Uvod v biokemijo Flashcards
(39 cards)
Kaj opisuje biokemija?
Skuša razvozljati molekularno logiko življenja v celici, tkivu, organu, organizmu … Opisuje strukture biomoleku, mehanizme in fizikalno-kemijske procese, ki so univerzalni (delijo si jih vsi organizmi).
Katere lastnosti vse imajo živa bitja?
- Visoka stopnja kemijske kompleksnosti in visoka organiziranost, informativnost
- Črpajo energijo iz okolice in jo pretvarjajo
- Vsak del živega organizma ima posebno funkcijo
- Prilagajajo se zunanjim vplivom
- Se razmnožujejo (samostojno precizno samo-podvojevanje)
- Se spreminjajo s postopno evolucijo
Zakaj virusov praviloma ne uvrčamo med živa bitja?
Niso se sposobni samostojno razmnoževati in pretvarjati energije.
Kdaj se je pojavilo življenje na Zemlji? Kako to vemo?
Pred cca 4 milijardami leti - na Grenlandiji so odkrili mikrobne fosile, stare 3,7 milijarde let.
Zakaj za življenje ne velja drugi zakon termodinamike, ki pravi, da se naj bi vsi izolirani sistei približali stanju največje neurejenosti?
Biosfera ni izoliran sistem. ‘Življenjee lahko vzdržuje zelo urejeno stanje, tako da povzroča neto povečanje nereda v vesolju zaradi izgube toplote v okolju). Potrebna je ‘brezplačna’ energijee -Sonce.’
Kateri element je najbolj očitno prisoten v živih organizmih in ne toliko v neživi naravi?
Ogljik (tvori biomolekule)
Kaj so biomolekule?
Organske molekule, ki jih najdemo v živem svetu, vendar so nastale iz preprostih sestavin nežive narave.
Opiši prevladujočo teorijo o nastanku biomolekul in Millerjev poskus!
- Zelo vroče in reduktivno okolje (nič molekularnega O2)
- Prisotnost vode (H2O) in plinov (CO2, N2, H2S, CH4, NH3, H2)
- Obilica energije: vulkani, UV in kozmični žarki, bliski, visoke temperature
- Nastane HCN (vodikov cianid), ki je izjemno reaktiven; vključuje N, ki je ključ do aminokislin)
Stanley Miller je v 50ih 20. stoletja izvedel poskus, s katerim je dokazal, da lahko iz malih molekul primarne atmosfere dobimo biomolekule (iz anorganskih organske). S pomočjo uporabe podobnih pogojev, kot so bili na Zemlji pred 4 milijardami let (voda, primarna atmosfera, elektrode na vsake dva tedna kot mean of energy), je dokazal vrsto organskih molekul (aminokisline, sladkorje, lipide, nukleotide). Vzorce je shranil, saj je razumel potencial novejše tehnologije. Leta 2010 so sestavo biomolekul preverili z modernimi analitskimi tehnikami (whatever že je LC-MS) - dokazali so 23 aminokislin, 7 žveplovih organskih spojin, neke druge, ki so lahko bile sestavne komponente v prebiotskem razvoju.
Iz tega je sledilo tudi dokazovanje, da pod takimi pogoji in vitro nastane tudi RNA podobne molekule in proteini.
Kje še danes poteka tvorba aminokislin v zemljski skorji? Opiši, za kakšne reakcije gre.
V zemljski skorji Atlantskega oceana, pod sistemom ‘izgubljenega mesta’. Gre za oksidoredukcijske reakcije, kjer se Fe2+ oksidira do Fe3+, pri čemer se protoni H+ reducirajo do H2.
Ali so Fe2+ ioni katalizatorji abiotske sinteze biomolekul?
Da.
Kaj je triptofan? Kako je to povezano z abiotsko sintezo v zemljski skorji Atlantskega oceana? Kako potekajo meritve.
Je nepolarna in aromatska aminokislina s formulo C11H12N2O2. Je esencialna aminokislina (človek je ne sintetizira sam, temveč jo dobi s prebavo). S sinhotronom (en poseben pospeševalnik delcev) povezana UV spektoskopija je pokazala avtofluorescenco na železo vsebujočih kamninah 173 m pod morsko gladino; struktura triptofana je bila potrjena z masno spektrometrijo (analitična tehnika za identifikacijo kemične sestave snovi s pomočjo separacije plinastih ionov, ki jih analit oddaja, glede na razlike v njihovi masi in naboju).
