnie w postaci wielocukrów lub w połączeniu z aglikonami. Nie ulegają fermentacji drożdżowej.
· Arabinoza - składnik żywic i gum roślinnych,
· Ksyloza - składnik ksylanu - gumy drzewnej,
· Ryboza - nie występuje w naturze w stanie wolnym,
· Ksyluloza
· Rybuloza
Heksozy :
· Glukoza - cukier gronowy, szeroko rozpowszechniony w naturze. Glukoza jest cukrem fizjologicznym - znajduje się w płynach ustrojowych. Pod wpływem drożdży ulega fermentacji,
· Galaktoza - rzadko występuje w stanie wolnym.
· Mannoza - W odżywianiu nie odgrywa większej roli,
· Fruktoza - cukier owocowy, miodzie. rozpuszcza się w wodzie,
Cukry złożone małocząsteczkowe - Oligosacharydy
Dwucukrowce:
· Sacharoza - składa się z glukozy i fruktozy. Sacharoza jest doskonałym konserwantem dla mleka i dżemów, ponieważ obniża aktywność wodną w tych produktach, przez co hamuje wzrost pleśni,
· Laktoza - składa się z glukozy i galaktozy. Występuje w mleku i produktach mlecznych. · Maltoza - składa się z dwóch cząsteczek glukozy. Występuje w piwie i produktach piekarniczych. Maltoza jest wytwarzana w procesie fermentacji ziarna zbóż.
Trójcukrowce:
· rafinoza - składa się z galaktozy, glukozy i fruktozy.
Czterocukrowce:
· Stachioza - składa się z dwóch cząsteczek galaktozy, glukozy i fruktozy.
Cukry złożone wielkocząsteczkowe - Polisacharydy
Grupa skrobi:
· Skrobia - główny materiał zapasowy roślin. Dostarcza prawie 25% całkowitej dziennej energii. Żywność zawierająca skrobię daje uczucie sytości i na długo redukuje uczucie głodu. Insulina - występuje w bulwach georgini, karczochach, cykorii. Składa się z fruktozy. Jest wielocukrem, który w drodze trawienia, wchłaniania, wydalania nie podlega żadnym przemianom (cukier testowy),
· Glikogen - materiał zapasowy organizmów zwierzęcych i drożdży. Glikogen mięśniowy jest wykorzystywany głównie do dostarczania energii wykorzystywanej na ich pracę. Glikogen zawarty w wątrobie jest używany bezpośrednio jako źródło glukozy dla mózgu i czerwonych ciałek krwi. Wątroba nie może go syntetyzować. Glikogen jest rozkładany do glukozy,
· Chityna - wielocukier zbudowany wyłącznie z N-acetyloglukozoaminy. Nie poddaje się działaniu enzymów roślinnych i zwierzęcych. Stanowi główny materiał podporowy i budulcowy niektórych bakterii, grzybów, owadów, skorupiaków,
· Dekstryny.
TŁUSZCZE
Tłuszcze- inaczej lipidy, które tworzą bardzo zróżnicowana chemicznie grupe związków : estry gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych .Ze względu na budowę chemiczną wyróżnia się tłuszcze: proste, które dzielą się na :
-właściwe, które związane są estrowo z kwasami tłuszczowymi np. glicerol. Główna grupe tłuszczów właściwych stanowią trójglicerydy (TG), czyli estry kwasów tłuszczowych glicerolu. w którym wszystkie Trzy grupy hydroksylowe są zestryfikowane; diglicerydy(DG) i monoglicerydy(MG)
-woski , w których znajdują się jednowocjorotlenowe alkohole o długich łańcuchach węglowych
-złożone, do których zalicza się : fosfolipidy, glikolipidy i sulfatydy .
Właściwości fizyczne i chemiczne tłuszczów- są nierozpuszczalne w wodzie, a
rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Czyste tłuszcze są substancjami
bezbarwnymi i bezwonnymi. Rozróżniamy tłuszcze :
-ciekłe, w skład których wchodzą glicerydy wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych.
np.tran, oleje roślinne
-stale, w skład których wchodzą glicerydy wyzszych nasyconych kwasów tłuszczowych,
np. lój , sadło.
