2. kemijska osnova Života

7/23/2019 2. Kemijska Osnova ivota

1/22

27.5.2013

1

- Biogeni elementi:Mg, C, N, O, H, Fe, S, I, P, K, Ca- Elementi u tragovima

- Voda (75% -95% u svim organizmima)- univerzalno otapalo H veze - polarnost- hidrofilne i hidrofobne tvari

- hidrofobne tvari (masti)- temeljne gradbene tvari biolokih membrana


2/22

27.5.2013

2

- Bioloki vane molekule

- ugljikohidrati (eeri) - monosaharidi- lipidi (masti) - masne kiseline- proteini (bjelanevine) - aminokiseline- nukleinske kiseline - nukleotidi

-

POLIMERI -podjedinica

MONOMERA

- izgradnja polimera- dehidratacija - razgradnja - hidroliza


3/22

27.5.2013

3

Ugljikohidrati (C,H i O) ivim biima- primarni izvor energije- biljni svijet - graevni materijal (celuloza)- H : O = 2 : 1- trioze (3 C), pentoze (5 C), heksoze (6 C)

1. MONOSAHARIDI: glukoza C6H12O6fruktoza C6H12O6

galaktoza C6H12O6riboza C5H12O5

deoksiriboza C5H10O4

2. DISAHARIDI: C12H22O11 - saharoza (glukoza +fruktoza)

- maltoza, laktoza, celobioza.

3. POLISAHARIDI: - krob i celuloza (C6H12O5)xn -biljke

- - glikogen-ivotinje


4/22

27.5.2013

4

- KROB polisaharid - glukoze- primarno nastaje u kloroplastima asimilacijski (primarni) krob

- CO2 + H2O eer krob - enzimfosforilaza

- topljiv u vodi difundira (u tekuem obliku) iz

stanice u stanicu - do skladinih organa (gomolj,lukovice...) - u amiloplastima se pretvara u krobna zrnca - rezervni (sekundarni) krob

sinteza kroba POLIMERIZACIJA

n C6H12O6 n H2O + (C6H10O5) nglukoza krob

AMILOZA - forma dugakog ravnog lanca kroba

J-KJ - modra boja AMILOPEKTIN - forma kompaktnog i razgranjenoglanca kroba

J-KJ - violetnu boju -krobno ljepilo


5/22

27.5.2013

5

krobna zrnca

1. centar formiranja2. slojevi kroba 3. zajedniki slojevi

prosto krobno zrnce

sloeno krobno zrnce

polusloeno skrobno zrno

krobna zrnca


6/22

27.5.2013

6

-ivotinjski analog krobu- polimer glukoze- sadre ga i mnoge gljive- u kraljenjaka miii jetra- po strukturi slian amilopektinu

- daje oblik - vrstou biljne stanice- oko 50% C u biljkama u sastavu celuloze

- stanine stjenke - (20-40%)- mikrofibrile matriks stanine stjenke vrstoa- nepropusnost za veinu slojeva propusne za vodu i neke otopine

- ivotinje, gljive i bakterije izvor hranidbenih tvari

- enzim celulaza vlakna - peristaltika crijeva - K, B1, -B12


7/22

27.5.2013

7

- kaloza amorfni polimer glukoze(posljedica stresa - sitaste cijevi u floemu)

- inulin polimer fruktoze (priuvna hrana Asteraceae gomolji ; Dahliasp.)

- hitin slian celulozi nitasta struktura(gljive, artropodi -lankonoci vanjski dio skeleta)

- polimer - N- acetilglukozamin

LIPIDI- ne topljivi u vodi -topljivi u organskim otapalima1. Masti ( maslac i salo, jednostavne i

sloene)2. Ulja (maslinovo, sojino, suncokretovo,

buino..)