Koliko intermediatov Krebsovega ciklusa se lahko tvori tudi abiotsko?
9.
Kaj je metabolit?
(Tudi presnovek) je intermediat ali produkt v procesu presnove.
Kaj je biokemijsko vozlišče?
TO ŠE POGLEJ!!!
Kdaj lahko govorimo o abiotski sintezi?
Če molekule lahko nastanejo brez encimov in ATP.
Pod kakšnimi pogoji lahko piruvat in glioksilat tvorita številne molekule?
V vodni raztopini, ob prisotnosti Fe2+, pri 70°C in brez prisotnosti encimov.
Kaj je bilo najprej (katere makromolekule)? Opiši teorijo scenarija RNA in nastanka pracelic!
Nekateri menijo, da je RNA bila prva organska molekula - da so se proteini in DNA razvili kasneje. https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-biology-flexbook-2.0/section/5.3/primary/lesson/first-organic-molecules-bio/
Ali je bila najprej potrebna katalitična aktivnost (encimi) ali zmožnost hranjenja in prenašanja informacije (nukleinske kisline)?
Različne vrste RNA imajo katalitično aktivnost in hkrati nosijo informacijo - zato prevladuje teorija o RNA scenariju.
Omrežje ne-encimskih reakcij (abiotska sinteza) je lahko ustvarilo pogoje za nastanek polimerov - npr. RNA.
Ribonukleotidi so sčasoma polimerizirali do RNA.
RNA so se naključno ujele v vezikle, ki so v vodnem okolju nastali iz maščobnih kislin.
Sčasoma se je razvila delitev membran pracelic in samo-podvojevanje RNA.
Kje se še danes preko RNA prenaša genetsko informacija?
V nekaterih virusih (tudi SARC-Cov-2).
Kakna goriva so verjetno uporabljale prve celice?
Anorganska. (Če prav razumem, je lahko da potekala reakcija FeS + H2S = FeS2 + H2 -> zagotovi več kot 30J, kar pa potrebujemo za sintezo ATP; to spada pod razvoj fotosintetske poti, kjer naj bi bil prvi donor elektronov verjetno H2S ali celo H2).
Kako je prišlo do ‘kisikovega holokavsta’?
Prvi korak je bil razvoj fotosintetske poti, kjer naj bi bil prvi donor elektronov verjetno H2S ali celo H2. Kasneje so se razvili encimi, ki lahko kot donor elektronov uporabljajo H20, kisik pa nastaja kot odpadni produkt. Cianobakterije, ki dobijo svojo energijo s pomočjo fotosinteze, predstavljajo naslednike začetnih fotosintetskih enoceličarjev in veljajo za najstarejše fotoavtotrofne organizme. Zaradi razrasta fotosintetskih organizmov je 2,4 milijard let nazaj prišlo do ‘kisikovega holokavsta’ -> velik dogodek oksigenacije. Preživeli so redki organizmi, ki so že bili prilagojeni na oksidativno atmosfero, ki pa predstavlja pot do večceličnih organizmov.
Kateri elementi predstavljajo več kot 99% mase celice? Kateri so še pogosti?
Najpogostejši so H, O, N, C, pogosta pa sta še P in S (CHNOPS).
Naštej kaj elementov v seldovih.
Železo, silicij, cink, baker, stroncij, brom, mangan, aluminij, kobalt …
Opiši Daltonovo teorijo atomov. Ali so vsa začetna predvidevanja pravilna?
- Elementi so sestavljeni iz zelo majhnih delcev, imenovanih atomi
- Vsi atomi danega elementa imajo enake lastnosti, ki pa se razlikujejo od lastnosti drugih elementov
- Spojine nastanejo, ko se atomi različnih elementov med seboj združujejo v majhnih celih številih
- Relativna števila in vrste atomov so v dani spojini kontantne
Vsa začetna Daltonova predvidevanja niso bila pravilna.