Tłuszcze proste stanowią materiał, zapasowy organizmu zlokalizowany w tkance tłuszczowej, a tłuszcze złożone są składnikami błon komórkowych , które warunkują ich sprawne działanie. Spełniają w organizmie rolę amortyzatorów łagodzących wstrząsy narządów wewnętrznych (np. gałki ocznej, nerek) przy gwałtownych ruchach ciała, oraz stanowią izolację cieplną.
Nasycone kwasy tłuszczowe to kwasy tłuszczowe nie zawierające podwójnych wiązań w cząsteczce. W warunkach normalnych są zwykle białymi ciałami stałymi. Kwasy zawierające w łańcuchu więcej niż 10 atomów węgla są nierozpuszczalne w wodzie i są nielotne. Przykładowe nasycone kwasy tłuszczowe to:
Nienasycone kwasy tłuszczowe są to kwasy tłuszczowe zawierające wiązania podwójne. Są one z reguły bezbarwnymi cieczami. W większości z nich wszystkie wiązania podwójne są w pozycji cis, a po każdym wiązaniu podwójnym następuje 3n (gdzie n = 1, 2, 3...) atomów węgla.
Wśród nienasyconych kwasów tłuszczowych wyróżnia się grupę wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które, jak sama nazwa wskazuje, zawierają więcej niż jedno wiązanie podwójne. Są one niezbędnym elementem diety człowieka (stanowią grupę tzw. witamin F, inaczej egzogenne lub niezbędne kwasy tłuszczowe), gdyż są nam potrzebne do tworzenia ważnych związków (np. prostaglandyn), a nie są syntezowane przez nasze organizmy (mogą je syntezować jedynie rośliny).
nienasycone kwasy tłuszczowe to:
-kwasy jednonienasycone (monoenowe), zawierające jedno wiązanie podwójne:
-kwasy dwunienasycone (dienowe),
-kwasy trójnienasycone (trienowe),
-kwasy czteronienasycone (tetraenowe),
Metabolizm przemiana materii i energii. Ogół procesów chemicznych i energetycznych zachodzących w organizmach.
Reakcje metaboliczne zachodzą przy udziale enzymów. Intensywność tych procesów zależy od:
- temperatury otoczenia
- wieku organizmu
- aktywności życiowej
Anabolizm to reakcje syntez związków bardziej złożonych z prostszych, wymagające dostarczenia energii. Energia ta umożliwia podniesienie poziomu energetycznego związków w czasie procesu chemicznego. Powstający w ten sposób produkt rekcji zawiera większą ilość energii, niż substraty. Dostarczona energia zostaje zmagazynowana w postaci wiązań chemicznych.
Katabolizm to reakcje chemiczne, podczas których następuje obniżanie poziomu energetycznego substratów w wyniku ich rozkładu na związki proste, oraz wydzielana jest energia. Uwolniona energia wyzwala się podczas rozrywania wiązań wysokoenergetycznych substratów.
Biosynteza białka, zachodzący w żywych komórkach organizmu proces powstawania białka uwarunkowany przez zapisaną w DNA (kwasy nukleinowe) informację genetyczną (gen).
Na proces biosyntezy białka składa się:
a)Transkrypcja- proces syntezy mRNA na matrycy DNA przy udziale polimerazy RNA.mRNA przenosi transkrybowaną inf.gen z jądra do cytoplazmy zachodzi modyfikacja genów. Wycinane są introny a pozostają tylko egzony. Skrócone cząsteczki mRNA wnikaja pomiędzy dwie podjednostki rybosomy. tRNA- przenosi aminokwasy z cytoplazmy na rybosomy. Dla różnych aminokw istnieją odmienne tRNA różniące się antykodonem. Antykodon to trójka nukleotydów, którymi tRNA dopasowuje się do właściwego kodonu mRNA. Cząsteczki tRNA z doczepionymi aminokw wędrują ku rybosomom i kolejno dopasowują się komplementarnie. Łańcuch mRNA i rybosomy przesuwają się względem siebie i wtedy wzdłuż nici mRNA układają się kolejno odpowiednie komplementarne cząsteczki tRNA z aminokw. Potem między sąsiadującymi ze sobą aminokw przy udziale enzymów tworzą się w.peptydowe.Tworzą się stopniowo łańcuchy polipeptydowe. Uwolnione cząsteczki tRNA wracają do cytoplazmy.
b) translacja czyli prces formowania się łańcucha polipeptydowego. Zaczyna się ona od trójki startowej a kończy trójką oznaczającą ostatni aminokwas. Koniec translacji u prokariota wyznaczaja kodony nonsensowe UAG,UGA,UAA. Skompletowany w wyniku translacji łańcuch polipeptydowy odłącza się od rybosomy i podlega konformacjom.
