predavanje-12
DESCRIPTION
12TRANSCRIPT
1
Ugljikohidrati Ugljikohidrati
(oligosaharidi i polisaharidi)(oligosaharidi i polisaharidi)
Nukleinske kiselineNukleinske kiseline
Doc. Dr. Azra TahiroviDoc. Dr. Azra Tahirovićć
Sarajevo, 02. 12. 2008. Sarajevo, 02. 12. 2008.
OligosaharidiOligosaharidi
• Oligosaharidi - složeni ugljikohidrati• Monomerne jedinice:
- monosaharidi C2 - C10
• Prema broju C atoma:– disaharidi– trisaharidi– tetrasaharidi itd.
• Najznačajnija grupa: DISAHARIDI
DisaharidiDisaharidi
• Formiranje disaharida:- Vezivanje dvije molekule monosaharida uz
izdvajanje molekule vode:
2 C6H12O6 - H2O → C12H22O11
DisaharidiDisaharidi
• Način povezivanja molekula monosaharida:
• glikozidne OH - grupe monosaharida
(trehalozni tip veze)
• glikozidna grupa jednog monosaharida sa
četvrtom OH - grupom drugog
monosaharida
(maltozni tip veze)
2
Formiranje 1,4Formiranje 1,4--glikozidne vezeglikozidne vezeVezivanje poluacetalne OH- grupa i alkoholne OH –grupe.
Maltoza je reducirajući šećer - ima jednu slobodnu poluacetalnu grupu.
maltoza
Formiranje 1,2Formiranje 1,2--glikozidne vezeglikozidne veze
Vezivanje dvije poluacetalne OH - grupe.
Saharoza je nereducirajući šećer - nema slobodnu poluacetalnu OH-grupu.
saharoza
Redukciona svojstva disaharidaRedukciona svojstva disaharida
Reducirajući šećeri
� Imaju slobodnu poluacetalnu OH-grupu.
� Ponašaju se kao reducenti ,te se mogu oksidirati do kiselina Fellingovim i Tollensovim reagensom.
� Predstavnici: maltoza, laktoza, celobioza.
Nereducirajući šećeri
� Nemaju slobodnu poluacetalnu grupu.
� Nemaju izražena redukciona svojstva i ne mogu se oksidovati Fellingovim i Tollensovim reagensom.
� Predstavnici: saharoza, trehaloza.
• Hidroliza – reakcija razlaganja molekule disaharida na dvije molekule monosaharida.
• Vrsta hidrolize:- enzimatska (cijepanje veze enzimima)
- kiselinska (cijepanje veze kiselinama)
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 +C6H12O6
Hidroliza disaharidaHidroliza disaharida
3
Predstavnici disaharidaPredstavnici disaharidaMaltoza
• (α-glukoza i α-glukoza)• 1,4 - glikozidna veza
Celobioza
•(β-glukoza i β-glukoza)
•1,4 -glikozidna veza
Saharoza (obični šećer)
•(α-glukoza i β fruktoza)
•1,2 - glikozidna veza
Laktoza (mliječni šećer)
•(β-glukoza i β-galaktoza )
•1,4- glikozidna veza
Strukturne formule disaharidaStrukturne formule disaharida
maltoza
celebioza
saharoza
DisaharidiDisaharidi
Maltoza
• Zastupljenost: slobodna, vezana (gradivna jedinica skroba)
• Dobivanje: katalizirana hidroliza (enzim dijastaza) skroba
(krompir ili žitarice - kukuruz, pšenica, ječam).
• Svojstva: bijela igličasta supstanca, topiva u vodi, slatka
ukusa, podliježe alkoholnom vrenju.
• Razlaže se pod uticajem enzima maltaze.
DisaharidiDisaharidiCelobioza
•Zastupljenost: gradivna jedinica celuloze; nema je u
slobodnom stanju u biljkama.
•Dobivanje: enzimatski katalizirana hidroliza celuloze (enzim
celulaza).
•Svojstva: kristalna supstanca, topiva u vodi, slatka ukusa, ne
podliježe alkoholnom vrenju kvašćevim gljivicama. Razlaže se
pod uticajem enzima beta-glukozidaze (celobiaza).
4
DisaharidiDisaharidi
Saharoza
• Naziv: obični šećer, šećer od trske, tršćani šećer
• Zastupljenost: biljke, šećerna repa (18%),
šećerna trska (15%).
• Svojstva: bijela, kristalna supstanca, topiva u
vodi, slatka ukusa, hidrolizira pod dejstvom
kiseline ili enzima invertaze ( smjesa glukoze i
fruktoze - invertni šećer).
PolisaharidiPolisaharidi• Opšte formule polisaharida:• n(C6H12O6) – (n-1) H2O (C6H10O5)n• n (c5H10O5) – (n-1) H2O (C5H8O4)n
Podjela polisaharida
Homopolisaharidiskrob
celulozapektiniinulin
glikogen
Heteropolisaharidiheparin
biljne gume
Osobine polisaharidaOsobine polisaharida
• makromolekule• čvrste supstance• netopive u vodi• grade koloidne rastvore• nemaju ukusa• nemaju reducirajućih sposobnosti• hidrolitički se razlažu (kiselinska ili enzimatska
hidroliza)
Uloga polisaharidaUloga polisaharida
• Rezerva energije ( skrob, glikogen)Glikogen – energetska rezerva u životinjskom organizmu;– rasprostranjen u protoplazmi;– deponuje se u jetri i mišićima.
