plik


ÿþCHEMICZNE PODSTAWY W BIOCHEMII KURS BIOCHEMII DLA KIERUNKU LEKARSKIEGO WYKAAD 1 2.10.2013 Wstp Czym jest organizm? ¨ð {ywy organizm jest ukBadem fizykochemicznym, dziaBajcym zgodnie z zasadami teorii ewolucji Darwina: ¨ð Metabolizm  organizm pobiera, przetwarza i zu|ywa energi ®ð wykorzystuje czsteczki magazynujce energi. ¨ð Wzrost i rozmna|anie (przekazanie informacji genetycznej) ®ð wymaga no[ników informacji. ¨ð Przystosowanie do zmian zachodzcych w [rodowisku ®ð wymaga sprawnie dziaBajcych mechanizmów pozwalajcych na odbiór i przekazanie bodzców. Wstp PrzepByw energii ¨ð Energia jest kluczowym elementem procesów |yciowych. ¨ð Organizmy |ywe wymagaj cigBego dopBywu energii, cho - co wynika z praw termodynamiki  natura d|y do osignicia stanu o najni|szej energii. ¨ð Bez dopBywu energii ukBad staje si chaotyczny i bezwarto[ciowy. ¨ð W wyniku dopBywu energii organizmy |ywe mog budowa skomplikowane ukBady i uniezale|nia si strukturalnie i funkcjonalnie od otaczajcego [rodowiska (np. ryba w wodzie). Wstp PrzepByw energii ¨ð ZwiatBo sBoneczne jest podstawowym zródBem energii dla wikszo[ci organizmów. ¨ð Organizmy fotosyntetyzujce: absorpcja [wiatBa  przekazanie elektronów z wody na dwutlenek wgla  produkcja wysokoenergetycznych czsteczek ¨ð PozostaBe organizmy: utlenianie wysokoenergetycznych czsteczek  przekazanie elektronów na tlen  wytworzenie wody, dwutlenku wgla Wstp PrzepByw energii ¨ð Dla prawidBowego funkcjonowania organizmu wymagane jest sprz|enie procesów produkujcych energi i zu|ywajcych j. ¨ð W trakcie przebiegu wielu reakcji biochemicznych energia potrzebna jest tylko do uzyskania stanu równowagi. ¨ð GBównym po[rednikiem w reakcjach biochemicznych w organizmach |ywych jest ATP. Wstp Przekazanie informacji genetycznej ¨ð Informacja genetyczna musi by odpowiednio przechowywana i pozosta wolna od bBdów, co zapewnia przetrwanie danego gatunku. ¨ð DNA  liniowy polimer: ¨ð przechowuje informacj pozwalajc na zbudowanie wszystkich elementów komórki ¨ð mo|e by powielany w trakcie podziaBu komórek ¨ð jego naprawa jest stosunkowo prosta Wstp Przekazanie informacji genetycznej ¨ð Zmiany w materiale genetycznym, które nie zostan naprawione, mog wpByn na budow i/lub funkcj komórki. ¨ð Zmiany: ¨ð bez znaczenia ¨ð niekorzystne, a nawet [miertelne ¨ð korzystne, pozwalajce na lepsze przystosowanie do warunków [rodowiska, a nawet opanowanie nowych [rodowisk (metabolizm nowych zródeB energii) Wstp Przekazanie informacji genetycznej ¨ð Zmiany w materiale genetycznym, które nie zostan naprawione, mog wpByn na budow i/lub funkcj komórki. Atomy i czsteczki ¨ð Rynkowa cena atomów budujcych ciaBo ludzkie wynosi 3.57 $ (ok. 11 pln). Atomy i czsteczki ¨ð Ponad 99% ludzkiego ciaBa stanowi H, O, N i C. ¨ð Najmniejsze i najl|ejsze atomy mogce tworzy 1, 2, 3 i 4 wizania kowalencyjne. ¨ðZe wzgldu na maBe rozmiary mog zbli|a si do siebie na maB odlegBo[ (=silniejsze wizania). Atomy i czsteczki Wgiel (C): ¨ð Jego atomy mog si Bczy w dBugie BaDcuchy mono- i polimerów. ¨ð Te same atomy buduj stabilne zwizki chemiczne o odmiennych wBa[ciwo[ciach fizykochemicznych. Atomy