ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Εισαγωγή Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών dna...
DESCRIPTION
ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Εισαγωγή Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών DNA και RNA : Μόρια της κληρονομικότητας Μυοσφαιρίνη και Αιμοσφαιρίνη Εισαγωγή στα ένζυμα Μηχανισμοί ενζυμικής δράσης Ελεγχος της ενζυμικής δραστικότητας Εισαγωγή στις βιολογικές μεμβράνες Βασικές αρχές του μεταβολισμού Γλυκόλυση - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΙΕισαγωγή
Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών DNA και RNA: Μόρια της κληρονομικότητας
Μυοσφαιρίνη και ΑιμοσφαιρίνηΕισαγωγή στα ένζυμα
Μηχανισμοί ενζυμικής δράσηςΕλεγχος της ενζυμικής δραστικότηταςΕισαγωγή στις βιολογικές μεμβράνες
Βασικές αρχές του μεταβολισμούΓλυκόλυση
Ο κύκλος του κιτρικού οξέοςΟξειδωτική φωσφορυλίωση
Η πορεία των φωσφορικών πεντοζών και γλυκονεογένεσηΦωτοσύνθεση
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
ΖΩΗ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑ….
“Τα ζωντανά πράγματα αποτελούνται από άψυχα μόρια” (Albert Lehninger)
“Η Χημεία αποτελεί την λογική των βιολογικών φαινoμενων” (Garrett and Grisham)
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΖΩΝΤΑΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
-Οι οργανισμοί είναι πολύπλοκοι με μεγάλο βαθμό οργάνωσης
-Οι βιολογικές δομές εξυπηρετούν λειτουργικούς σκοπούς
-Τα ζωντανά συστήματα συμμετέχουν σε ενεργειακούς μετασχηματισμούς
-Τα ζωντανά συστήματα έχουν μια εντυπωσιακή ικανότητα να αναπαράγονται
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
ΒΙΟΜΟΡΙΑ: Τα Μόρια της Ζωής
H, O, C και N συνιστούν το 99+% των ατόμων στο ανθρώπινο σώμα
Στοιχείο %Οξυγόνο 63
Υδρογόνο 25.2Ανθρακας 9.5Αζωτο 1.4
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
ΒΙΟΜΟΡΙΑ: Τα Μόρια της Ζωής
Ποια κοινή ιδιότητα των H, O, C και N καθιστά τα άτομα αυτά τόσο κατάλληλα για την Χημεία της Ζωής;
Απάντηση: Η ικανότητα τους να σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Ποιες είναι οι ενέργειες δεσμών των ομοιοπολικών δεσμών;
Δεσμός Ενέργεια kJ/molH-H 436C-H 414C-C 343C-O 351
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Ιεραρχία Βιομορίων
Απλά Μόρια είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την δημιουργία
πολύπλοκων δομών
• Μεταβολίτες και μακρομόρια
• Οργανίδια
• Μεμβράνες
• Η «μονάδα» της ζωής είναι το Κύτταρο
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Οι Ιδιότητες των Βιομορίων αντανακλούν την καταλληλότητα τους
για τις συνθήκες της Ζωής • Τα Μακρομόρια και οι δομικές τους
μονάδες έχουν «κατευθυντικότητα» • Τα Μακρομόρια περιέχουν πληροφορίες • Τα Βιομόρια έχουν χαρακτηριστική
τρισδιάστατη αρχιτεκτονική • Ασθενείς δυνάμεις διατηρούν την
βιολογική δομή και προσδιορίζουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Οι Ιδιότητες των Βιομορίων αντανακλούν την καταλληλότητα τους για τις συνθήκες της Ζωής
Σημαντικοί Αριθμοί!• van der Waals: 0.4-4.0 kJ/mole• Δεσμοί υδρογόνου: 12-30 kJ/mole• Ιοντικοί δεσμοί: 20 kJ/mole• Υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις: <40
kJ/mole
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Δυο σημαντικά σημεία σχετικά με τις ασθενείς δυνάμεις
• Η αναγνώριση των βιομορίων γίνεται μέσω ασθενών χημικών δυνάμεων
• Οι ασθενείς δυνάμεις περιορίζουν τους οργανισμούς σε ένα στενό φάσμα περιβαλλοντικών συνθηκών
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Οργάνωση και δομή των κυττάρων
• Προκαρυωτικά κύτταρα– Μια μόνο (πλασματική) μεμβράνη – Δεν έχουν πυρήνα ή οργανίδια
• Ευκαρυωτικά κύτταρα– Πολύ μεγαλύτερα από τα προκαρυωτικά – 103-104 φορές μαγαλύτερα!– Εχουν πυρήνα και πολλά οργανίδια – ER, Golgi, μιτοχόνδρια, κ.λ.π.
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Ιδιότητες του Νερού
• Υψηλό σ.ζ., σ.τ., θερμότητα εξάτμισης και επιφανειακή τάση
• Η κεκαμένη δομή το καθιστά πολικό
• Μη-τετραεδρικές γωνίες δεσμών
• Δότης και αποδέκτης δεσμού-Η
• Δυνατότητα σχηματισμού 4 δεσμών-Η ανά μόριο νερού
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Σύγκριση Πάγου-Νερού Δεσμοί-Η και κίνηση
• Πάγος: 4 δεσμοί-Η ανά μόριο νερού
• Νερό: 2,3 δεσμοί-Η ανά μόριο νερού
• Πάγος: Χρόνος ζωής δεσμού-Η περίπου 10μsec
• Νερό: Χρόνος ζωής δεσμού-Η περίπου 10 psec
• (10 psec = 0.00000000001 sec)
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Νερό ως διαλύτης
• Τα ιόντα είναι πάντοτε ενυδατωμένα μέσα στο νερό και φέρουν γύρω τους μια «σφαίρα ενυδάτωσης»
• Το νερό σχηματίζει δεσμούς-Η με πολικές ενώσεις
• Υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις – ένα «μυστικό της ζωής»
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις
• Μια μη-πολική ένωση «οργανώνει» το νερό
• Το πλέγμα των δεσμών υδρογόνου <επανοργανώνεται> για να δεχθεί την μη-πολική ένωση
• Αυτό αποτελεί μια αύξηση της «οργάνωσης» του νερού
• Δηλαδή μια ελάττωση της ΕΝΤΡΟΠΙΑΣ
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Αμφιπαθή Μόρια
• Αναφέρεται σε μόρια τα οποία περιέχουν
τόσο πολικές όσο και μη-πολικές ομάδες • Και επίσης σε μόρια τα οποία έχουν τάση
τόσο για πολικό όσο και μη-πολικό περιβάλλον
• Ένα καλό παράδειγμα είναι τα λιπαρά οξέα
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company
Biochemistry 2/e - Garrett & Grisham
Copyright © 1999 by Harcourt Brace & Company