Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Buněčný metabolismus. replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců –iniciační.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Buněčný metabolismus. replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců –iniciační."— Transkript prezentace:

1 buněčný metabolismus

2 replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců –iniciační proteiny –replikační počátky bohaté na A=T páry –replikační vidličky oba směry vždy 5´ → 3´

3 replikace DNA

4 vedoucí a váznoucí řetězec, Okazakiho fragmenty

5 replikace DNA syntéza RNA primeru syntéza Okazakiho fragmentu odstranění starého RNA primeru ligace

6 replikace DNA

7

8 proteiny replikační vidličky –helikáza  rozvolnění DNA –DNA-polymeráza  syntéza, oprava chyb (10 7 chyb na pb) –svírací protein  váže DNA-pol. na templát –primáza  tvoří primer (RNA úsek) –nukleáza  odstaňuje primery –DNA-ligáza  spojení –SSB proteiny – chrání volný váznoucí řetězec

9 replikace DNA u prokaryot – jediný počátek, vícenásobná u eukaryot – více počátků, odděleně uzavření kruhu cirkularizace 5´

10 od DNA k proteinu

11 centrální dogma

12 transkripce = přepis gen. info z DNA do RNA RNA–polymeráza (krabí klepeto) promotor, transkripční faktory terminální sekvence, t. proteiny jen jeden gen, více RNA–pol. najednou

13

14 transkripce 2 genů

15 transkripce https://www.youtube.com/watch?v=WsofH 466lqkhttps://www.youtube.com/watch?v=WsofH 466lqk Transcription-DNA-codes-for-messenger- RNA-mRNA-3D-animation-with-basic- narration.htmlhttp://www.dnalc.org/view/ Transcription-DNA-codes-for-messenger- RNA-mRNA-3D-animation-with-basic- narration.html

16 transkripce posttranskripční úpravy –methylgunosinová čepička a poly-A konec

17 translace = překlad gen info z mRNA do sekvence AK probíhá na ribozomu –velká a malá podjednotka –proteiny a rRNA –vazba mRNA –vazebná místa pro tRNA vazba mRNA a tRNA –triplety nukleotidů –kodón a antikodón iniciace, elongace, terminace

18 translace start kodón –AUG → methionin stop kodóny –UAA, UAG, UGA

19 translace velká podjednotka ribozomu –tři vazebná místa –A (aminoacyl) –P (peptidyl) –E (end)

20

21

22 urychlení syntézy proteinů

23 ribozomy volné a vázané na membránu

24 organismy a energie otevřenýorganismus je otevřený systém výměna → výměna látek a energie s okolím –příjem světelné E, nebo E chemických vazeb –přebytek odváděn ve formě tepelné energie 1. termodynamický zákon neztrácípřeměňuje práce –energie se neztrácí, ale přeměňuje z jedné formy na druhou (= práce) 2. termodynamický zákon –o přechodu uspořádanosti v neuspořádanost

25 organismy a energie metabolismususpořádanost živých organismů je udržována na úkor zvyšování neuspořádanosti okolí - metabolismus volná energievolná energie využívána na práci –chemická - biosyntéza –osmotická - transport proti osmotickému tlaku –mechanická - pohyb –elektrická - elektrický potenciál na membránách –světelná - bioluminiscence (světélkování)

26 přenos energie v buňkách energie uvolňovaná štěpením je uchovávána a přenášena ATP ve formě ATP =adenositrifosfát –energie uložena fosfátové ve fosfátovévazbě –přechod mezi ATP a ADP, případně AMP

27 biochemické základy metabolismu přeměnypřeměny sloučenin → E, stavební látky sled reakcí → řetězce, cykly metabolické dráhy = metabolické dráhy –v konkrétních místech b. –obecně užívané i specif.

