Biomolekulide üldine ehitus ja ülesanded

#5

Koostas: Jana Pavlenkova

Süsiniku tähendus

1. Süsinik võib moodustada neli kovalentset sidet

2. Mitepolaarsete kovalentsete sidemetega ühendatud aatomid moodustavad ahelakujulisi, hargnevaid ja tsüklilisi molekuleid

3. Heterotsükliliste molekulide tsükli koostisse kuuluvad ka teised elemendid

Biomolekul

Sisaldab alati süsinikku (C) Moodustub organismis Sisaldab rakkudele kättesaadavat

energiat.

Peamised biomolekulid: süsivesikud e sahhariidid, valgud, lipiidid, nukleiinhapped

Biomolekulide telliskivid e monomeerid

Monomeer Polümeerid

Aminohapped Valgud

Suhkrud (monosahhariidid)

Polüsahharidiid, nukleiinhapped

Glütserool, rasvhappejäägid

Lipiidid

Aromaatsed amiinid Nukleiinhapped

Süsivesikud

On looduses enamlevinud orgaanilised ühendid: taimedes 75..90%, loomorganismides kuni 2%, mikroorganismides 12..28%, seentes 3%.

SÜSIVESIKUD e SAHHARIIDID

MONOSAHHARIIDIDOLIGO-

SAHHARIIDIDPOLÜSAHHARIIDID

Riboos ja desoksüriboos

Glükoos jafruktoos

MALTOOS, SAHHAROOS

LAKTOOS

TÄRKLIS,GLÜKOGEEN,TSELLULOOS,

KITIIN

Monosahhariidid

Väga aktiivsed, reaktsioonivõimelised, esinevad tsüklilisel kujul

Näided: Glükoos e viinamarjasuhkur Fruktoos Riboos ja desoksorüboos

Oligosahhariidid

Koosnevad kahest-kolmest monosahhariidijägist

Näided: Sahharoos Maltoos Laktoos

Polüsahhariidid

Monosahhariidjäägid on seotud glükosiidsidemetega pikkadeks ahelateks.

Näided: Tärklis Glükogeen Tselluloos Kitiin Inuliin

Süsivesikute funktsioonid

Energeetiline – 1 g = 17,6 kJ Struktuurne – kitiin, tselluloos

taimerakukestades Ligimeelitav – õistaimede nektaar Varuaine – taimedes tärklis ja inuliin, seentes

ja loomades glükogeen Kaitsefunktsioon – taimede rakutsütoplasma

suhkrustamine Toitefunktsioon - piimasuhkus Biosünteetiline – lähteaineks teiste ühendite

sünteesiks; fotosüntees Bioregulatoorne – süsivesikud on hormoonide

koostises

LIPIIDID

on hüdrofoobsed ained, mis ei lahustu vees, organilistes lahustites.

on alkoholi ja rasvhapete estrid:Lipiid = alkohol + rasvhappejäägid

Lipiidide liigitus

Lipiidid

Lihtlipiidid Liitlipiidid Steroidid

glükolipiidid fosfolipiididVahad

Taimsed

Loomsed

Neutraalrasvad

rasvad

Õlid

Neutraalrasvad = glütserool + rasvhappejäägid

Loomsed tahked rasvad - küllastunud rasvhapetes esinevate süsiniku aatomite vahel on üksiksidemed

Taimsed õlid (seemnetes) – küllastunud rasvhapetes esinevate süsinike aatomite vahel kaksiksidemed

Vahad = pikaahelaline ühehüdroksüülne alkohol + rasvhappejäägid

Taimsed vahad täidavad kaitsefunktsiooni

Loomne vaha näiteks mesilastel, millest nemad valmistavad oma kärjed

Liitlipiidid

Fosfolipiidid = glütserool + rasvhappejääk + fosforhappejääk

Glükolipiidid = glütserool + rasvhappejääk + glükoosijääk

Steroidid

Steroidid on vees lahustumatud tsüklilised ühendid, mis esinevad loomakudedes

Neerupealiste hormoonid, testosteroon ja östrogeen

D-vitamiin moodustub nahas ultraviolettkiirguse toimel

Steroid - kolesterool

Kuulub loomsete biomembraanide koostisesse Kolesteroolist sünteesitakse sapphappeid,

suguhormoone ja D-vitamiini eelühendid. Ebaõigel toitumisel ladestub kolesterool

arterite seintele ja soodustab ateroskleroosi

Lipiidide funktsioonid

Energeetiline – 1 g = 38,9 kJ Ehituslik – biomembraanid Varuaine Kaitsefunktsioon – temp. ja mehh. mõju Bioregulatoorne - ainevahetus Lahusti – rasvlahustuvatele vitamiinidele (K,

A, D, E, Q) Ainevahetuslik – metaboolne vesi (1 kg

rasva = 1,1 kg vett)

Valgud ehk proteiinid

On polüpeptiidid, mis koosnevad aminohappejääkidest

On amfoteersed ühendid sest sisaldavad –NH2 (aminorühma) ja COOH (karboksüülrühma)

Radikaal R on igal amonohappel erinev Aminohappejääkide vahel on peptiidsidemed

Aminohapped

Valkude koostises võib esineda 20 erinevat aminohapet – nende järjestuse ja hulgast sõltuvad valgu omadused

