Összefoglalás II.
Szénhidrátok
1. jelentésük Nevüket az alkotó szén, hidrogén, oxigén 1 : 2 : 1 arányából hajdan elképzelt képletről [Cn(H2O)m] kapták. Ha ezeket az anyagokat hevítjük vizet vesztenek ( karamellizálódnak ). A hidrát szó a vízre utal.
A valóságban a szénatomokhoz hidrogén- és hidroxilcsoport kapcsolódik [(H–C–OH)n], és emellett oxocsoportot is találhatunk a molekulákban.
• Szénhidrátok: polihidroxi-oxovegyületek – polihidroxi-aldehidek (nevük: aldózok) vagy polihidroxi-ketonok (nevük: ketózok), vagy olyan vegyületek, melyek hidrolízisével ilyen molekulák képződnek
A szénhidrátok csoportosítása:
A poliszaharidok csoportosítása Tartalék tápanyagok
Vázanyagok
növényekben
állatokban, emberben
növényekben
Keményítő
glikogén
cellulóz
gombákban ízeltlábúakban
kitin
Aminosavak, fehérjék
1. A FEHÉRJÉK: • az élőlények legfontosabb anyagai (görög név: protein) • a sejtek szárazanyag-tartalmának 50-60 %-át adják • építőegységeik: aminosavak (C, H, O, N, S)
2. AZ AMINOSAVAK . aminocsoportot (-NH2) és karboxilcsoportot (-COOH) tartalmazó szerves vegyületek – a fehérjék építőanyagai
H
R
α helyzetű C-atom
• Élőlényekben: mindkét csoport az α C-atomhoz kapcsolódik • Az aminósavak az R oldalláncban különböznek egymástól (élőlényekben: 20 féle)
• ikerionos szerkezet: az amino- és karboxilcsoportok vizes oldatban ionos állapotban vannak jelen
• amfoter jellegűek: savakkal szemben bázisként, bázisokkal szemben savakként viselkednek • a sejtekben szabad állapotban ritkán fordulnak elő • egymással peptidkötés kialakítására képesek
6. A PEPTIDKÖTÉS -Két aminósav összekapcsolódásakor vízkilépés történik - a keletkezett kötés neve: PEPTIDKÖTÉS
N-terminális
C-terminális
Fehérjék szerkezete 1. Elsődleges szerkezet: az aminosavak kapcsolódási sorrendje 2. Másodlagos szerkezet: a polipeptid lánc alakja 3. Harmadlagos szerkezet: a fehérje háromdimenziós ( térbeli ) szerkezete 4. Negyedleges szerkezet: az összetett fehérjék szerkezete
1. Elsődleges szerkezet = az aminósavak kapcsolódási sorrendje
-Ha egy aminósav kiesik vagy kettő felcserélődik akkor a fehérje elveszti a szerepét.
2. Másodlagos szerkezet = a polipeptidlánc szakasz alakját jelenti
α-hélix Spirál alakban helyezkednek el az aminósavak H – kötés rögzíti
β-redő Lemez alakban helyezkednek el az aminósavak H – kötés rögzíti
α-hélix
β-redő
3. Harmadlagos szerkezet : a spirális, redőzött és szabálytalan szakaszok térbeli elrendeződését jelenti
a) szálas (fibrilláris) az egész fehérje végig vagy α-hélix vagy β-redő - fibroin - fibrinogén, fibrin - keratin (szaru)
b) Gömb alakú (globuláris) fehérjék : - albuminok - globulinok - hemoglobin
globuláris fehérje
Egy gömb alakú fehérje részei: szabálytalan szakasz
A gömb alakot rögzítő kötések
α hélix szakasz
β réteg szakasz
4. Negyedleges szerkezet = több fehérjemolekula (alegység) összekapcsolódásakor óriásmolekula alakul ki
A hemoglobin negyedleges szerkezete
A FEHÉRJÉK CSOPORTOSÍTÁSA 1. PROTEINEK = egyszerű fehérjék: csak aminósavakból állnak • albuminok a tejben • kollagén a kötőszövetben • inzulin a vérben • aktin és miozin az izomban
2. PROTEIDEK = összetett fehérjék fehérje-rész + nem fehérje rész lipoproteidek(fehérje + lipid)
membránfehérjék
glikoproteidek (fehérje + szénhidrát)
» mucin
foszfoproteidek (fehérje + foszforsav)
» kazein
nukleoproteidek (fehérje + nukleotidok) » NAD, NADPtartalmú fehérjék metalloproteidek (fehérje + fém) » hemoglobin
A FEHÉRJÉK biológiai szerepe: 1. enzimek (biokatalizátorok) emésztőenzimek 2. raktárfehérjék tojás: albumin tej: kazein 3. transzportfehérjék hemoglobin hemocianin sejthártya fehérjéi 4. Izommozgásért felelő fehérjék aktin miozin
5. hormonok inzulin oxitocin, vazopresszin 6. ingerület átvivő anyagok acetil-kolin dopamin szerotonin noradrenalin 7. véralvadási faktorok trombin fibrin 8. immunválasz fehérjéi immunglobulinok
9. bakteriális toxinok, kígyómérgek 10. vírusfehérjék (burok) 11. receptor fehérjék a membránokon 12. váz- és szerkezeti fehérjék keratin kollagén elasztin
rodopszin: receptorfehérje
A fehérjék kolloid méretűek Kolloid méret = 1 – 500 nm közötti mérettartomány ( 1 nanométer = 10 - 6 mm ) Ez az óriásmolekulák mérettartománya A kolloidok kétféle halmazállapota:
hidrátburok fehérjemolekula
A,
szól ( folyékony ) állapot: tejben, vérplazmában
B,
gél (kocsonyaszerű ) állapot: kocsonya, tojásfehérje sejtplazma
Ha megváltoznak a környezeti viszonyok a fehérje kicsapódik kicsapódás = koaguláció = a kolloid állapot megszűnése
A fehérje kiválik az oldatból
KOAGULÁCIÓ : kicsapódás, a fehérjemolekulák kiválnak az oldatból, megszűnik a kolloid állapot.
