Laste ned presentasjonen
Presentasjon lastes. Vennligst vent
PublisertSiw Andresen Endret for 9 år siden
1
Generell biokjemi, MBV1030 Lehninger Principles of Biochemistry
David L. Nelson & Michael M Cox 4. Utgave ISBN
2
Undervisning Forelesninger: Winnie Eskild Kollokvier: start 26.august
Tirsdag Onsdag Kollokvier: start 26.august Torsdag gr. I og II Torsdag gr. III og IV Midttermineksamen: uke 42 (3t) Slutteksamen: Mandag 6. Desember (3 t)
3
Undervisning Forelesninger: timeplan på MBV1030s hjemmeside
I tillegg finnes: Forelesningsnotater, beskrivelse av læringsmål, pensumbeskrivelse, lenker til andre interessante hjemmesider, oppgaver, selvsjekk Lærebokens egen hjemmeside: Her finnes mye lærestoff.
4
Biokjemi Matematikk Genetikk Fysikk Biokjemi Cellebiologi Kjemi
Informatikk
5
Biokjemi er det levendes kjemi
Beskrive og forstå de kjemiske prosessene i levende celler og organismer Levende organismer består av et utall av forskjellige molekyler Hver for seg er disse molekylene livløse og underlagt de fysiske og kjemiske lovene som gjelder på vår klode Grunnleggende formål: Forstå hvordan en samling av hver for seg livløse molekyler som utgjør en levende organisme fungerer samlet med det resultat at organismen overlever og formerer seg, dvs bringer genene videre. Biokjemien søker Å beskrive på det molekylære plan de strukturer, mekanismer og kjemiske prosesser som er felles for alle organismer Å klarlegge de prinsipper som styrer alt liv
6
Hva er det som gjør celler og organismer levende?
Spesielle trekk karakteriserer levende organismer De er kompliserte og strengt organiserte strukturer De har evne til å ekstrahere, endre og utnytte energi i omgivelsene De vedlikeholder og reproduserer seg selv med stor nøyaktighet De har mekanismer til å oppfatte endringer i miljøet og evne til å respondere på dem Alle komponenter har definert funksjon og regulert interaksjon De gjennomgår evolusjonsmessige endringer
7
Cellen Den strukturelle og funksjonelle enheten for alle levende organismer Minste organisme = 1 celle Minste mulige størrelse må gi plass til nødvendige organeller Bakterier: 1-2 mm; dyre- og planteceller: mm; mykoplasma: 0,3 mm Største mulige størrelse begrenset av diffusjonshastigheten for de molekyler som må helt inn i sentrale deler av cellen, spesielt oksygen Store organismer består oftest av mange celler som gjerne er forskjellige og har spesialiserte funksjoner Mennesket anses å ha 1014 celler
8
Fire organisasjonsnivåer i cellen
9
Cellen - Alle celler er omgitt av en plasmamembran
- I cytosol finner vi en mengde forskjellige små og store molekyler Celler deles i 2 grupper Prokaryoter: Har ikke cellekjerne, men nukleoid hvor genene finnes Har plasmider Eukaryoter: har cellekjerne
10
Ribosomer Peroksisomer Cytoskjelett Lysosomer Transportvesikkel Golgi kompleks Glatt endoplasmatisk retikulum Kjerne Ru endo-plasmatisk retikulum Kjernemembran Ribosomer Nukleolus Mitokondrion Plasmamembran Kloroplast Stivelseskorn Thylakoide Cellevegg Vakuole Glyoksysom
11
Cellemembranen er semipermeabel
Definerer cellens grense mot omverden Cellemembranen består av lipider og proteiner som holdes sammen av ikke-kovalente krefter En hydrofob barriere som er svært tynn men smidig og sterk Fri passage av H2O, O2 og CO2 Utskillelsesmekanismer: eksocytose Opptaksmekanismer: endocytose Spesialiserte proteiner Transportører: ioner, næringsstoffer Reseptorer: generer intracellulære signaler, formidler opptak Ionekanaler: ioner Enzymer
12
Cellekjernen Omgitt av kjernemembran: 2 dobbelte membraner
Kjerneporer: kontrollert traffikk inn og ut av kjernen Kjerneporekomplekset, diam 90 nm Nukleoplasma: kromatin + nukleolus Nukleolus: Ribosomal RNA syntese Kromatin: DNA (genene) + histoner
13
Kromosomer Mitose kromosom Kromatid, 600 nm Kromatinfiber, 30 nm
Nukleosom, 10 nm Histoner DNA
14
