Aminokwasy:
· Są aminami i kwasami karboksylowymi,
· Aminy to pochodne amoniaku (NH3).
(ma dwa wolne elektrony) → H
Kation wodowu ma lukę elektronową
· Aminy mają charakter zasadowy, zdolność przyłączania protonu.
Tam, gdzie jest azot – charakter zasadowy.
Grupa karboksylowa – charakter kwasowy (obecność wodowu).
Grupa aminowa – charakter zasadowy.
Związki amfoteryczne – mają charakter kwasowy i zasadowy.
Aminokwasy w organiźmie – jest ich 20. Charakter alfaaminokwasów (grupa aminowa znajduje się na pierwsyzm węglu).
Jon obojniaczy – aminokwas ma ładunek zarówno dodatni jak i ujemny.
Punkt izoelektryczny – średnia argometryczna Pka dla grupy aminoqwej i karboksylowej.
Stala dysocjacji - stała równowagi reakcji dysocjacji czyli rozpadu związków chemicznych na poszczególne jony, pod wpływem rozpuszczalnika, lub pod wpływem np. działania silnego pola elektrycznego.
Węgiel asymetryczny – ma właściwości optyczne.
Wzór ogólny aminokwasu:
Aminokwasy – związki optycznie czynne.
Systematyka aminokwasów:
· Polarne – dysproporcja grup,
· Niepolarne (egzogenne) – 8 z żywienia na 1 grupę aminową przypada 1 grupa karboksylowa.
Aminokwasy polarne:
· Kwaśne – asparaginowy – glutaminowy,
· Zasadowe – arginina, lizyna, histydyna,
· Obojętne – treonina, tyrozyna, cysteina, glutamina, asparagina.
Betaina glicyny – jest neuroprzekaźnikiem w ośrodkowym układzie nerwowym.
Biosynteza mocznika – zdolność organizmu do usuwania moczu.
Podaż aminokwasów:
1. Minimum białkowe – białka pełnowartościowe.
2. Trawienie w przewodzie pokarmowym: 1 etap pepsyna (żołądek), 2 etap trypsyna, chymotrypsyna (dwunastinica), karboksypeptydaza (trzustkowa) – produktami są oligopeptydy, 3 etap aminopeptydazy, karboksypeptydazy i dwupeptydazy (sok jelitowy) – powstają wolne aminokwasy.
3. Część aminokwasów przechodzi przez wątrobę w formie niezmieniowej, a następnie dociera z krwią do tkanek obwodowych.
4. Aminokwasy krwi przechodzą do moczu pierwotnego, skąd ulegają resorpcji zwrotnej, w kanaliku proksymalnym w ilosciach okreslonych tzw. progiem nerkowym. Zwiększona ilość aminokwasów w moczu nosi nazwę aminoacidurii lub z przelewu.
5. Równowaga azotowa – jest stanek, w którym ilość związków azotowych pobieranych i wydalanych pozostaje w równowadze. Przewaga azotu pobieranego nad ilością wydalaną świadczy o bilansie dodatnim.
Pamiętać:
· 20 aminokwasów budujących białka,
· Przemiany metaboliczne aminokwsów na dwóch drogach,
· Kreatyna.
Peptydy
· Mocznik jest produktem detoksykacji organizmu. Wydalany jest dzięki nerkom. Jest ciałem stałym.
· Kreatyna jest nierozpuszczalna w wodzie.
· Trzy związki azotowe niebiałkowe: mocznik, kreatynina i kwas moczowy.
· Produkty kondensacji aminokwasów – peptydy.
· Peptydaza – droga enzymatyczna.
· Peptydy – nazywamy od nazwy aminokwasów + końcówka –ylo np. glicyno alanina (gliAla).
· Reakcja biuretowa – reakcja z jonami miedzi daje kompleks barwy fioletowej.