Glikoliza monocukier+2ADP+2NAD>2pirogroniany+2H2O+2NADH+2H+2ATP
jest pods. Procesem wytwarzajacym energie w zywym organizmie
-substratem jest glukoza a produktem pirogronian, który w warunkach tlenowych przechodzi poprzez acetylo-COA do cyklu kw.cytrynowego,a w warunkach beztlenowych ulega redukcji do mleczanu
-bilans glikolizy w warunkach beztlenowych to 2moleATP z jednego mola glukozy w warunkach tlenowych 8moliATP oraz z dalszego przebiegu cyklu kw.cytrynowego30moli ATP z jednego mola glukozy
Glikoliza składa się z 10 etapów.
każdym z nich katalizatorem jest odrębny enzym. Substratem całej przemiany są monocukry: glukoza, fruktoza, galaktoza lub mannoza. Zdecydowanie najważniejszym substratem jest glukoza.
Glikoliza zlokalizowana jest w cytoplazmie i może przebiegać zarówno w warunkach beztlenowych jak i tlenowych. Beztlenowce (anaeroby) czerpią energię tylko z glikolizy, a dla tlenowców jest ona etapem w energodajnym procesie całkowitego utlenienia monocukrów do dwutlenku węgla (CO2).
Podczas glikolizy monocukier zamieniany jest na 2 cząstki pirogronianu, a część wydzielonej przy tym energii zamieniana jest na wiązania chemiczne ATP i NADH. Te ostatnie to chemiczne nośniki energii użytecznej dla komórki.
PRZEMIANY AMINKOWASÓW:
1.TRANSAMINACJA:
przeniesienie gr.NH2z aminokw. na odpow 2-oskokwas
katalizują transaminazy
asparagina + kw 2-oksoglutaminowy ↔ kw szczawiooctowy + kw glutaminowy
2.DEAMINACJA:
uwolnienie NH4 utworzeniem 2-oksokwasu/kw nienasyc
koenzymy oksydoreduktaz
D.oksydacyjna odwracalna:
Kw glut + NAD(P)++ H2O ↔ kw 2-oksoglut + NH4+ NAD(P)H + H+
E-dehydrogenaza glutaminowa
D.o.nieodwracalna:
aminokwas + FAD ↔ FADH → iminokwas+H2O→ 2-oksokwas+NH4
↑ ↓
H2O2 O2
E- oksydaza aminokwasowa
D. Nieoksydacyjna desaturacyjna:
Kw asparagin ↔ kw fumarowy + NH4
Amoniakaliza asparaginowa
D. Nieoksydacyjna hydrolityczna:
Aminokwas ↔ α-hydroksykwas + NH4
D. Nieoksydacyjna dehydratacyjna:
Seryna ↔ aminokrylan ↔ kw pirogronowy
Dehydrataza serynowa
3.DEKARBOKSYLACJA:
odłączenie od aminokw. gr COOH w postaci CO:
aminokwas ↔ amina biogenna
Cykl mocznikowy
Cykl mocznikowy (cykl ornitynowy) to przemiana metaboliczna, zachodząca w komórkach wątroby (mitochondrium + cytoplazma), która ma za zadanie przekształcić jony NH4+ i azot z asparaginianu w mocznik. Ten ostatni jest następnie wydalany z organizmu przez nerki jako ostateczny produkt wiązania trujących jonów amonowych.
Amoniak jest toksyczny dla organizmu dlatego musi być zagospodarowany.odbywa się to na drodze syntezy mocznika,który jest zwiazkiem obojetnym.