28 biochemické základy metabolismu fotosyntézafotosyntéza světelné E na E chemických vazeb –přeměna světelné E na E chemických vazeb –vznik organických štěpení za vzniku ATP –vznik organických látek z anorganických a jejich následné štěpení za vzniku ATP

29 biochemické základy metabolismu katabolické dráhy → katabolismuskatabolické dráhy → katabolismus –štěpení složitějšího na jednodušší –uvolnění energie (tvorba ATP) - exergonické r. –buněčné dýchání –buněčné dýchání: glykolýza, Krebsův cyklus, dýchací řetězec, oxidativní fosforylace –β-oxidace mastných kyselin anabolické dráhy → anabolismusanabolické dráhy → anabolismus –syntéza složitějších látek z jednodušších endergonické reakce –spotřeba energie (ATP) - endergonické reakce –proteosyntéza, syntéza NK

30 biochemické základy metabolismu spřažené reakcespřažené reakce –využití E z katabolismu při anabolismu –přenos ve formě ATP –defosforylace a fosforylace

31 biochemické základy metabolismu anaerobní metabolismusanaerobní metabolismus –bezvzdušného kyslíku –bez přístupu vzdušného kyslíku - bakterie, kvasinky, endoparazité (druhotně) kvašením –E získávána kvašením (fermentací) → ethylalkohol, kyselina mléčná méně než 5 % E –využití méně než 5 % E, volně v cytoplazmě aerobní metabolismusaerobní metabolismus –za přístupu –za přístupu vzdušného kyslíku - ostatní org. –buněčné dýcháníβ-oxidace –buněčné dýchání, β-oxidace mastných kyselin → CO 2 + H 2 O až 50 % E –využití až 50 % E, mitochondrie

32 enzymy a enzymové systémy ke změně látek dochází za běžných podmínek jen pozvolna aktivační energiek uvolnění energie je třeba vysoká aktivační energie - nebezpečné → aktivační energii je třeba snížit → zvýšit reaktivitu substrátu enzymy - katalyzátory → enzymy - katalyzátory enzym-substrát → komplex enzym-substrát E + S → ES → EP → E + P

33 enzymy a enzymové systémy

34 bílkovinnákofaktorenzym = bílkovinná + nebílkovin. č. (kofaktor) –spojeny trvale nebo oddělitelné –aktivní místospecifita –aktivní místo – substrátová specifita –(specifita účinku) koncentracíchrychlost reakce závisí i na koncentracích inhibitory aktivátory + efektory – vazba na enzym, inhibitory a aktivátory teplotouaktivita enzymu roste se zvyšující se teplotou pHrychlost reakce závisí i na pH

35

36 enzymy a enzymové systémy provázanost metabolických drah –produkt jedné je substrátem druhé –zpětná vazba zymogenyneaktivní enzymy = zymogeny genetickytvorba řízena geneticky –signalizace do jádra k proteosyntéze podle substrátů v cytoplazmě a okolí buňky

37 enzymy a enzymové systémy podnětdiferenciacevšechny buňky obsahují stejnou DNA → mohou tvořit všechny enzymy, ale většinou je tvoří na konkrétní podnět (+ diferenciace b.) indukované → indukované enzymy volnévázanévolné a vázané enzymy staré tradiční názvy –ptyalin, pepsin odborné názvy podle specifity účinku i substr. -áza –koncovka -áza –oxidoreduktáza, hydroláza, izomeráza, …

38 fotosyntéza anabolismus –energie se ukládá –syntéza organických látek z anorganických základní rovnice 6CO H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O dvě fáze: primární a sekundární světlo chlorofyl

39 primární fáze (světelná) energiípřeměna energií: světlo → chemická vazba světlezávislá na světle thylakoidní membráněna thylakoidní membráně chloroplastu nmfotosynteticky účinné záření: nm barvivypohlcováno barvivy → odráží doplněk = zelená chlorofyl achlorofyl a chlorofyl b, c, karotenoidy

40 primární fáze fotolýza vody → H + aktivace elektronů - vyšší energ. hladina → vytvoření přenašečů energie NADP + + H + + 2e - → NADPH (nikotinamid-adenin-dinukleotid-fosfát) → tvorba H + gradientu pro syntézu ATP ATP-syntáza: ADP + P → ATP → uvolnění ½ O 2 zásoba energie pro redukci CO 2 při syntéze sacharidů v sekundární fázi

41 fotosystém II, komplex cytochromů, fotosystém I plastochinon, plastocyanin, feredoxin NADP-reduktáza, ATP-syntáza