3. Vosak (alkohol+m.k., pelinji - u uima)4. Fosfolipidi (vani sastojci biolokihmembrana)

5. Steroidi (ukljuuju neke vitamine,hormone i kolesterol - sastojak biolokihmembrana)


8/22

27.5.2013

8

- Jednostavne masti

masti, ulja, vosak i vie masne kiseline- stearinska

- palmitinska- oleinska Sloene masti- - fosfolipidi - lipoproteidi - steroidi vitamini hormoni - kolesterol -lipidi - esteri m.k. i alkohola (trovalentnog) Esterifikacija

masna kiselina + glicerol ester + voda

- Lipaza - enzim (ester - esteraze-)- lipidi sastavni dio protoplazme

TRIGLICERIDI masti i ulja (tekue ili kruto stanje -20 C) -krute masti zasiene m.k. (bez dvostrukih veza) -ulja nezasiene m.k. jedna ili vie dvostrukih

veza - vie nezasienih m.k. (masti) toka topljivosti

nia


9/22

27.5.2013

9

-rezervna energija u biljaka i ivotinja-hibernacija (lipidi - C-H i C-C; -puno energije- ugljikohidrati C-O malo energije)

trigliceridi - nepolarne molekule -netopljive u vodi-manje gustoe (plutaju po vodi)-sastavljeni su od: masnih kiselina + alkohola

MASNE KISELINE- kiselinski ostatak -COOH -R-COOH ; R vodik i alkilna skupina (-CH3, -C2H5) -R - C atoma (14-22) -m.k. - hidrofobni dio molekule masti

Alkohol u mastima glicerol gliceridi-trigliceridi VOSKOVI- mekana i kruta tvar netopljiv u vodi

- kutikula -zatitna barijera nepropusna za vodu (listovi,plodovi )


10/22

27.5.2013

10

FOSFOLIPIDI -2 lanca m.k. molekula glicerola

3 C atom vezana P skupina organsku polarnumolekulu

-hidrofilni (glava) i hidrofobni (rep)

-U vodenoj sredini okrugle strukture - micele- hidrofilne glave u vodi- hidrofobni repovi od vode-temelj grae svih biolokih membrana


11/22

27.5.2013

11

STEROIDI lipidni spojevi bez duika

- netopljivi u vodi(topljivi u uljima i lipidnim membranama)

- ishodine molekule u sintezi vanihbiolokih molekula

- nositelji regulacijskih funkcija(brz ulaz i izlaz iz i u stanicu)

- spolni hormoni(estrogen i testosteron, vitamini A, E i D)

-KOLESTEROL-(steroid)- (biljke i ivotinje)-gradbena jedinica stanine membrane (fluidnost)-zasiene masti (meso, jaja)

fitosterin (biljni steroidi)-ergosterin (matina tvarantirahitinog vitamina D)

LIPOPROTEIDI

UGLJIKOHIDRATI I LIPIDI- graa stanice, pohrana i uporaba energije


12/22

27.5.2013

12

Proteini sloenost organizama

Kemijski sastav: C, O, N, H, P, S- broj molekula (od 10 100 milijuna)- oblik i funkcija stanice ovisi o proteinima- Enzimi -Podjedinice: aminokiseline -peptidne veze-C atom -3 veze: amino skupina karboksilna skupina i H,

etvrta veza s nekim drugim radikalom(to je ono po emu se razlikuju AK)


13/22

27.5.2013

13

ESENCIJALNE AMINOKISELINE U OVJEKA:

-raznolike kombinacije1. Arginin 11. Asparagin2. Histidin 12. Asparaginska kiselina3. Izoleucin 13. Cistein4. Lizin 14. Cistin5. Metionin 15. Glutamin6. Fenilalanin 16. Glicin7. Treonin 17. Hidroksiprolin8. Triptofan 18. Prolin9. Valin 19. Serin10. Alanin 20. Tirozin -proteini sadre od 100 do 10 000 AKSvaka kombinacija odreuje specifinu vrstu proteina

-arolikost ivoga svijeta -

-Graa proteina-N kraj - (NH3 -skupine krajnje AK)-C kraj (COOH skupina krajnje AK)Polipeptidni lanac raste dodavanjem AK na C- kraj


14/22

27.5.2013

14

Primarna struktura-jedinstvena kombinacija AKodreujeprimarnu strukturu(veina proteina sadri od 100 do 600 AK)(svaki protein ima svojuposebnu konstantu strukturu)

Sekundarna struktura- petlje H - veze izmeu AK - AK- omotana oko sebe - heliks-mioglobin protein u miiima ivotinja-keratin kosa, nokti, rogovi,kopita

-slabe H veze stvaraju helikse (primjer: kosa rastegnuta ili

kovravazagrijavanjem kidaju se Hveze ) odmatanje heliksa i rastezanje

polipeptidnih lanaca -keratin se ohladi heliks oblik etki

naborani sloj- fibrion svila


15/22

27.5.2013

15

Tercijarna struktura proteina

odreuje jedinstveni trodimenzijski oblikmolekule - funkciju u stanici

-Kvarterna struktura- molekula hemoglobina


16/22

27.5.2013

16

-proteini trodimenzijski oblik - - slijed AK ne odreuje vie stupnjeveorganizacije