i czsteczki Wodór (H): ¨ð Jego atomy tworz silne i stabilne wizania z atomami wgla. ¨ð Dziki temu atomy wodoru poBczone z atomami wgla nie wchodz w reakcje chemiczne, a w reagujcych ze sob zwizkach chemicznych zachodz jedynie zmiany w grupach funkcyjnych. Atomy i czsteczki Tlen (O), azot (N): ¨ð Dwa najbardziej elektroujemne atomy o walencyjno[ci >1 (mog tworzy wizania wielokrotne, poprzez poBaczenie z atomem wgla i innymi atomami jednocze[nie). ¨ð PoBczone z nimi atomy wodoru buduj wizania wodorowe. Atomy i czsteczki ¨ð Tworzenie wizaD wynika przede wszystkim z oddziaBywaD elektronów walencyjnych: ¨ð niska masa ¨ð obdarzone Badunkiem elektrycznym ¨ð Atomy d| do zapeBnienia elektronowych powBok walencyjnych zgodnie z reguB oktetu: ¨ð oddaj lub przyjmuj elektrony (wizania jonowe) ¨ð uwspólniaj elektrony (wizania kowalencyjne) Atomy i czsteczki Aminokwasy i biaBka ¨ð BiaBko: ¨ð proste - polimer zbudowany z aminokwasów ¨ð zBo|one - polimer zbudowany z aminokwasów i innych czsteczek ¨ð Aminokwas: ¨ð monomer biaBka, zbudowany z atomów C, N, O, H i innych ¨ð 20 aminokwasów naturalnych i niezliczona liczba syntetycznych Atomy i czsteczki Aminokwasy i biaBka Budujemy biaBko ze 100 aminokwasów naturalnych (czyli u|yjemy 20  puzzle dowolnie uBo|onych). Ile mo|liwych kombinacji? 2 010 010 130 Atomy i czsteczki Aminokwasy i biaBka Atomy i czsteczki Wglowodany ¨ð Wglowodany: ¨ð mono-, di- i polisacharydy ¨ð wzór sumaryczny Cx(H2O)y (dla cukrów prostych) ¨ð rola: zródBo energii, element strukturalny,& . Atomy i czsteczki Lipidy ¨ð Lipidy dzielimy na tBuszcze, oleje, woski ¨ð Zbudowane z atomów C, H i O ¨ð Zwizki niepolarne Atomy i czsteczki Steroidy Atomy i czsteczki Kwasy nukleinowe ¨ð Kwasy nukleinowe: ¨ð polimery zbudowane z nukleotydów ¨ð RNA, DNA ¨ð Nukleotydy zbudowane z at. C, O, H, N, P ¨ð No[nik informacji genetycznej Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Grupy funkcyjne Atomy i czsteczki Woda ¨ð rozpuszczalnik ¨ð stanowi [rodowisko reakcji ¨ð decyduje o wBa[ciwo[ciach fizykochemicznych zwizków / reagentów ¨ð wpBywa na wBa[ciwo[ci bBon i [cian komórkowych ¨ð wa|ny element w procesie termoregulacji ¨ð kluczowy element detoksykacji organizmu Atomy i czsteczki Woda ¨ð Rozpuszczalno[. Iloczyn rozpuszczalno[ci ¨ð SBabe i mocne kwasy i zasady ¨ð St|enie procentowe, molowe ¨ð Krzywe miareczkowania ¨ð Roztwory buforowe (skBad, wBa[ciwo[ci) ¨ð Równanie Hendersona-Hasselbalcha ¨ð Obliczenia pH roztworów Reakcje chemiczne 1. Tworzenie i rozpad wizania C-C ¨ð Reakcje pomidzy nukleofilowym karbokationem i elektrofilowym anionem. ¨ð Karbokationy i karboaniony sa niestabilne  niezbdna stabilizacja przez ssiednie grupy karbonylowe i inne grupy elektronobiorcze /elektronodawcze. Reakcje chemiczne 1. Tworzenie i rozpad wizania C-C ¨ð PrzykBady Reakcje chemiczne 2. Reakcje eliminacji, izomeryzacji, przegrupowania wewntrzczsteczkowe ¨ð PrzykBady / Mechanizmy Reakcje chemiczne 2. Reakcje eliminacji, izomeryzacji, przegrupowania wewntrzczsteczkowe ¨ð PrzykBady / Mechanizmy Reakcje chemiczne 2. Reakcje eliminacji, izomeryzacji, przegrupowania wewntrzczsteczkowe ¨ð PrzykBady / Mechanizmy Hydrolysis is the opposite reaction Condensation Reakcje chemiczne 3. Przeniesienie grup (funkcyjnych) ¨ð PrzykBady / Mechanizmy Reakcje chemiczne 4. Reakcje redox Reakcje redox: jedno z gBównych zródeB ATP/energii StopieD utlenienia atomu wgla w zwizkach organicznych Reakcje chemiczne 5. Reakcje wolnorodnikowe ¨ð PrzykBady / Mechanizmy: ¨ð reduktaza rybonukleotydowa ¨ð fotoliaza DNA Termodynamika ¨ð Szybko[ reakcji ¨ð StaBa szybko[ci reakcji ¨ð Stan równowagi ¨ð StaBa równowagi ¨ð Zmiany energii reagentów w trakcie przebiegu reakcji ¨ð Energia aktywacji ¨ð Katalizator Metabolizm ¨ð Metabolizm = anabolizm + katabolizm ¨ð Katabolizm (degradacja): ¨ð rozpad zwizków ¨ð uwolnienie energii, zmagazynowanie w postaci ATP i no[ników elektronów ¨ð Anabolizm (biosynteza): ¨ð synteza zwizków z wykorzystaniem energii i/lub czynników redukujcych Metabolizm ¨ð Metabolizm = anabolizm + katabolizm Metabolizm ¨ð Zcie|ki metaboliczne: ¨ð liniowe ¨ð nieliniowe ¨ð zbie|ne ¨ð cykliczne ¨ð rozbie|ne Metabolizm ¨ð Metabolizm ¨ð I rzdu ¨ð procesy niezbdne dla utrzymania podstawowych procesów |yciowych ¨ð II rzdu ¨ð procesy nieniezbdne dla utrzymania podstawowych procesów |yciowych ¨ð przykBady metabolitów drugorzdowych - antybiotyki, pigmenty (pochodne metabolitów pierwszorzdowych) ¨ð brak metabolitów drugorzdowych nie prowadzi do [mierci organizmu; mo|e (ale nie musi) zakBóci podstawowe procesy |yciowe Metabolizm ¨ð Metabolizm ¨ð I rzdu ¨ð procesy niezbdne dla utrzymania podstawowych procesów |yciowych ¨ð II rzdu ¨ð procesy nieniezbdne dla utrzymania podstawowych procesów |yciowych ¨ð przykBady metabolitów drugorzdowych: antybiotyki, pigmenty (pochodne metabolitów pierwszorzdowych) ¨ð brak metabolitów drugorzdowych nie prowadzi do [mierci organizmu; mo|e (ale nie musi) zakBóci podstawowe procesy |yciowe Zadania Find the amount of water produced when 3.68 mol NH3 is used: 4NH3(g) + 5O2(g) ’! 4NO(g) + 6H2O(g) Answer: 5.52 mol Calculate the mass of sulfur dioxide (SO2) produced when 3.84 mol O2 is reacted with FeS2 according to the equation: 4 FeS2 + 11 O2 ’! 2 Fe2O3 + 8 SO2 Answer: 179 g Exactly 25.0 ml NaOH solution whose concentration is 0.0974 M was delivered from a pipet. (a) What amount of NaOH was present? (b) What mass of NaOH would remain if all the water evaporated? Answer: 2.44 x 10-3 mol, 9.76 x 10-2 g

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyklad 12 Podstawowe typy zwiazkow chemicznych blok s i p PCHN SKP studport
Wykład ekonomiczne podstawy
Chemiczne Podstawy Procesów Geologicznych
Wyklad 09 Podstawy Genetyki AI
Rachunkowosc wyklad 9 leasing podstawy
Wykład 1 pojęcia podstawowe
Mikroekonomia wykład 6 2010b Podstawowe struktury rynkowe
7322659 BIOCHEMIA Podstawy Biochemii Dla Ochrony Srodowiska UW
Wyklad 07 Podstawy Genetyki AI
Wyklad 15 podstawy szczegolnej teorii wzglednosci
Wykład 10 Podstawowe algorytmy sterowania
wyklad2 rozwiniecie podstawowych
Wykład 03 Podstawowe pojęcia inżynierii ruchu
Wyklad 13 Podstawy Genetyki AI
Mikroekonomia wykład 7 2010b Podstawy teorii przedsiębiorstwaw

więcej podobnych podstron