42 sekundární fáze (temnostní) látekpřeměna látek: fixace C z CO 2 → glukóza i ve tměmůže probíhat i ve tmě stromatuve stromatu chloroplastů Calvinův cyklusCalvinův cyklus ribulózy –vazba C na C 5 derivát ribulózy Rubisko –katalýza enzymem Rubisko –6 x vazba → 6 x C → glukóza –energie z ATP a NADPH –obnova ribulózy

43 Calvinův cyklus 6x vazba → 6x C → glukóza energie z ATP a NADPH obnova ribulózy

44

45 sekundární fáze C 3 rostliny – 1. produkt je C3 (fosfoglycerát) –vysoká fotorespirace (spotřeba vyrobeného) C 4 rostliny – 1. produkt je C4 (oxalacetát) –nižší fotorespirace –CO 2 se místo na ribulózu váže na C 3 sloučeninu (fosfoenolpyruvát) –jiné a složitější procesy, v evoluci vícekrát CAM rostliny –časové oddělení fixace C a Calvinova cyklu –C na fosfoenolpyruvát → malát (C4) → C pro Calvinův cyklus

46 K čemu je to dobré? primární produkce → každoročně 250 mld tun sacharidů složení dnešní atmosféry –kyslík –ozonová vrstva → směr vývoje organismů → rozmanitost vazba C v biomase snížení koncentrace CO 2 (skleník. efekt)

47

48 dýchání (respirace) katabolická reakce –uvolnění energie –zdroj „stavebního materiálu“ pro syntézu v podstatě heterotrofní způsob výživy štěpení glukózy pomocí oxidace C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O + E 2 fáze: anaerobní, aerobní

49 dýchání

50 anaerobní fáze = glykolýza v cytoplazmě oxidace → vznik NADH z NAD +, 2 ATP a 2 molekul kys. pyrohroznové (pyruvát) v anaerobních podmínkách pokračuje kvašením - alkoholové / mléčné C 6 H 12 O 6 2 CH 3 CH 2 OH + CO 2 + E uvolnění méně než 5 % energie

51 aerobní fáze = vznik acetyl–CoA, Krebsův cyklus a dýchací řetězec v mitochondrii dekarboxylace, dehydrogenace, oxidace vznik NAD +, NADP +, FAD +, ATP, CO 2 a H 2 O z 1 molekuly glukózy celkem 36 molekul ATP uvolnění asi 50% energie (spalovací motor - asi 20%)

52 Krebsův cyklus = cyklus kys. citrónové = citrátový cyklus napřed: pyruvát → CO 2 + acetyl-CoA + NADH acetyl-CoA + oxalacetát → citrát → C6 → C5 → C4 → C4 → malát → → oxalacetát → další cyklus → 3 NADH + FADH 2 + GTP + 2 CO 2

53

54 dýchací řetězec = oxidativní fosforylace membrána mitochondrie - komplex 3 proteinů dehydrogenace a oxidace NADH + ½ O 2 + H + NAD + + H 2 O ADP + P ATP NADH → 3 ATP, FADH 2 → 2 ATP

55 dýchací řetězec

56

57 výtěžek z 1 molekuly glukózy anaerobně: –glykolýza: 2 ATP –fermentace: 0 ATP –účinnost asi 5 % aerobně: –glykolýza: 2 ATP + 2 NADH –vznik acetyl-CoA: 2 x NADH –citrátový c. a dýchací ř.: 2 x 3 NADH, 2 x FADH 2, 2 x GTP → celkem (NADH → 3 ATP, FADH 2 → 2 ATP, GTP ~ ATP): = 38 molekul ATP –několik ATP (6 – 8) využito na transport látek do mitoch. –celková účinnost asi 40 %

58 fotosyntéza X dýchání typ buňky světelné záření CO 2 a H 2 O O2O2 zásobní látky hmotnost rostliny

59 β-oxidace mastných kyselin předchází jí aktivace MK = zkracování C řetězců → „odseknutí“ 2C slouč. + koenzym A → acetyl-CoA + reduk. přenašeče


Stáhnout ppt "Buněčný metabolismus. replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců –iniciační."

Podobné prezentace


Reklamy Google