megfordítható kicsapódás
megfordíthatatlan kicsapódás
A, megfordítható kicsapódás • csak a hidrátburok sérül, • a biológiai aktivitás megmarad • könnyűfémsók hatására: NaCl , (NH4)2SO4 , • híg alkohololdat hatására • Víz hozzáadására visszaáll az eredeti állapot
B, megfordíthatatlan kicsapódás másodlagos szerkezet sérül, a biológiai aktivitás elvész = DENATURÁCIÓ történik • • • • •
erős mechanikai hatások, UV sugárzás, hő, savak, lúgok hatására, nehézfémsók (Ag, Pb, Hg, Cu) hatására
• Víz hozzáadására sem áll vissza az eredeti állapot
Fehérje kimutatási reakciók Biurett-próba
Xantoprotein-próba
Kísérlet menete
Fehérje-oldathoz lúgos réz-szulfát-oldatot adunk
Tapasztalat
Lila elszíneződés
1. Fehérje-oldathoz tömény salétromsavat adunk, 2. majd melegítjük 1. Melegítés előtt fehér csapadék (denaturálódás), 2. majd a melegítés követően sárga elszíneződés Az aromás aminosavak nitrálódnak, ez okozza a fényelnyelés megváltozását, a sárga szín kialakulását.
Magyarázat
Érzékenység
A peptidkötés lúgos közegben komplexet hoz létre a rézionokkal, amely lila színű. Peptid kötések
Aromás gyűrűt tartalmazó aminosavakra
Esszenciális aminosavak: olyan aminósavak, amiket nem tudunk előállítani szabad formáában Ezért készen kell felvenni őket:10 db!
Biológiai szempontból teljesértékű fehérjék: valamennyi esszenciális aminosavat a megfelelő mennyiségben, arányban tartalmazzák: - állati eredetű fehérjék (tojás, tej, hal, húsfélék)
A DNS szerkezete és szerepe
A nukleinsavaknak két típusa van: A, dezoxiribonukleinsav (DNS) B, ribonukleinsav (RNS)
A DNS és az RNS nukleotidokból áll. Egy nukleotid részei: 1.
3. 2.
A DNS nukleotid részei: 1. szerves bázisok: adenin (A) guanin (G) citozin (C) timin (T) 2. pentóz: dezoxiribóz 3. foszforsav
Az RNS nukleotid részei: 1. szerves bázisok: adenin (A) guanin (G) citozin (C) uracil (U) 2. pentóz: ribóz 3. foszforsav
Nukleinsavak szerkezete 1. A nukleinsavakban a nukleotidok polinukleotid lánccá kapcsolódnak össze (akár több millió nukleotid)
A nukleotidok a 5.–3. szénatomok közötti foszfátokkal kapcsolódnak egymáshoz.
2. A dezoxiribonukleinsav (DNS) sok ezer nukleotid összekapcsolódásával létrejött kettős polinukleotid láncból áll. P dr
P A ::::::::::::: T
P dr
P T :::::::::::::: A
P dr
……….. G ::::::::::::: C
…........... C ::::::::::::::: G
dr P
………… C ::::::::::::::: G
P dr
dr P
P dr
dr P
P dr
dr
dr P
A ::::::::::::::: T
dr
3. A két láncot a bázisok között kialakuló hidrogénkötések kapcsolják össze. Adeninhez mindig timin, a guaninhoz mindig citozin kapcsolódik hidrogén kötéssel.
4. Mivel egy kilencatomos purinvázú molekulával mindig egy hatatomos pirimidinvázú bázis kötődik, így a két lánc párhuzamos lefutású.
A bázispárosodás szabálya: A DNS-ben az alábbi bázisok állnak egymással szemben: G ≡ C, hidrogénkötések A = T,
5. A két polinukleotid szál a térben felcsavarodik. Ezt a szerkezetet nevezzük a kettős hélixnek (= KETTŐS SPIRÁL)
A kettős spirál szalag modellje H-hidakkal kapcsolódó komplementer bázispárok A pálcák a bázispárokat képviselik. A szalagok a két lánc cukorfoszfát gerincét képviselik. A méretek angström-ben (1Å = 0,1 nm) mutatják a távolságokat.
A spirál 10 bázisonként fordul csaknem pontosan 360o-ot.
Cukor-foszfát lánc
DNS a sejtben • Sejtmagban (kivéve baktériumok, kékalgák) • 2 m hosszú – szabályos rend szerint feltekerve, bázikus fehérjék segítsége • Szerveződés: ▪ Kromatin: DNS + kapcsolódó fehérjék (tömörebb v. lazább, „alvó” v. átíródó) ▪ Kromoszóma: csak osztódáskor, szigorú rendeződésben van a DNS feltekeredve
A DNS szerepe: • DNS: az élő rendszer örökítő anyaga és a fehérje képzésének közvetett irányítója (feladata az információtárolás és -továbbítás).
Az RNS ( ribonukleinsav) szerepe, típusai: • RNS: a fehérjék képzését közvetlenül biztosító nukleinsavak (molekulái az örökítő anyag információját továbbítják a fehérje képzéséhez, és részt vesznek a fehérjeszintézisben). • Típusai: – hírvivő RNS; – szállító-RNS; – riboszóma -RNS;