Aminokwasy
Hemoproteiny
Kwasy nukleinowe
Biosynteza, rola i katabolizm nukleotydów purynowych
1. Synteza de novo w ilości 10-15% rozpoczyna się od rybozo-5-fosforanu,który ulega przekształceniu do 5-fosforybozo-1-pirofosforanu w obecności ATP. Po zamianie reszty pirofosforanowej na grupę aminową (z glutaminy) powstaje pierścień imidazolowy, a następnie pirymidynowy. Powstaje inozynomonofosforan (IMP). IMP jest prekursorem AMP, XMP (ksantozyno-5’-monofosforan), którego powstaje GMP.
2. Pozostała część puryn (85-90%) powstaje w wyniku przeniesienia rybozo-5-fosforanu z fosforybozopirofosforanu (PRPP) na odpowiednią zasadę z wydzieleniem pirofosforanu.
3. Powstałe w cytozolu nukleotydy po przekształceniu w trifosforybonukleo- tydy służą do syntezy RNA, a po przekształceniu w dezoksyrybonukleo- tydy (w obecności tioredoksyny) i ufosforylowaniu tworzą DNA.
4. Ufosforylowane nukleotydy, głównie ATP i GTP są nośnikami energii i aktywatorami, np. aminokwasów; są cząsteczkami sygnałowymi dla enzymów allosterycznych.
5. Nukleotydy adenylowe budują koenzymy (NAD+, NADP+, FAD).
6. Człowiek nie rozkłada puryn ale wydala je w postaci kwasu moczowego, który może być przyczyną kamicy moczowej, skazy moczanowej, artretyzmu.
1st Dwutlenek węgla i amoniak w obecności ATP tworzą karbamylofosforan, który ulega przeniesieniu na kwas asparaginowy, dając kwas dihydroorotowy. Kwas ten po odwodorowaniu tworzy kwas orotowy, który po związaniu z fosforybozopirofosforanem (PRPP) tworzy nukleotyd orotowy. Po jego dekarboksylacji powstaje kwas urydynomonofosforowy (UMP). UMP po ufosforylowaniu do UTP ulega przekształceniu w CTP, a ten po metylacji w TTP.
2nd UDP i CDP pod działaniem tioredoksyny tracą tlen przy C2 rybozy i tworzą dUDP i dCDP, które po ufosforylowaniu służą do biosyntezy DNA.
3rd Struktura pirymidyny ulega całkowitej degradacji . Cytozyna traci amoniak i przechodzi w uracyl. Utlenianie (oksygenazy) uracylu powoduje pękanie wiązania między N1 i C6. Z uracylu powstaje kwas ureidopropionowy, a z tyminy kwas ureidoizomasłowy, które po utracie amoniaku i CO2 tworzą β-alaninę lub kwas β-aminoizomasłowy, a następnie kwas malonowy lub metylomalonowy. Po dekarboksylacji obu kwasów powstają odpowiednio kwas octowy i propionowy.
1. DNA jako nośnik informacji genetycznej zawiera adeninę, guaninę, cytozynę i tyminę połączone z rdzeniem dezoksyrybozofosforanowym.
2. RNA zamiast tyminy (T) zawiera uracyl (U), a zamiast dezoksyrybozy – rybozę.
3. Komplementarne sekwencje nukleotydowe w podwójnej nici DNA stanowią: adenina (A) – tymina (T), guanina (G) – cytozyna (C), natomias w RNA uracyl (U) zamiast tuminy. Obie nici DNA łączą się wiązaniami wodorowymi między A-T (2 wiązania) i G-C (3 wiązania). Każda z nici jest zorientowana w przeciwnym kierunku (antyrównolegle). Informacja genetyczna jest zakodowane w sekwencji zasad wzdłuż nici polinukleotydowej. Cząsteczki RNA są jednoniciowe chociaż mogą mieć odcinki dwuniciowe w wyniku zwijania się łańcucha.
4. Replikacja DNA jest podwajaniem jego ilości przez polimerazy instruowane przez matrycę. Każdy łańcuch rodzicielski stanowi matrycę dla nowego łańcucha komplementarnego. Replikacja DNA jest procesem semikonserwatywnym.