Endoplasmatisk retikulum - Ru: assosierte proteiner/ribosomer, proteinsyntese - Glatt: lipidsyntese
15
Ribosomer Ingen membran Assosiert med endoplasmatisk retikulum
Frie i cytoplasma Består av ribosomalt RNA og proteiner Funksjon: Proteinsyntese
16
Golgi apparatet Modifiserer proteiner: kopler på sulfat, lipid, karbohydrat Sorterer proteiner: intracellulære eller ekstracellulære lokaliseringssignaler Deles i cis-, midt- og transgolgi Proteiner beveger seg fra Cis-golgi til trans-golgi Flate membranbundne sekker Transporten skjer i avsnørte vesikler Golgi
17
Lysosomer Lysosom Bare i dyreceller Omkranset av enkeltmembran Ca 1mm
Cellens fordøyelsessystem og resykleringssenter Inneholder enzymer som bryter ned proteiner, lipider, karbohydrater og nukleinsyrer Enzymene har lavt pH-optimum Beskyttelse av cellen
18
Peroksisomer Fjerner H2O2, hydrogenperoksid Peroksisom
2 H2O2 => 2 H2O + O2 katalase Peroksisom
19
Glyoksysomer Bare i planteceller Omdanner lipid til karbohydrat
20
Mitokondrier To membraner, indre og ytre Ytre membran er glatt
1 mm To membraner, indre og ytre Ytre membran er glatt Små molekyler passerer Indre membran foldet i kristae Ikke permeabel Spesifikk transportør for hver type molekyle som får passere Cellens kraftverk ATP syntese Egen reproduksjon Egne gener for en del proteiner Matriks: høy enzymkons. DNA Kristae Matriks Ribosomer Indre membran Ytre membran
21
Kloroplaster - fotosyntese
Bare i planteceller, 5 mm Cellens kraftverk Thylakoider Flate sekker Lager ATP vha. lysenergi Klorofyll To membraner Egen reproduksjon Egne gener 5 mm
22
Plantevakuolen Vakuolen
Omgitt av tonoplasten med kontrollert passage av molekyler Makromolekyler nedbrytes her for gjenvinning (som lysosomer) Enzymer med lav pH-optimum Opptar inntill 90% av cellevolum Opprettholder spenst, fysisk støtte Kan inneholder fargepigment => farge på blomster og frukt Vakuolen
23
Cytoskjelettet Aktin filamenter Mikrotubuli Intermediære filamenter
Opprettholder cellens form Holder organeller på plass Transport av organeller Muliggjør bevegelse Stressfibre/aktin Mikrotubuli
24
Fire organisasjonsnivåer i cellen
Supramolekylære komplekser består av mange forskjellige/like makromolekyler som holdes sammen av ikke-kovalente krefter Funksjonelle enheter, eks. glykolysen. Vanskelige å studere
25
Molekyler i levende organismer
Består av mindre enheter, monomerer Polymerer (makromolekyler) dannes ved sammenkopling av monomerer Alle levende organismer har samme typer av monomerer 4 klasser av makromolekyler: Nukleinsyrer Proteiner Lipider Karbohydrater
26
Hver klasse av makromolekyler består av et lite antall monomerer
Alle levende organismer har samme type monomerer Figur 1-3 Alamus= Alamenneske Monomerene er som bokstavene i alfabetet
27
Makromolekyler består av monomerer
Nukleinsyrer Proteiner Karbohydrater Nukleotid Aminosyrer Monosakkarid Fosfodiester- binding Peptid binding Glykosid binding Nukleotid Aminosyrer Monosakkarid Fosfodiester- binding Peptid binding Glykosid binding Nukleotid Aminosyrer Monosakkarid Fosfodiester- binding Peptid binding Glykosid binding Nukleotid Aminosyrer Monosakkarid
28
De fleste celler inneholder 70% vann og 30% tørrstoff Tørrstoffet består av et fåtall grunnstoffer med lave atomnummer Karbon utgjør over halvparten
29
Levende organismer består av et fåtall grunnstoffer
C, H, N, O Ca, Cl, Mg, P, K, Na, S Co, Cu, Fe, Mn, Zn Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni, Se, Si, W, V Alle organismer inneholder mest av disse Alle organismer inneholder disse Alle organismer inneholder små mengder av disse Noen organismer inneholder spormengder av disse
30
Biomolekyler har karbonskjelett C har 4 uparrede elektroner i ytterste skal
31
C kan danne 4 kovalente bindinger
C - C bindinger Enkel, dobbel, trippel C - N bindinger Enkel,dobbel C - O bindinger Enkel, dobbel C - H bindinger Enkel
32
