Úvod do studia biochemie Stavba buňky

Prezentace na téma: "Úvod do studia biochemie Stavba buňky"— Transkript prezentace:

1 Úvod do studia biochemie Stavba buňky
Základní vzorce biochemicky významných sloučenin

2 Semináře a přednášky 2. týden
seminář: Úvod do studia biochemie. Stavba buňky. Vzorce základních biochemicky významných sloučenin přednáška: Enzymy a koenzymy 4. týden seminář: Vitamíny a jejich vztah ke koenzymům přednáška: Zisk energie v buňce, ATP, energetické substráty, makroergní sloučeniny 6.týden: praktikum: Chemické vyšetření moče + močový sediment přednáška: Metabolismus sacharidů. Glykémie a její udržování. Poruchy metabolismu sacharidů (diabetes mellitus). 8. týden praktikum: Měření glykémie (glukometr + fotometr) přednáška: Metabolismus aminokyselin a proteinů. Metabolismus amoniaku. 10. týden seminář: Hemoglobin, hem, bilirubin přednáška: Metabolismus lipidů. Lipoproteiny. Ketolátky. 12. týden seminář: Játra (biochemické funkce jater, vyšetření funkce jater). přednáška: Biotransformace xenobiotik 14. týden přednáška: Hormonální regulace biochemických procesů seminář: Výživa a metabolismus

3 Biochemie zkoumá složení živé hmoty
chemická podstata procesů, které v ní probíhají studium života na molekulární úrovni hraniční oblast mezi chemií a biologií

4 Biochemie Živé organismy:
energie v živinách  pohánění různých dějů, vykonávání funkcí aktivní reakce na změny prostředí roste, dělí se, reprodukuje se (ne všechny – krystal)

5 Biochemie Vazby na fyzikální, obecnou, organickou, anorganickou chemii
biofyziku medicínu – klinická biochemie, farmakologie, toxikologie zemědělské a potravinářské obory biotechnologie ekologie

6 Složení živé hmoty Chemické složení
kvantitativně shodné s anorganickou hmotou kvalitativně jiné neživá živá 1. O 2. Si C 3. Al N 4. Fe H 5. Ca Ca/Fe

7 Biogenní prvky prvky v živé hmotě
• Makrobiogenní – C, O, H, N, P – více než 1% • Oligobiogenní – Ca, Mg, S, K, Fe, Cl, Na – 0,05 - 1% • Mikrobiogenní – Cu, Zn, Co, Mn, I, Mo – < 0,05% • Stopové – B, Si, V, Br, Li, As, Se, Ti, Cr – jen některé organismy

8 Stavební kameny živé hmoty
Voda 80%, velká tepelná kapacita,velké povrchové napětí Ionty Malé molekuly alkoholy, kyseliny, amk, monosacharidy, N-báze Makromolekuly proteiny, polysacharidy, NK Supramolekulární komplexy jádro, membrány, multienzymové komplexy Buňka Tkáně

9 Buňka Živočišná Rostlinná Bakteriální - prokaryota
odlišná v buněčné stěně, má vakuolu, chlorosplast Bakteriální - prokaryota jádro nemá jadernou membránu nemá mitochondrie – mezozom – sídlo respirace není patrné ER, ani Golgiho aparát ribozomy jsou v cytoplazmě

10 Živočišná buňka základní strukturální i funkční jednotka organismu
nejmenší součást schopná pochodů, které jsou znakem života reprodukce pohybu dýchání trávení vyměšování

11 Živočišná buňka typická buňka má průměr 20 – 30 mm
vysoce specializované – nervové (neurony) nebo svalové (myofibrily) – délka i přes 30 cm, ale jsou tenké většina má buněčnou membránu uvnitř organely – charakteristická funkce, tvar, velikost vysoce organizovaná, mnoho oddílů, komor – spojené blankami a výstelkami

12 Živočišná buňka buněčná membrána jádro a jaderná membrána mitochondrie
endoplazmatické retikulum golgiho aparát lysozomy cytoplazma

13 Živočišná buňka Koolman, Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition © 2005 Thieme

14 Živočišná buňka Jádro řídící centrum buňky sídlo chromozomů
místo transkripce složení – chromatin, jadérko ohraničené jadernou membránou s póry jadérko – místo uprostřed jádra, při vytváření ribozomů

15 Živočišná buňka Mitochondrie Ribozom – subcelulární entita
CKC, aerobní fosforylace, * ATP dvojlipidová membrána, vnitřní dělená kristy, uvnitř matrix místo, kde buňka rozkládá cukr a tuk a vyrábí energi Ribozom – subcelulární entita translace – vytváření bílkovin

16 Živočišná buňka Endoplazmatické retikulum ribozomy vázané na membrány
syntéza proteinů syntéza lipidů oxidace xenobiotik – cyt P450 spolupráce s Golgiho aparátem hrubé – granulární, v záhybech membrána, místo vzniku bílkovin, pomáhá transportovat v buňce různé látky hladké – síť trubic a zakřivených váčků, pomáhá přepravovat po celé buňce látky, skladuje se zde vápník, hlavní místo tukového metabolismu

