Chemické složení organismů

» BIOGENNÍ PRVKY• makrobiogennímakrobiogenní prvky (makroelementy) 

– desítky procent těl živých organismů

– C, H, O, N, P, S, 

• oligobiogenníoligobiogenní prvky (oligoelementy)– ionty K, Cl, Na, Mg, Ca,Fe

• mikrobiogennímikrobiogenní prvky (mikroelementy) 

– I, B, Cu, Zn, Mn, Co, Se, Si apod.

» ANORGANICKÉ SLOUČENINY• voda - většina hmoty aktivních organismů

(suché jen neaktivní útvary – semena, plody) – 60% - 90% hmotnosti organismů (zbytek sušina)– součástí každé buňky– nejdůležitější anorganická sloučenina– podmiňuje metabolické děje a účastní se

metabolických reakcí – reakční prostředí– transport látek (rozpouštědlo)– termoregulace

» ANORGANICKÉ SLOUČENINY

• CO2

• nerozpustné soli - základ vnější či vnitřní kostry– 1 - 10 % sušiny– uhličitan a fosforečnan vápenatý– oxid křemičitý apod.

» BIOMAKROMOLEKULY• 3 základní funkce: - stavební - buněčné struktury i mezibuněčná hmota

- energetická –zdrojem E pro životní děje - řídící – regulace metabolismu (→ životní projevy)

• 4 základní druhy biomakromoleku– cukry (sacharidy)– tuky (lipidy)– bílkoviny (proteiny)– nukleové kyseliny

Sacharidy • 9% těla• rychlý zdroj energie (glykogen)• zásobní funkce (škrob, glykogen) • stavební funkce (celulóza, chitin) • polyhydroxyderiváty aldehydů nebo ketonů• monosacharidymonosacharidy

– (5 nebo 6 C)– glukóza (hroznový cukr), fruktóza (ovocný cukr), galaktóza

– ribóza, deoxyribóza

Sacharidy • disacharidydisacharidy

– dva monosacharidy– sacharóza (řepný / třtinový cukr) – glukóza + fruktóza – maltóza (sladový cukr) – glukóza + glukóza – laktóza (mléko) – glukóza + galaktóza

• polysacharidypolysacharidy – více monosacharidů– škrob – glykogen – celulóza, chitin

• glykoproteiny = bílkovina + cukr

Lipidy• 8% těla• zásobní látky• pomalý zdroj energie• termoizolace, mechanická ochrana • stavba membrán (fosfolipidy) • estery vyšších mastných kyselin a glycerolů

Lipidy1) JEDNODUCHÉ LIPIDY

- Tuky a oleje - estery mastných kyselin s glycerolem- Vosky - estery mastných kyselin a primárních nebo sekundárních alifatických alkoholů

2) SLOŽENÉ LIPIDY- Fosfolipidy– C řetězec mastné kyseliny a zbytek kyseliny fosforečné– hydrofóbní ocas (řetězec MK) a hydrofilní hlavička (fosfát)– tvoří membrány

fosfolipidy

Lipidy2) SLOŽENÉ LIPIDY

- Lipoproteiny= lipid + protein– součást b. membrán, cytoplazmy a krevní plazmy (transport)

- Glykolipidy= lipid + sacharid– podobné fosfolipidům– na glycerol je navázán oligo- nebo mono-sacharid

→ polární konec

Proteiny • 12% těla

• stavební látky

• katalytická funkce (enzymy)– řídí metabolické děje

• transportní funkce (hemoglobin)

• obranná funkce (protilátky, fibrinogen, fibrin)

• regulační funkce (hormony)

• zdroj energie (při nedostatku sacharidů a lipidů)

Proteiny = kombinace 20 typů

aminokyselin (AK)– spojeny peptidickou

vazbou (E)

• typické a jedinečné prostorové uspořádání

• 10 esenciálních AK– arginin, histidin,

isoleucin, leucin, lysin, methionin, fenylalanin, threonin, tryptofan, valin

• jednoduché bílkoviny: – aktin, myozin (ve svalech) – elastin (pružnost pojiv) – kolagen (v kostech, kůži, šlachách) – keratin (vlasy, nehty, peří, srst) – fibrin, fibrinogen (srážení krve) – albumin, globulin (v mléce a vejcích) – histony – v jádrech

• složené bílkoviny: – lipoproteiny – glykoproteiny – chromoproteiny – hemoglobin, myoglobin (ve svalech),

hemocyanin

Proteiny

Nukleové kyseliny

• uchování a přenos genetické informace

• dva typy: DNA, RNA– DNA v jádře a v plastidech a mitochondriích– teorie endosymbiózy

• RNA v jádře i

v cytoplazmě

(přesouvá se)

+ ribozomy

• složení:– cukr + fosfát + dusíkaté báze

= nukleotid

– nukleosid

= cukr + báze

Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny

• fosfát = kyselá část– esterovou vazbou na

5´ uhlík cukru

• cukr = sacharidová část– pentóza– 2-deoxy-D-ribóza– D-ribóza

Nukleové kyseliny

• dusíkatá báze = bazická část– deriváty purinu nebo pyrimidinu– N-glykosidová vazba na 1´uhlík cukru

adenin (A) guanin (G)

cytosin (C)uracil (U) thymin (T)

purinové:

pyrimidinové:

v DNA: A, G, C, T

v RNA: A, G, C, U

Nukleové kyseliny

• stavba– primární stavba = pořadí nukleotidů v řetězci

→ polynukleotidový řetězec• fosfodiesterová vazba:

fosfát na 5´ uhlíku a –OH skupina

na 3´ uhlíku předchozího nukleotidu

→ dva konce řetězce: 5´ a 3´

– sekundární stavba = uspořádání

řetězce v prostoru → šroubovice

5‘

3‘

5’konec

3’konec

Nukleové kyseliny• sekundární stavba

– DNA: pravotočivá

dvoušroubovice spojená

vodíkovými můstky

→ párování bazí

RNA DNA

ADENIN THYMIN

2 můstky

CYTOSIN GUANIN

3 můstky

= komplementarita bází→ řetězce jsoukomplementární a antiparalelní

5‘

3‘5‘

3‘

Nukleové kyseliny

• sekundární stavba– RNA: jednořetězcová,

různě smotaná

→ tři typy RNA (podle fce)

ADENIN URACIL

2 můstky

CYTOSIN GUANIN

3 můstky

Nukleové kyseliny

• typy RNA– mRNA (mediátorová)

• přenos gen. info z DNA

do proteinů• vznik v jádře• jadernými póry do cytoplazmy

– tRNA (transferová)• váže aminokyseliny• v cytoplazmě• páruje se s mRNA → řetězec aminokyselin = bílkovina

Nukleové kyseliny

• typy RNA– tRNA

• trojlístek (sek. struktura)

– rRNA (ribozomální)• součástí ribozomů

– velká a malá podjednotka– vazba mRNA a vznik bílkovin– 16S rRNA – základ dnešních systémů