5. Ekspresja genów jest przekształceniem informacji zawartej w DNA w funkcjonalne cząsteczki białkowe w procesie transkrypcji i translacji. Transkrypcja jest to synteza mRNA zgodnie z matrycą DNA. Translacja to synteza białka na matrycy mRNA.
6. Sekwencje aminokwasowe są kodowane przez grupę trzech zasad (triplety, kodony) w ilości 64. Trzy kodony (UAA, UAG, UGA) są sygnałami terminacji syntezy polipeptydów.
7. Większość genów u Eucariota jest mozaiką intronów (sekwencje niekodujące) i egzonów (sekwencje kodujące).
Ilość i rozmiary DNA.
1. Ilość DNA w komórce jest stała u danego gatunku.
2. U Procariota DNA o m. cz. 2 x 109 Da tworzy jedną spiralę (helisę) zlokalizowaną w jednym chromosomie.
3. U Eucariota DNA tworzy podwójne spirale, których liczba odpowiada liczbie chromosomów.
4. DNA człowieka o m. cz. 3 x 1012 Da jest zbudowany z ok.. 5,5 x 109 par zasad i jest skupiony w 46 chromosomach (22 pary autosomalne oraz XX i XY). DNA z każdego chromosomu, po rozwinięciu, może tworzyć nić o dł. 4 cm (4 x 46 = ok.. 200 cm), w której mieści się 106 par genów.
5. Upakowanie cząsteczek DNA jest wynikiem obecności histonów o m. cz. 10-20 kDa i pI = ok.. 10. Wyróżnia się 5 klas histonów: H1 (bogaty w lizynę), H2a, H2b, H3, H4 (bogaty w argininę). DNA łącząc się z histonami tworzą nukleoproteiny.
6. Podczas syntezy kwasów nukleinowych wolne grupy aminowe lizyny, histydyny i argininy acetylacji i metylacji, natomiast hydroksyle seryny – fosforylacji. Histony jako represory genów hamują powstawanie mRNA na matrycy DNA przez polimerazę RNA.
Charakterystyka DNA
1. W chromatynie podwójne nici DNA tworzą superhelikarne struktury guzełkowe zwane nukleosomami. Na jeden nukleosom przypada 200 par zasad, z których 140 tworzy guzełek opleciony 4 parami histonów. Odstęp między guzełkami liczy 60 par zasad. To umożliwia zwinięcie długich nici DNA w chromosomie. Chromosomy w stadium spoczynkowym tworzą chromatynę jądrową (DNA : histony : białka niehistonowe : RNA = 10 : 11,4 : 3,3 : 0,7).
2. Mitochondrialny DNA (mtDNA) m.cz. 10 x 106 Da, kolisty (podwójna spirala), występuje w liczbie 4-6 kopii na mitochondrium.
3. Komplementarny DNA (cDNA) jest produktem odwrotnej transkrypcji na matrycy mRNA. Nie posiada intronów.
4. Bakteryjny DNA występuje w pojedynczym chromosomie w postaci dużej cząsteczki kolistej. U E. coli o m. cz. 2,8 x 109 Da zawiera 4 x 106 par zasad.
5. Wirusowy DNA (bakteriofaga E. coli) tworzy podwójną spiralę o m.cz. 32 x 106 Da, 17,2 µm. W wirusach chorobotworczych DNA wystepuje w glowce otoczonej kapsydem bialkowym wiazacym receptory blonowe komorek wrazliwych na zakazenie, smierc lub transformacja komorki.
Charakterystyka RNA
1st Heterogenny, jądrowy RNA (hnRNA) jest prekursorem mRNA (5000 – 50 000 nukleotydów). Okres półtrwania ok. 1 min. Następuje usuwanie intronów (pętli i pofałdowań) a pozostawienie sekwencji kodujących (eksonów).
2nd &#x...
brit-85