Inimese aminohapped 20 tk

Asendamatuid 8 tk- saame ainult toidust

Osaliselt asendamatuid 3 tk- sünteesime ebapiisavalt

Asendatavaid 9 tk- ise sünteesime

Lihtvalgud vs Liitvalgud

Ainult aminohappejäägid

Fibrillaarsed (kõõluste, kõhredde, juuste, küünte, karvade, verehüübimis- ja lihastöös osalevad valgud)

Globulaarsed (ensüümid, antikehad, histoonid ja munaalbumiin)

Ka teised orgaanilised ained

Valk + nukleiinhappega = nukleoproteiid (kromosoomid)

Valk + lipiid = lipoproteiin (rakumembraanis)

Valk + oligosahhariid = glükoproteiin (membraanis)

Valkude struktuurid

Primaarne - insuliin Sekundaarne

(vesiniksidemed) – juuksed, küüned, ämblikuniit

Tertsiaarne ( hüdrofoobsed, ioonsidemed) – globiliinid, fibrinogeen

Kvaternaarne - hemoglobiin

Denaturatsioon vs renaturatsioon

Temperatuur, mehaanilised tegurid, happed, raskmetallid, ioniseeriv ja UV-kiirgus

Valgu lagundamine aminohapeteks ensüümide abil = valgu hüdrolüüs

D E N A T U R A T I O O N

R E N A T U R A T S I O O N

Valkude funktsioonid

Energeetiline – 1 g = 17,6 kJ Ensümaatiline – kõik ensüümid on valgud Geeniregulatoorne – histoonid kromosoomides Bioregulatoorne – mõned hormoonid (nt insuliin) Transport – hemoglobiin, membraanivalgud Struktuurne – küüned, karvad, viiruste kapslid Kaitse – antikehad, verehüübimisvalgud Kontraktsiooni – lihaskoe valgud, mitoosi kääviniidid Retseptoorne: membraani pinnaretseptorid, silma

retseptorvalk rodopsiin Varuaine - munavalge

NUKLEIINHAPPED

Nukleiinhape on orgaaniline kõrgpolümeer, mis kannab pärikku informatsiooni.

DNA –desoksüribonukleiinhape asub pärstuumsetel rakutuumas ja kannab endas geneetilist informatsiooni

RNA – ribnukleiinhape kopeerib DNA informatsiooni ja kannab rakus selle vajalikku kohta.

Nukleiinhapped on biopolümeerid

Monomeeriks on nukleotiid, mis koosneb süsivesikust, fosfaatrühmast ja lämmastikalusest

DNA RNA

Monomeer desoksüribonukleotiid ribonukleotiid

Süsivesik desoksüriboos riboos

Lämmastikalused Adeniin, guaniin, tsütosiin, tümiin

Adeniin, guaniin, tsütosiin, uratsiil

Nukleotiidid Adenosiinfosfaat (A)

Guanosiinfosfaat (G)

Tsütidiinfosfaat (C)

Tümidiinfosfaat (T)

Adenosiinfosfaat (A)

Guanosiinfosfaat (G)

Tsütidiinfosfaat (C)

Uridiinfosfaat (U)

Primaarstruktuur Üheahelaline nukleotiide jada

sekundaarstruktuur

Biheeliks

Vastavalt komplimentaarsusele vesiniksidemed: A=T, C=G

Vastavalt komplimentaarsusele vesiniksidemed: A=U, C=G

tertsiaarstruktuur

DNA on histoonide abil kokku pakitud (kromosoomides)

RNA on histoonide abil kokku pakitud (ribosoomis)

Funktsioonid On kromosoomide koostisosa

Päriiku info säilitamine ja ülekandmine tütarrakkudesse raku jagunemisel

Osaleb geneetilise info realiseerimises:

mRNA

tRNA

rRNA

RNA esineb kolme erivormina: mRNA (5%) – info- RNA, DNA info

transportimine tuumast ribosoomidesse. tRNA (15%) - transpordi RNA; Aminohapete

transport ribosoomidesse. rRNA (80%) - ribosoomi RNA; Ribosoomi

koostises aitab kaasa valgusünteesile. Kui meil on teada ühe RNA ahela nukleodiidne

järjestus saame leida teise komplementaarse ahela:

RNA ahel 1: A U C C G A A U A U C G

RNA ahel 2: U A G G C U U A U A G C

Protsessi teostab DNA-polümeraas Kui meil on teada ühe DNA ahela

nukleotiidne järjestus saame leida teise komplementaarse ahela järjestuse:

DNA ahel 1: A T C C G T A A T C C G C T A

DNA ahel 2: T A G G C A T T A G G C G A T

http://www.youtube.com/watch?v=bee6PWUgPo8&feature=endscreen&NR=1

Replikatsioon on DNA kahekordistamine

Transkriptsioon ja translatsioon

Transkriptsioon, translatsioon ja valgu süntees http://www.youtube.com/watch?v=6dMlde9akBk&feature=player_embedded

27. jaanuar - praktiline töö 3. veebruaril on kontrolltöö: Organismi

keemiline koostis, peamised anioonid ja katioonid, vesi, biomolekulid (ehitus ja funktsioonid)