Chemická stavba buněk Září 2009

Prvky a molekuly života Buňky tvořeny tzv. biogenními prvky – hlavní: H, C, O,N; v malém množství – Ca, P, S, K, Cl, Na, Mg, I, Fe, Zn, Cu Nejmenší částice prvku – atomy (protony, neutrony, elektrony). Atomy propojeny chemickými vazbami – tvoří molekuly

Látkové složení buněk 1/ anorganické látky 2/ organické látky Voda – fce – rozpouštědlo, reaktant, prostředí pro reakce, produkt metabolismu, termoregulace Anorganické ionty Nerozpustné soli Plyny 2/ organické látky A) malé – sacharidy B) velké – polysacharid - aminokyseliny - bílkoviny= proteiny - nukleotidy - nukleové kyseliny - mastné kyseliny

Iontová vazba

Kovalentní vazby – sdílení elektronů

Polární kovalentní vazba

Vodíkové můstky

Voda jako rozpouštědlo

Rozpouštění soli

pH roztoků, kyseliny a zásady

Organické molekuly Sloučeniny uhlíku C – C …. kovalentní vazba – vznik řetězců nebo kruhů malých a velkých molekul Malé organické molekuly – zdroj E, stavební kameny (monomery) velkých molekul (polymery)

Cukry - sacharidy Podle počtu sacharidových jednotek dělíme na monosacharidy, oligosacharidy (2-10, laktóza, maltóza, sacharóza), polysacharidy Glukóza – C6 H 12 O 6 Monosacharid Rozpustná ve vodě, sladká Patří mezi hexózy (fruktóza, galaktóza) Fce – zdroj E – buněčné palivo – oxidací během buněčného dýchání tvorba E (ve formě ATP) - stavební jednotka polysacharidů – škrob, glykogen, celulóza

Glukóza

Ribóza, deoxyribóza Monosacharidy Pentózy – mají 5 uhlíků Vyskytují se v nukleotidech – základních kamenech nukleových kyselin

Vznik disacharidu Spojením dvou molekul glukózy vzniká maltóza. Kondenzační reakce – uvolňuje se molekula vody, vzniká tzv. glykosidová vazba. Opačná reakce – hydrolýza – je třeba dodat molekulu vody.

Polysacharidy Polymery Vznikají spojením velkého množství – tisíců – molekul cukrů do dlouhého řetězce Škrob – rostlinné buňky – zásoba E, polymer glukózy, škrobová zrna, důkaz škrobu jódem – zmodrá Glykogen – živočišné b., houby – zásoba E, z glukózy, drobná zrníčka Celulóza – dlouhé řetězce glukóz vedle sebe, příčně spojené vodíkovými můstky, jedna molekula 15 000 jednotek glukózy, tvoří mikrofibrily – z nich např. buněčná stěna; velmi těžce stravitelná, pevná

Aminokyseliny postranní řetězec buňkách 20 proteinogenních AK Dvě AK se mohou spojovat peptidovou vazbou – tvoří dipeptid hydroxylová skupina aminová skupina AK glycin

Přehled proteinogenních AK

Peptidová vazba Dipeptidy, polypeptidy

Bílkoviny - proteiny Makromolekuly složené z aminokyselin (ty jsou spojeny peptidovými vazbami) 20 druhů AK v proteinech Počet a pořadí AK v makromolekule tvoří tzv. primární strukturu bílkoviny – daná genetickou informací v DNA Sekundární struktura – α helix - spirála nebo β list Terciární struktura – přesný trojrozměrný tvar bílkoviny: vlákno – keratin, klubíčko - albumin Kvartérní struktura – kompletní bílkovina často složena z více polypeptidových řetězců – jejich uspořádání Denaturace bílkovin – změna struktury, porušení např. vodíkových můstků – např. vysokou teplotou – viz.vaječný bílek

Primární struktura proteinů – daná pořadím a počtem AK, podle genetické informace uložené v DNA

Modely proteinů

Srpková anemie

Funkce bílkovin Stavební kameny buněčných organel Stavební kameny buněčných membrán a vnitřní buněčné kostry Enzymy – katalyzují reakce v buňce a regulují přenos genetické informace Umožňují komunikaci buňky s jejím okolím Molekulové motory – pohyb organel a vlastní buňky Přenašeče látek Hormony Protilátky

Enzymy a jejich fce

Proteiny v cytoplazmatické membráně

Nukleotidy Nukleotidy Složené ze 3 molekul – fosfát, cukr (ribóza, deoxyribóza), dusíkatá báze (A, G, C, T, U) Stavební jednotky nukleových kyselin (RNA – ribóza, fosfát, AGCU; DNA – deoxyribóza, fosfát, AGCT) Nukleotidy

Dusíkaté báze v nukleotidech

Cukerná složka nukleotidů

ATP

DNA

Vztah DNA - protein

Shrnutí