• Gradivna uloga (celuloza, hemiceluloza)
• Transportna uloga - polisaharidi ćelijskog zida
5
SkrobSkrob
• Zastupljenost:
– korijen, sjemenke, plodovi biljaka– Hrana bogata skrobom:
• hljeb, tjestenina, pahuljice, brašno, krompir, povrće, mahunarke.
• Industrijske sirovine:
• kukuruz, krompir, pšenica, riža.
SkrobSkrob• Osobine:
– bijela, praškasta supstanca
– nije topiv u hladnoj vodi
– u toploj vodi daje koloidne rastvore (škrobni ljepak)
– nema redukcionih sposobnosti
– hidrolitički se razlaže na α-D-glukozu
– enzimski (enzim amilaza) na maltozu
• Upotreba: ishrana, dobijanje sirupa ili kristalne
glukoze (kiselinska hidroliza) za hranu, sredstva za
ukrućivanje ili adhezivi.
Struktura skrobaStruktura skroba• Amiloza • Zastupljenost: 20%
• Stepen polimerizacije: n = 100-1200– lančaste molekule– alfa 1,4 - veze– slabo topiva u vodi– stajanjem se taloži iz rastvora (nije stabilna)– sa jodom daje plavu boju– kiselinska hidroliza do glukoze
Struktura skrobaStruktura skrobaAmilopektin (izoamiloza)Zastupljenost: 80%
– Stepen polimerizacije: 300-6000– razgranate molekule– na 25 molekula formiranje 1,6 veze i grananje lanca– topive se u vodi– daje koloidne rastvore– rastvori su stabilni– sa jodom daje ljubičastu boju– kiselinska hidroliza do glukoze
6
DekstriniDekstriniProdukti postepene hidrolize skroba.• Prema stepenu hidrolize:
– amilodekstrini (ljubičasta boja )– eritrodekstrini (crvena boja)– ahrodekstrini (nema boje)
• Svojstva:– bijele, praškaste supstance– topivi u vodi
• Zastupljenost: – nalaze se u korijenu i plodovima biljaka.
CelulozaCeluloza• Najzastupljeniji polisaharid u prirodi• ½ ukupnog karbona u biosferi otpada na celulozu• 10% suho lišće
• drvenasta struktura biljaka 50%• pamučna vlakna 90 % (najčistiji prirodni oblik
celuloze). • Industrijske sirovine: pamuk, drvo• Uloga:
- osnovna gradivna jedinica biljaka- glavni sastojak ćelijske membrane biljaka
Osobine celulozeOsobine celuloze
• bijela, vlaknasta supstanca, bez ukusa i mirisa
• netopiva u vodi
• reagensi za otapanje: Švajcerov reagens, ZnCl2
• hemijski otporna na slabe kiselinem, baze
• gradi koloidne, viskozne rastvore
• hidrolizira (oksidirajuće kiseline i enzim celulaza)
• Ljudski organizam ne može fermentativno razlagati
celulozu ( ne posjeduje odgovarajući enzim).
Hemijski sastav celulozeHemijski sastav celulozeStepen polimerizacije: n = 600 - 2000
•1,4-β-glikozidna veza
•hidrolizom daje molekule β-glukoze
7
Struktura celulozeStruktura celuloze• Amorfna celuloza
(neorjentirana)
• Neorijentirani dijelovi
Kristalna celuloza (miceli)
•Orijentirani djelovi povezani vodikovim vezama
•Vlakno: 40-60 molekula
•Micela: 50 nm dužina
•Dužina vlakna: 400 nm
Struktura celulozeStruktura celulozeHidrogenske (vodikove) veze
•Povezuju molekule celuloze u kristalnoj celulozi (0,25 nm razmak).�Hidratacija celuloze:
•vezivanje vode na molekule celuloze;•daju higroskopnost amorfnom dijelu celuloze.
Vodikove veze izmedu molekula celuloze
Pektinske materijePektinske materije• Homopolisaharidi
• Zastupljenost: korijen, stablo, plodovi.• Hemijska struktura: poligalakturonske kiseline
(10-15 molekula D-galaktouronskih kiselina povezanih β-glikozidnom vezom. )
• Poligalakturinska kiselina - pektinska kiselina.• Soli pektinske kiseline - pektati. • Esteri poligalakturionske kiseline sa metilalkoholom –
pektininska kiselina.• Soli pektininske kiseline – pektinati.
Pektinske materijePektinske materije
Protopektin
•Hemijski sastav: pektininska kiselina vezana s celulozom.
-Vezivanje: estersko, etersko
vezivanje, vodikove veze
-Topivost: nije topiv u vodi
Uloga pektina :
•sljepljivanje zidova ćelija;
•izmjenjivači iona u ćelijskim membranama;
•adsorpciona sposobnost dlačica korjena prema ionima .