-ali odreuje pojedinana svojstva svakevrste proteina

-bez obzira kakva je funkcija proteina- svojstvo proteina proizlazi izaminokiselinskog sastava

- u slijedu AK zapisan je potencijal nekemolekule da obavi funkciju -

- Globularni (kuglasti) proteini topljivi u vodi -hidrofilne skupine s AK izvana - hidrofobne AK u suhoj unutranjosti

molekule enzimi ubrzavaju reakcije - protutijela imunosni odgovor

- Vlaknasti (izdueni) proteini netoplijivi u vodi -amorfni strukturni materijal keratin kolagen - vrstinu, fleksibilnost, oblik - aktin miozin - kontrakcija miia


17/22

27.5.2013

17

Nukleinske kiseline podjedinica: - nukleotid

( polinukleotidni lanac)FUNKCIJA:- odreuju i

reguliraju sintezu proteina- nosioci nasljedne upute -odgovorni za njezin prijenosiz jedne u drugu generacije

NASTANAK U JEZGRI:

sinteza DNK replikacija

sinteza RNK transkripcija

Graa nukleotida1. Duina baza

a) purini (A-adenin, G-gvanin)b) pirimidini (C-citozin, T-timin, U-uracil)

2. eer: deoksiriboza (DNK) ili riboza (RNK)

3. Fosfat (PO43-)


18/22

27.5.2013

18

Struktura DNK- 2 polinukleotidna lanca- dvolanana

Bakteriofagi-jednolanana

- okosnica - eeri deoksiriboze

- fosfodiesterske veze(3-OH sa- 5' OH susjedne)

-Polimerizacija :

-53rastueg lanaca

-svaki lanac ima svoj smjer odreen nainom vezanja C-atoma eera i P-grupa

-nukleotidi se uvijek dodaju na-3' kraj (prima) rastueg lanca

-drugi lanac 5' kraj

-Lanac moe rasti samo 3' OH -samo u jednom smjeru


19/22

27.5.2013

19

-James Watson i Mauricie

Crick (1953)-trodimenzijska struktura DNK

1962 Nobelova nagrada zarazjanjenje strukture-po tome modelu DNK je:

a) -dvolanana uzvojnicaheliks mogu se odvojitiodmotavanjem

-dva lanca su spiralnozavijena jedan okodrugoga i oko zajednikeosi

b)-duine baze - unutranjost uzvojnice

P-skupine i eeri -vanjskastrana

-ravnine baze okomite na osuzvojnice

-promjer uzvojnice oko 2nm

-razmak izmeu (vertikalno) baza0,34 nm

-pojedini odsjeci molekule imaju(imaju jednak oblik i veliinu) ponavljaju se u parovima

-svaki odsjeak sastoji se od 10parova baza (3,4 nm)


20/22

27.5.2013

20

c)-vodikove veze izmeuspecifinih parova baza-A : T = 2 H-veze- C : G = 3 H-veze

-sparivanja baza najvanije jesvojstvo molekule DNK- Osigurava: -tijekom replikacije- identine molekule DNA

d)-specifino sparivanje parovabaza

-redoslijed nukleotida u jednomlancu- odreuje sekvencu drugog lanca

dva lanaca su komplementarna

-e)-baze u lancu se mogu sparivati samo ako su molekule eera u suprotnom

smjeru

-dva su lanca antiparalelna tj.suprotnog smjera polimerizacije

-u bakteriofga DNK krune molekule

-u ostalih organizama u obliku niti u jezgri su niti DNK pakirani na odreeni nain


21/22

27.5.2013

21

Struktura RNK

- jednolanana- eer riboza- timin zamijenjen uracilom

- (A-U)

- u jezgri i citoplazmi-rRNK; mRNK, tRNK-nastaju transkripcijom jednog od lanaca DNK ujezgri

Ribosomska (rRNK)-zajedno sa proteinima ulazi

u sastav ribosomskepodjedinice

Glasnika - (mRNK)- prenosi poruku s DNK na

ribosome- sintetizira se protein- najdua, jednolanana

- kodon


22/22

2. kemijska osnova Života

Documents