Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
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
replikace DNA vedoucí a váznoucí řetězec, Okazakiho fragmenty
5
replikace DNA syntéza RNA primeru syntéza Okazakiho fragmentu
odstranění starého RNA primeru ligace
6
replikace DNA
7
replikace DNA
8
replikace DNA proteiny replikační vidličky helikáza rozvolnění DNA
DNA-polymeráza syntéza, oprava chyb (107 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
14
transkripce 2 genů
15
transkripce https://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk
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)
22
urychlení syntézy proteinů
23
ribozomy volné a vázané na membránu
24
organismy a energie organismus je otevřený systém
→ výměna látek a energie s okolím příjem světelné E, nebo E chemických vazeb přebytek odváděn ve formě tepelné energie 1. termodynamický zákon energie se neztrácí, ale přeměňuje z jedné formy na druhou (= práce) 2. termodynamický zákon o přechodu uspořádanosti v neuspořádanost
25
organismy a energie uspořádanost živých organismů je udržována na úkor zvyšování neuspořádanosti okolí - metabolismus volná 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 ve formě ATP = adenositrifosfát energie uložena ve fosfátové vazbě přechod mezi ATP a ADP, případně AMP
27
biochemické základy metabolismu
přeměny sloučenin → E, stavební látky sled reakcí → řetězce, cykly = metabolické dráhy v konkrétních místech b. obecně užívané i specif.
28
biochemické základy metabolismu
fotosyntéza přeměna světelné E na E chemických vazeb vznik organických látek z anorganických a jejich následné štěpení za vzniku ATP
29
biochemické základy metabolismu
katabolické dráhy → katabolismus štěpení složitějšího na jednodušší uvolnění energie (tvorba ATP) - exergonické r. buněčné dýchání: glykolýza, Krebsův cyklus, dýchací řetězec, oxidativní fosforylace β-oxidace mastných kyselin anabolické dráhy → anabolismus syntéza složitějších látek z jednodušších spotřeba energie (ATP) - endergonické reakce proteosyntéza, syntéza NK
30
biochemické základy metabolismu
spřažené reakce využití E z katabolismu při anabolismu přenos ve formě ATP defosforylace a fosforylace
31
biochemické základy metabolismu
anaerobní metabolismus bez přístupu vzdušného kyslíku - bakterie, kvasinky, endoparazité (druhotně) E získávána kvašením (fermentací) → ethylalkohol, kyselina mléčná využití méně než 5 % E, volně v cytoplazmě aerobní metabolismus za přístupu vzdušného kyslíku - ostatní org. buněčné dýchání, β-oxidace mastných kyselin → CO2 + H2O využití až 50 % E, mitochondrie
32
enzymy a enzymové systémy
ke změně látek dochází za běžných podmínek jen pozvolna k uvolnění energie je třeba vysoká aktivační energie - nebezpečné → aktivační energii je třeba snížit → zvýšit reaktivitu substrátu → enzymy - katalyzátory → komplex enzym-substrát E + S → ES → EP → E + P
33
enzymy a enzymové systémy
34
enzymy a enzymové systémy
enzym = bílkovinná + nebílkovin. č. (kofaktor) spojeny trvale nebo oddělitelné aktivní místo – substrátová specifita (specifita účinku) rychlost reakce závisí i na koncentracích + efektory – vazba na enzym, inhibitory a aktivátory aktivita enzymu roste se zvyšující se teplotou rychlost reakce závisí i na pH
36
enzymy a enzymové systémy
provázanost metabolických drah produkt jedné je substrátem druhé zpětná vazba neaktivní enzymy = zymogeny tvorba řízena geneticky signalizace do jádra k proteosyntéze podle substrátů v cytoplazmě a okolí buňky
37
enzymy a enzymové systémy
všechny buňky obsahují stejnou DNA → mohou tvořit všechny enzymy, ale většinou je tvoří na konkrétní podnět (+ diferenciace b.) → indukované enzymy volné a vázané enzymy staré tradiční názvy ptyalin, pepsin odborné názvy podle specifity účinku i substr. koncovka -áza oxidoreduktáza, hydroláza, izomeráza, …
38
fotosyntéza anabolismus základní rovnice
energie se ukládá syntéza organických látek z anorganických základní rovnice 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O dvě fáze: primární a sekundární světlo chlorofyl
39
primární fáze (světelná)
přeměna energií: světlo → chemická vazba závislá na světle na thylakoidní membráně chloroplastu fotosynteticky účinné záření: nm pohlcováno barvivy → odráží doplněk = zelená chlorofyl 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 O2 zásoba energie pro redukci CO2 při syntéze sacharidů v sekundární fázi
41
fotosystém II, komplex cytochromů, fotosystém I
plastochinon, plastocyanin, feredoxin NADP-reduktáza, ATP-syntáza
42
sekundární fáze (temnostní)
přeměna látek: fixace C z CO2 → glukóza může probíhat i ve tmě ve stromatu chloroplastů Calvinův cyklus vazba C na C5 derivát ribulózy 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
45
sekundární fáze C3 rostliny – 1. produkt je C3 (fosfoglycerát)
vysoká fotorespirace (spotřeba vyrobeného) C4 rostliny – 1. produkt je C4 (oxalacetát) nižší fotorespirace CO2 se místo na ribulózu váže na C3 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 CO2 (skleník. efekt)
48
dýchání (respirace) katabolická reakce
uvolnění energie zdroj „stavebního materiálu“ pro syntézu v podstatě heterotrofní způsob výživy štěpení glukózy pomocí oxidace C6H12O6 + 6 O CO2 + 6 H2O + 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 C6H12O CH3CH2OH + CO2 + 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, CO2 a H2O 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 → CO2 + acetyl-CoA + NADH acetyl-CoA + oxalacetát → citrát → C6 → C5 → C4 → C4 → malát → → oxalacetát → další cyklus → 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 CO2
54
dýchací řetězec = oxidativní fosforylace
membrána mitochondrie - komplex 3 proteinů dehydrogenace a oxidace NADH + ½ O2 + H NAD+ + H2O ADP + P ATP NADH → 3 ATP, FADH2 → 2 ATP
55
dýchací řetězec
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 FADH2, 2 x GTP → celkem (NADH → 3 ATP, FADH2 → 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 CO2 a H2O O2
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
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.