8
Ostali polisaharidiOstali polisaharidi
Inulin
• Zastupljenost: biljke ( maslačak, cikorija). Hidrolizom daje
fruktozu i malo glukoze.
Biljne gume
• Pentoze, heksoze, uronske kiseline
Gumiarabika - najvažnija biljna guma, dobiva se iz kore akacija
gdje se nalazi u obliku kalcijumove soli arabinske kiseline.
– Ostale biljne gume: guma šljive, breskve, višnje
– Upotreba: ljepila, sredstva za zgršnjavanje
• Biljne sluzi
– polisaharidi, uronidi, bjelančevine
– topive u vodi
– grade viskozne rastvore
NNukleotidiukleotidi
Nukleotid- heterociklička baza- riboza ili dezoksiriboza (pentoza)- fosfatna kiselina
Podjela:- mononukleotidi (jedna molekula nukleotida)- dinuklotidi (dvije molekule nuklotida)- polinuklotidi (više molekula nuklotida)
- DNK, RNK (nukleinske kiseline)
Nukleotidi i nukleozidiNukleotidi i nukleozidi
NUKLEOTID
HETEROCIKLIČKABAZA
PENTOZAFOSFATNAKISELINA
PURINSKA PIRIMIDINSKA RIBOZA
DEZOKSIRIBOZAADENINGUANIN
CITOZINTIMIN
URACIL
NUKLEOZID - HETEROCIKLIČKA BAZA + PENTOZA
HeterocikliHeterocikliččke bazeke baze
adenin guanin
purinske baze
citozin timin uracil
pirimidinske baze
9
PentozePentoze
riboza
dezoksiriboza
Formiranje nukleozidaFormiranje nukleozidaHeterociklička baza + pentozaTip veze: N-glikozidna veza
Glikozidna grupa pentoze+ H atom na 9 atomu N purinske baze ili 3 atom N pirimidinske baze
Ime nukleozida
Adenozin
Guanozin
Citidin
Uridin
timidinNukleozid s purinskom bazom
Nukleozid s pirimidinskom bazom
Formiranje nukleotidaFormiranje nukleotida• Vezivanje pentoze nukleozida s fosfatnom kiselinom.• Tip veze: esterska veza• OH- grupa na 5. C - atomu pentoze s OH -grupom
kiseline.
Nukleozid s purinskom bazom Nukleozid s pirimidinskom bazom
Formiranje adenozinFormiranje adenozin--fosfatafosfata
10
Formiranje polinukleotidaFormiranje polinukleotida• Estersko povezivanje fosfatne kiseline jednog nukleotida sa OH
- grupom pentoze (C3”) drugog nukleotida.
Podjela nukleinskih kiselinaPodjela nukleinskih kiselina• Dezoksiribonukleinske kiseline (DNK)
– Dezoksiriboza– Heterocikličke baze:
• purinske: adenin (A), guanin (G)• pirimidinske: citozin (C), timin (T)• dva lanca nukleotida
• Ribonukleinske kiseline (RNK)– Riboza– Heterocikličke baze:– purinske: adenin (A), guanin (G)– pirimidinske: citozin (C), uracil (U)– jedan lanac nukleotida
Struktura DNKtimin adenin
citozin guanin
dezoksiriboza
dezoksiriboza
dezoksiriboza dezoksiriboza
Struktura DNK
Formiranje dvostruke spirale (heliksa)
11
•Biosinteza DNK- replikacija
•Enzim: DNK polimerazaPrikaz sinteze nove molekule DNK na bazi transkripcije gena.
DNK kiselinaDNK kiselinaDNK• Jedro ćelije (hromozomi)• 10 000 nukleotida• Mr = 1 ·106 – 3·106
• Geni• Nosilac nasljednih osobina
RNK kiseline
Nalaze se u citoplazmi, ribozomima.
Funkcija
•prenos genetičke informacije od DNK na ribozome
•transport aminokiselina do mjesta sinteze bjelančevina
•sinteza bjelančevina u ribozomima
Vrste RNK kiselina i ulogaVrste RNK kiselina i uloga• RNK
– Ribozomalna RNK(rRNK)
• Mr = 30 000 – nekoliko miliona• preko 6000 nukleotida• najzastupljenija RNK• izgrađuje ribozome (65% udio)
– Transportna (solubilna) RNK(tRNK)
• 75 nukleotida• prenosi aminokiseline do mjesta sinteze proteina
(nosi genetski antikod)• Mr = 20 000 - 30 000• nalazi se u citoplazmi
Vrste RNK kiselina i ulogaVrste RNK kiselina i uloga
– Informaciona (matrična) RNK (mRNK)-
• 1200 nukleotida• 5% ukupne RNK• Mr = 300 000 -500 000• Radna kopija DNK
–nosilac genetske informacije u sintezi bjelančevina (nosi genetski kod-triplet baza)
–određuje redosljed vezivanja aminokiselina u peptidnom lancu