17 Živočišná buňka Golgiho aparát Lysozom intracelulární třídění proteinů
glykosylační a sulfatační reakce jednoduchá membrána, v blízkosti buněčné membrány úprava, export proteinů, posttranslační modifikace Lysozom produkuje enzymy, které napomáhají rozkládání a vylučování látek a opotřebovaných organel sídla hydrolas (degradační, hydrolytické rce) jednoduchá membrána, uzavřený útvar

18 Živočišná buňka Peroxisom Cytoskelet odbourávání určitých MK a amk
produkují enzymy, které odbourávají některé toxické látky * a odbourávání H2O2 Cytoskelet vnitřní opěrná konstrukce buňky mikrofilamenta, mikrotubuly, intermediární filamenta mikrofilamentum – zajišťuje buňce oporu, někdy připojeno k vnější buněčné bláně mikrotubuly – napomáhají pohybu látek tekutou cytoplazmou

19 Živočišná buňka Cytosol enzymy glykolýzy, syntéza MK
rosolovitá tekutina v níž plavou organely tvoří ji voda, ale i enzymy a amk

20 Buněčná membrána tloušťka 9 nm
složení – lipidy, proteiny, cholesterol, sacharidy selektivní permeabilita, aktivní transport lipidová dvojvrtva, polární hlava – sacharidy, 2 nepolární ocasy – MK, prostoupena bílkovinami Převzato: R. Murray, Harper´s Biochemistry, 26th edition

21 Buněčná membrána Převzato: R. Murray, Harper´s Biochemistry, 26th edition

22 Doprava – prostup buněčnou membránou
3 pochody prostá difúze – malé molekuly – voda, glycerol, oxid uhličitý usnadněná (facilitovaná) difúze aktivní transport primární sekundární

23 Dělení organismů dle stavby buňky podle počtu buněk
eukaryota – houby, vyšší rostliny, živočichové – mají jádro prokaryota – bakterie, sinice – nemají jádro podle počtu buněk jednobuněčné mnohobuněčné viry – bezbuněčná forma, parazité

24 Dělení organismů dle zdroje uhlíku dle zdroje energie
autotrofní – C z anorganických sloučenin heterotrofní – C z organických sloučenin dle zdroje energie fototrofní – světlo – fotosyntéz chemotrofní – chemické sloučeniny lithotrofní – anorganická chemie – H2S, H2, NH3 chemotrofní – organická chemie

25 Reakce metabolismus katabolismus anabolismus
souhrn chemických reakcí v živé buňce katabolismus látky štěpené na jednodušší, uvolnění energie anabolismus syntézy, buňka roste, množí se, syntéza ze zásobních látek

26 Významné biochemické vzorce
DNA, RNA ATP Glykolýza Citrátový cyklus Mastné kyseliny Aminokyseliny

27 Složení NA stavební jednotkou NA jsou nukleotidy NUKLEOTID
dusíkatá báze - báze purinové a pyrimidinové cukr zbytek kyseliny fosforečné H3PO4

28 Nukleotid - dusíkaté báze
adenin guanin cytosin thymin – jen v DNA uracil – jen v RNA

29 Cukerná složka Ribosa – v RNA 2´- deoxyribosa – v DNA

30 Nukleosid (deoxynukleosid)
spojená cukerná složka a dusíkatá báze

31 Nukleotid (deoxynukleotid)

32 Replikace a transkripce DNA
genetická informace v DNA: zdroj informace pro syntézu všech proteinů buňky a organismu poskytuje informace děděné dceřinou buňkou nebo potomkem musí být templátem: pro přepis (transkripci) informace do RNA pro replikaci informace do dceřiné molekuly DNA

33 ATP Adenosin-5-trifosfát Adenin + ribóza + 1 trifosfátová skupina
Koolman, Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition © 2005 Thieme

34 ATP ATP + X  Y + ADP + P základní nositel chemické energie v buňkách
konečná fosforylová skupina velmi reaktivní, ochotně se při hydrolýze uvolňuje nebo přenáší na jiné molekuly při těchto reakcích se uvolňuje energie ADP - * hydrolýzou ATP, v reakci s vodou se odštěpí koncová fosforylová skupina AMP – nukleotid v RNA, * při energeticky výhodné hydrolýze ATP

35 Glykolýza glukóza fruktóza glyceraldehyd pyruvát laktát

36 Citrátový cyklus citrát a-ketoglutarát acetyl-CoA

37 Lipidy kyselina stearová (C16) kyselina palmitová (C18)
kyselina olejová (C16, 9:10) glycerol triacylglycerol

38 Neutrální aminokyseliny s nepolárním postranním řetězcem

39 Neutrální aminokyseliny s polárním postranním řetězcem

40 Kyselé aminokyseliny

41 Zásadité aminokyseliny

42