Karbon C-bindinger danner tetraheder Størst mulig avstand, 109,5o
Bindingslengde 0,154 nm
33
Bevegelighet i karbon-karbon bindinger Fri rotasjon omkring enkeltbindinger - unntatt ved sterisk hindring
34
Bevegelighet i karbon-karbon bindinger Dobbel- og trippelbindinger er låste
35
Biomolekyler H H H H H Har karbonskjelett H-C-C-C-C-C-H
Er derivater av mettede hydrokarboner Svært stabile, lite kjemisk aktive Varierer fra enkle til svært komplekse karbonstrukturer Liniære, forgrenete, sykliske Aktivitet og særtrekk skapes av funksjonelle grupper Biokjemiske egenskaper avhenger av hvilke funksjonelle grupper som finnes i et molekyle og hvor de sitter
36
Biomolekylers kjemiske egenskaper bestemmes av funksjonelle grupper
37
Biomolekylers kjemiske egenskaper bestemmes av funksjonelle grupper
38
Biomolekylers kjemiske egenskaper bestemmes av funksjonelle grupper
39
Biomolekylers kjemiske egenskaper bestemmes av funksjonelle grupper
40
Biomolekylers kjemiske egenskaper bestemmes av funksjonelle grupper
52
Tre-dimensjonal struktur
Basis: Karbonskjelett og funksjonelle grupper Biologisk aktivitet: Romlig orientering Konfigurasjon (plassering av bindinger) Konformasjon (rotasjon rundt enkeltbindinger) Biokjemien er stereospesifikk
53
Tre måter å avbilde 3D struktur
Tredimensional modell Perspektivdiagram ”Ball & stick”
54
Perspektivdiagrammet
Viser orientering av C-C bindinger Inn i planet Ut av planet
55
Ball and stick modellen (Fyrstikk)
Viser bindingenes: Vinkler Lengde
56
Den tredimensionale modellen
Viser: Molekylets ytre omkrets Enkeltatomers størrelse og interaksjon Van der Waals radius Grensen for hvor nær andre atomers elektroner får komme
57
Konfigurasjon og konformasjon
Atomers posisjon i molekyler slik den er definert av dobbelt bindinger chirale sentre To molekyler kan bestå av de samme atomer og bindinger og likevel være forskjellige cis-transisomerer (db.binding) Stereoisomerer (chiral senter) Disse kan ikke bli like uten at kovalente bindinger brytes
58
Cis-trans-isomerer/geometriske isomerer
59
Chirale sentre C-atom med 4 forskjellige funksjonelle grupper
Asymmetrisk C-atom For hvert asymmetrisk C-atom finnes 2 stereoisomerer For n asymmetriske C-atomer finnes 2n stereoisomerer
60
Alfa karbonatomet i aminosyrer er chiralt Glycin er eneste unntak
61
Enantiomerer Enantiomerer = stereoisomerer
som er speilbilde av hverandre Diastereomerer = stereoisomerer som ikke er speilbilde av hverandre
62
Kjemiske, fysiske og biologiske egenskaper
Isomerer har liknende eller samme kjemiske egenskaper Visse fysiske egenskaper er forskjellige mellom isomerer Isomerer har svært forskjellige biologiske egenskaper
63
Fysiske egenskaper Speilbildeisomerer er optisk aktive
De avbøyer planpolarisert lys i motsatt retning D-former avbøyer lys mot høyre (dextro) L-former avbøyer lys mot venstre (laevo) Krystalliserer hver for seg Rasemisk blanding = blanding av speilbildeisomerer
66
Biologiske egenskaper
Biologien er totalt stereospesifikk Organismen kan omsette D-glukose men ikke L-glukose Organismen bruker bare L-aminosyrer Årsaken er at våre enzymer og reseptorer er stereospesifikke, de gjenkjenner bare form og ladning
67
Stereoisomerer av carvon
R = rectus (høyre) S = sinister (venstre)
68
Levende organismer utveksler energi og substanser med omgivelsene
Levende organismer skaffer seg energi fra omgivelsene ved å: ta opp/spise kjemisk energi - dyr absorbere sollys - planter Energikrevende prosesser Katabolisme øker entropien Store biomolekyler omdannes til mindre Energi frigjøres, eksergone reaksjoner Anabolisme reduserer entropien Mindre biomolekyler omdannes til større Energi forbrukes, endergone reaksjoner
69
Eksergone reaksjoner driver endergone reaksjoner
ATP -> ADP + Pi DG er negativ Endergon reaksjon Frie aminosyrer -> protein DG er positiv Kjemisk energi
Liknende presentasjoner
© 2024 SlidePlayer.no Inc.
All rights reserved.