Procewss przebiega w watrobie i jest zwiazany z wydatkowaniem energii
Synteza mocznika zachodzi w etapach:
-z zmoniaku i dwutlenku wegla przy udziale 2 czasteczek ATP syntezy karbomoliofosforanowej
nastepuje synteza karbomoliofosforanu
Amoniak+dwutlenek wegla+2ATP+E->karbomoliofosforan+2ATP
-karbomoliofosforan jest przenoszony na ornitynę przy udziale transfazy ornitynowej w wyniku czego powstaje cytrulina
-cytrulina przyłącza asparginian przy udziale ATP, w wyniku czego zostaje wytworzony agriniobursztynian
cytrulina+asparginian+ATP->arginiobursztynian
-arginiobursztynian pod wplywem liazy arginiobursztynianiowej ulega rozpadowi na arginine i furman
arginiobursztynian+E->arginina+furman
Na arginine działa arginiaza,która powoduje odlaczenie mocznika i odtwarza się ornityna
Arginina+E->mocznik+arnityna+E
Powstały mocznik jest wydalony jako składnik organiczny moczu, a ornityna może wchodzic w kolejny cykl
19.Droga Grupy karboksylowej aminokwasów w ustroju
gr karb.aminokw. może ulegac jedynie dekarboksylacji.jest to proces odłączenia grupy karboksylowej od aminokwasu
-przebiega on przy udziale dekarboksylaz,których koenzymem jest fosforan pirodoksalu
-w wyniku dekarboksylacji powstaja aminy biogenne-zwiazki biologicznie czynne+CO2
Dekarboksylacja aminowa jest zródłem amin biogennych - substancji o duzej aktywnosci fizjologicznej
-histamina>histydyny
-tyramina>tyrozyny
-tyrozyna>DOPA>dopamina,noradrenalina
-tryptanina>tryptofanu
-serotonina>5-hydrokryptopfanu
w wyniku dekarboksylacji aminokwasow tworza się wazne czesci skladowe koenzymow np.
-2propanolamina z treoniny
-cysteamina z cysteiny
-kadoweryna z lizyny
-adrenalina i noradrenalina to aminy katecholowe kurczace naczynia i podwyzszajace cisnienie krwi
-histamina rozszerza naczynia krwionosne,obniza cisnienie krwi jest mediatorem wszystkich reakcji allergicznych
17. B-oksydacja kwasów tłuszczowych-jest to proces, który polega na utlenieniu(skróceniu) długiego łańcucha węglowego kwasu tłuszczowego o kolejne reszty dwuwęglowe od strony grupy- COOH. W wyniku reakcji powstaje acetylo-CoA, kopry jest aktywną postacią kwasu octowego, może on wejść w cykl Krebsa (Kresa tam spalic się do CO2 i H2O).B-oksydacja odbywa się w wątrobie oraz tkankach mięśni i mózgu. Efektem B-oksydacji jest powstanie użytecznej energii oraz wiele cząsteczek acetylo-CoA.
-Do kwasu tłuszczowego przy udziale 1 cząsteczki ATP zostaje przyłączony CoA
- Reakcja FAD do FADH2, otrzymujemy 2 cząsteczki ATP, a łańcuch węglowy zostaje utleniony,
-Jeżeli kwasy posiadaja łańcuch węglowy od 12C nastepuje transport za pomocą kamityny, która pokonuje barierę wewnętrznej błony mitochondrialnej,
-Uwodnienie- przyłącza się H2O i powstaje hydroksyl ketokwas,
-Odwodwowanie- oderwanie się cząsteczki H2 do której przyłącza się NAD i powstaje NADH oraz odłącza się CoA.
18. Biosynteza kwasów tłuszczowych- substratem wyjściowym jest acetyloCoA, który jest przetransportowany z mitochondrium do cytoplazmy, gdzie zachodzi proces biosyntezy. Doborem reszt dwu-węglowych jest malonyloCoA, który powstaje w reakcji karboksylacji w obecności karboksylazy, której koenzymem jest biotyna. MalonyloCoA oddaje atom węgla i uzyskujemy ketokwas, który trzeba zredukować. Doborem wodorów jest NADPH produkowany w cyklu pentozowym głównie zlokalizowany w komórkach tłuszczowych. Po redukcji powstaje hydroksykwas, a ten oddaje cząsteczkę H20. Tworzy się podwójne wiązanie w położeniu L-B, przyłączane są2cz. NADPH, powstaje cztero-węglowy fragment, który w połączeniu z kolejnymi cząsteczkami malonyloCoA daje kwasy tłuszczowe.
