Chemické složení bb Flashcards
(21 cards)
biogenní prvky, prapředek, počet aminokyselin
Všechny buňky lze velmi dobře popsat pomocí jejich chemického složení a chemických reakcí
tzv. organických nebo lépe uhlíkatých látek (cukry, tuky, bílkoviny, nukleové kyseliny)
- Veškerý známý život má velmi podobný chemický základ, např. nukleové kyseliny (stejný
genetický kód) a bílkoviny (střídání týchž 20-23 základních aminokyselin)
- Všechny buňky se zřejmě vyvinuly ze „stejného předka“, který se objevil na planetě asi před 3-
4 miliardami let
- V průběhu evoluce dochází na úrovni DNA ke změnám a pomocí selekce a přežití
nejschopnějších dochází ke vzniku obrovské rozmanitosti biosféry
biogenní prvky
Uhlík, kyslík, vodík, dusík
- Obsahují atomové číslo a atomovou hmotnost
voda v buňce
70% HMOTNOSTI BUŇKY TVOŘÍ VODA
- Celý chemismus buňky lze zjednodušit do této věty: různé látky se chovají ve vodě různě
o Rozpustnost (polární/hydrofilní a nepolární/hydrofobní)
o Nekovalentní (slabé) interakce (van der Waalsovy síly, vodíkové můstky, hydrofobní
síly, elektrostatické síly)
o pH (acidobazické páry, slabé zásady a kyseliny, pufry)
kovalentní a nekovalentní vazby,
co dělají
Kovalentní vazby spojují atomy jeden vedle druhého, jak se ale makromolekula (nukleová
kyselina, protein, polysacharid) uspořádá v prostoru, o tom rozhodují nekovalentní (slabé)
interakce mezi atomy z různých částí makromolekuly a mezi atomy makromolekuly a atomy
rozpouštědla (vody)
vodíkové můstky
Parciální kladný náboj na H vázaném na elektronegativní prvek může být přitahován
záporným nábojem z jiné molekuly (např. vody) či z jiné části makromolekuly
- Vodíkové můstky určují prostorovou strukturu např. peptidů nebo nukleových kyselin.
Vodíkové můstky mezi atomy A a B musí ovšem vždy čelit soutěži s molekulami vody, jež
mohou tvořit vodíkové můstky s A i s B.
elektrostatické síly
- Kromě H-můstků, které jsou založeny na přitažlivosti parciálního kladného náboje na vodíku a
záporných nábojů okolo, existují i jiné přitažlivé síly mezi kladnými a zápornými náboji na
různých atomech, jež se obecně nazývají elektrostatické. Tyto síly stejně jako ostatní
nekovalentní interakce hrají klíčovou roli v buněčné chemii, např. mohou umožňovat vazbu
substrátu do aktivního místa enzymu.
VAN DER WAALSOVY SÍLY
VAN DER WAALSOVY SÍLY
- Také atomy bez chemické vazby a polární/elektrické přitažlivosti mají mezi sebou
optimální vzdálenost, v níž je energie systému nejnižší. Ke změně této vzdálenosti je třeba na
atomy působit silou, která překoná stav obou atomů zůstat v optimální pozici, tzv. van der
Waalsovu sílu. Jedná se o síly velmi slabé, ale citelné a účinné.
HYDROFOBNÍ INTERAKCE
HYDROFOBNÍ INTERAKCE
- Nepolární molekuly se „cítí lépe“ v nepolárním (hydrofobním) prostředí než v polární vodě. Při
střetu dvou nebo víc hydrofobních molekul se tyto orientují nepolárními (hydrofobními)
částmi k sobě a polární (hydrofilní) části jsou orientovány k vodnímu prostředí. Tuto sílu
můžeme najít např. v lipofilním nitru biologických membrán.