19.
Cykl Krebsa zachodzi w macierzy mitochondrialnej. Polega na utlenieniu cząsteczki acetylo CoA do dwóch cząsteczek CO2 Powstająca energia jest magazynowana w wysoko energetycznych cząsteczek ATP, natomiast uwolnione atomy wodoru są przenoszone są koenzymy HAD i FAN na enzymy łańcucha oddechowego. Każda reakcja cyklu Krebsa katalizowana jest przez specyficzny enzym. Pierwsza reakcja cyklu polega na kondensacji dwuwęglowej grupy acetylowej, przechodzącej z acetylo-EoA, z czterowęglowym szczwiooctanem w wyniku czego powstaje sześciowęglowy związek-cytrynian, który podlega poźniej licznym przekształcenią chem w skutek czego traci najpierw jedną a poźniej drugą grupe karboksylową. Większość energi tworzonej w kolejnych etapach utleniania przekazywana jest w postaci wysokoenergetycznych elektronów na NADT, co prowadzi do powstania NAD+. Każda grupa acetylowa powoduje redukcje 3 cząsteczek NAD+ do NADH. W reakcji utleniania bursztynianu elektrony są przekazywane na inny niż NAD+ akceptor elektronów, na FAD. W czasie jednego cyklu uwolnione są 2 cząsteczki CO2 i osiem atomów wodoru oraz tworzone są 3 cząsteczki NADH i jedna FADH2. Powstały Co2 odpowiada dwóm atomom węgla grupy acetylowej która weszła w cykl Krebsa. Z każdej cząsteczki glukozy wytworzone są dwie cząsteczki acetylo-CoA, a cykl musi dokonać dwóch obrotów aby utlenić 1 cząsteczke glukozy. Po każdym pełnym obrocie cyklu zostaje odtworzony czterowęglowy szczawioctan i układ jest gotowy do rozpoczęcia kolejnego obrotu. Po 2 obrotach cyklu wyjściowa cząsteczka glukozy traci wszystkie atomy węgla, można zatem powiedzieć, że została spalona całkowicie. Zyskiem jednego obrotu cyklu Krebsa jest tylko jedna cząsteczka Atp pochodząca z fosforylacji subtratowej . Pozostałe cząsteczki ATP powstają w wyniku oddychania tlenowego: 3 cz NADH x3= 9 ATP + 1 cz FADHx2=2 plus fosfo subt 1ATP Razem 12 ATP
20. rola cyklu krebsa
Zadaniem cyklu Krebsa jest utlenić związek o nazwie: acetylokoenzym A (acetylo-CoA) do 2 cząsteczek dwutlenku węgla (CO2), a pozyskaną w tym procesie energię ulokować w chemicznych nośnikach energii: GTP, NADH i FADH2.
- Dostarcza równoważników redukujących zamienianych na energię magazynowaną w ATP w łańcuchu oddechowym
- Dostarcza energii w postaci GTP
-Dostarcza ważnych prekursorów do syntezy innych cząsteczek
21 Bilans energetyczny cyklu krebsa z lańcuchem oddechowym
Sposób wytwarzania energii// Liczba utworzonych
cząsteczek ATP
Utlenianie 3 cząsteczek NADH w łańcuchu oddechowym=9 (3 x 3)
Utlenianie FADH2 w łańcuchu oddechowym=2
Fosforylacja substratowa=1
12= Razem:
22.witaminy - organiczne związki chemiczne, substancje egzogenne (t.j. takie, które są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu żywego i które muszą być dostarczone z pożywieniem, gdyż sam organizm nie potrafi ich wytworzyć).
rozpuszczalne w wodzie
rozpuszczalne w tłuszczach
23.makroelementy(fosfor, wapń, magnez, chlor, potas, sód) i mikroelementy, czyli pierwiastki, których obecność jest niezbędna dla funkcjonowania organizmu. Są one zwykle spożywane w formie przyswajalnych związków nieorganicznych a także niekiedy i metaloorganicznych.Do mikroelementów zalicza się: jod, żelazo, fluor, kobalt, miedź, chrom, cynk, mangan, molibden, selen