HYDROFOBNÍ INTERAKCE
- Nepolární molekuly se „cítí lépe“ v nepolárním (hydrofobním) prostředí než v polární vodě. Při
střetu dvou nebo víc hydrofobních molekul se tyto orientují nepolárními (hydrofobními)
částmi k sobě a polární (hydrofilní) části jsou orientovány k vodnímu prostředí. Tuto sílu
můžeme najít např. v lipofilním nitru biologických membrán.
chemické interakce (vazby atd..)
kovalentní a nekovalentní vazby
vodíkové můstky
polarita vody (fil a fob)
elektrostatické síly
van der waalsovy síly
sacharidy
dělení
monosacharidy
disacharidy
oligo a polysacharidy
monosacharidy
Monosacharidy – (CH2O)n , kde n= 3-8
o Z chemického hlediska jsou monosacharidy aldosy (aldehydová skupina) nebo ketosy
(ketonová skupina)
o Mnoho monosacharidů se liší pouze prostorovým uspořádáním atomů (např.
uspořádání – OH skupiny) a vytvářejí tak izomery
o Každý z těchto monosacharidů může existovat v jedné ze dvou forem D a L, které jsou
navzájem zrcadlovým obrazem – optické izomery
o Spájení dvou a více monosacharidů prostřednictvím vazby mezi – OH skupinami
(glykosidová vazba) – kondenzační reakc
disacharidy
Disacharidy
o Uhlík nesoucí aldehyd či keton reaguje s hydroxylovou skupinou na druhé cukerné
molekule ke stvoření disacharidu – spojení přes glykosidickou vazbu
8
▪ Základní disacharidy
* Laktosa (galaktosa + glukosa)
* Maltosa (glukosa + glukosa)
* Sukrosa (glukosa + fruktosa)
Oligosacharidy a polysacharidy
Oligosacharidy a polysacharidy
o Velké molekuly jsou tvořeny opakováním cukerných složek – krátké řetězce jsou
oligosacharidy, dlouhé polysacharidy
lipidy
LIPIDY
- Mastné kyseliny obsahují dvě chemicky odlišné oblasti – dlouhý nepolární uhlovodíkový
řetězec a polární karboxylovou skupinu (-COOH)
- Karboxylová skupina se v roztoku vyskytuje v iontové formě, je chemicky reaktivní, obvykle je
však vázána s dalšími skupinami a tvoří estery nebo amidy
- Vysokoenergetické zásoby – triacylglyceroly
- Hlavní komponenty buněčných membrán – fosfolipidy, které mají amfifilní (amfipatické)
vlastnosti
- Jiné lipidické sloučeniny: steroidy – obsahují polycyklickou strukturu (např. hormony),
glykolipidy – obsahují cukerné zbytky
nukleové kyseliny
- Základní stavební jednotkou je nukleotid, který se skládá z dusíkaté báze + cukru + fosfátové
skupiny
o Dusíkaté báze
▪ Pyrimidinové: cytosin (C), thymin (T), uracil (U) (uracil nahrazuje thymin v
molekule RNA)
▪ Purinové: guanin (G), adenin (A)
o Cukernatá složka – tvoří ji pětiuhlíkatý cukr (pentosa)
▪ β-D-ribosa (RNA)
▪ β-D-2-deoxyribosa (DNA)
o Fosfátová složka
▪ Vázána na C5 hydroxyl ribosy nebo deoxyribosy
nukleosid, nukleotid
- Dusíkatá báze + cukr – nukleosid
- Dusíkatá báze + cukr + fosfátová skupina – nukleotid
SPÁJENÍ NUKLEOTIDŮ
- Fosfidiesterorá vazba
HLAVNÍ DRUHY NUKLEOVÝCH KYSELIN
- Deoxyribonukleová kyselina – DNA
- Ribonukleová kyselina – RNA
DNA
Deoxyribonukleová kyselina – DNA
o b-D-2-deoxyribosa, A, G, C, T
o Dlouhá dvouvláknová molekula složená ze dvou polynukleotidových řetězců dsDNA
(double strand DNA)
o V některých případech (některé viry) se může vyskytovat jako jednovláknová molekula
ssDNA (single strand DNA)
o Nese genetickou informaci
rna
Ribonukleová kyselina – RNA
o b-D-ribosa, A, G, C, U
o Kratší polynukleotidové řetězce, může vytvářet vlásenky
o Hlavní úlohou je přenos genetické informace do proteinů, u některých virů slouží jako
nositelka genetické informace
o mRNA (mediátorová RNA) – přepis genu, templát pro translaci
o tRNA (transferová RNA) – nese aminokyseliny, pomocí antikodonu nasedá na
specifický kodon mRNA
o rRNA (ribozomální RNA) – součást ribozomů, podílí se na vzniku peptidové vazby
(katalytická funkce)
DALŠÍ FUNKCE NUKLEOTIDŮ
DALŠÍ FUNKCE NUKLEOTIDŮ
- ATP
- Koenzym A
- Cyklický AMP
