Bioloogia konspekt 1. Süsivesikud (suhkrud) Liigitus ehituse alusel: monosahhariidid e. monoosid C aatomite arv molekulis 3-6, tuntuimad glükoos, fruktoos, riboos ja desoksüriboos. oligosahhariidid e. disahhariidid sisaldavad 2-10 monoosijääki, tuntuimad sahharoos (glükoosi- ja fruktoosijäägid), maltoos (2 glükoosijääki), laktoos (galaktoosi ja- glükoosijäägid) polusahhariidid e. polüoosid koosnevad paljudest monoosijääkidest, tuntuimad tärklis, glükogeen, tselluloos, insuliin Biofunktsioonid: 1. energeetiline funktsioon (1g lagunemisel vabaneb 17,6 kJ energiat) 2. varuained (tärklis mugulates; glükogeen loomarakkudes; insuliin) 3. struktuurne funktsioon (tselluloos taimeraku kesta ehituses) 4. ligimeelitav funktsioon (õistaimede nektar) 5. toitefunktsioon (piimasuhkur imetajate piimas) 2. Lipiidid (rasvad) Liigitus: lihtlipiidid e. naturaalrasvad...
ÜLDISELOOMUSTUS MIHKEL TAMMIK HOLGER KOPPEL 10.A BIOTOIME ON Metallide bioloogilised funktsioonid organismis. Bioorgaaniline keemia. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, Sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivaid ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biokeemilised protsessid. Toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja ümbritsevast keskkonnast. 1. MESO- E. MAKROBIOMETALLID · Katioonid Ca2+, Na+, K+, Mg2+ · Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. · Neid leidub organismis 0,......% 2. MIKRO- E. MIKROBIOMETALLID · Fe, Sn, Cr, Ni, V, Co, Mn, Zn Cu · Eri organismides on neid erinev hulk. · Neid leidub organismis 0,00..% TÄHTSAIMAD METALLID INIMKAHAS · Kaltsium 1.5% · Kaalium 0.4% · Naatruim 0.2% · Kloor 0.2% · Magneesium 0.1% KALTSIUM · 70kg inimese kehas on Ca 1-.1,2kg. · 99% asub luudes, kõhredes ja hammastes. · Piim ja piimatooted annavad ¾ vajalikust kogusest. · Kala
TEEMA: BIOMETALLID Sissejuhatus: Biometallid , mida on normaalseks elutegevuseks organismil vaja, jagatakse kaheks: 1. Meso- e. makro biometallid (katioonid Ca2+ , Na+ , K+ , Mg2+ ) Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. 2. Mikro- e. mikro biometallid (Fe, Sn, Cr, Ni, V, Mo, Co, Mn, Zn, Cu) Eri organismides on neid erinev hulk. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivad ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biometallidel on tähtis roll mitmetes biokeemilistes protsessides. Inimesed saavad biometalle toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja ümbritsevast keskkonnast. MESOMETALLID Mesoelementide hulka kuuluvad Na, K, Ca ja Mg
· Haiguste diagnoos · Ravi teadusliku baasi loomine · Uute ravimite väljatöötamine ELUSAINE KEEMILINE KOOSTIS Bioelemendid: · Elavast on leitud üle 70 keemilise elemendi: · Elussüsteemide talituseks hädavajalik miinimum on 27 bioelementi Liigitus: Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S · Esinevad biomolekulides aatomitena · Moodustavad 96 - 98% elusorganismide elementaarkoostisest Essentsiaalsed makrobioelemendid: Ca2+, Na+ , K+ , Mg2+, Cl · Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul · Vajatakse üle 100 mg ööpäevas Essentsiaalsed mikrobioelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As INIMORGANISMI PÕHIBIOELEMENDID Inimorganismi põhibioelementideks on H, C, O, N, P, S: (Nende elementide baasil formeeruvad biomolekulid) Põhibioelementide evolutsiooniline "eelistatus" biofunktsioonides tuleneb: · Annavad kergesti kovalentseid sidemeid välimise elektronkihi iseärasuste tõttu
Biometallid on organismide elutegevuses osalevad metallid. Biometalle vajab organism mikrokogustes. Nende liig mõjub mürgina, sest nad denatureerivad valke, moodustades valkudega lahustamatuid sulfiide. Organismides leiduvaid biometalle ja nende ülesandeid uurib bioanorgaaniline keemia. Biometallid, mida on normaalseks elutegevuseks organismil vaja, jagatakse kaheks: 1. Meso- e. makrobiometallid (katioonid Ca2+, Na+, K+, Mg2+ ) Täidavad biofunktsioone valdavalt ioonsel kujul. Neid leidub organismis 0,... %. 2. Mikro- e. mikrobiometallid (Fe, Sn, Cr, Ni, V, Mo, Co, Mn, Zn, Cu) Eri organismides on neid erinev hulk. Neid leidub organismis 0,00..%. Biometalle aatomitena inimese organismis ei leidu, sest lihtainena on paljud metallid vähepüsivad ning rohkem on tuntud nende ühendid. Biometallidel on tähtis roll mitmetes biokeemilistes protsessides. Inimesed saavad biometalle toidust, joogiveest, sissehingatava õhust ja
reaktiivsete vormide teke o FOSFOR- nukleiinhapped, fosfolipiidid, fosfoestrid, koensüümid ATP ja ADP moodustamine o VÄÄVEL- metioniinis ja tsüsteiinis, naha, küünte ja juuste valkudes Valkude kõrgemmate struktuuritasemete tagamine, vajalik kasvuhormooni sünteesil ja luukoe ehitusel Leidub gluatiooni, koensüüm A, vitamiinide B! Ja H koostises Biofunktsioone ioonidena täitvad bioelemendid: Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl-. Üldine küsimus. o Esinevad organismis vabade ioonidena või ühendites o Ca- 99% hammastas, luudes fosfaatidena, vere hüübimisprotsess Vajadus- 800-1300 mg Allikad- piimatooted, lihatooted, kala, imendub peen- ja jämesooles Defitsiit- krambid, liigeste valulisus, pulsi aeglustumine, unehäired
MIKROELEMENDID: vaja väga väikestes kogustes; Fe, I, Zn, Cu (nt) Esinevad väga väikestes kogustes, kuid on siiski hädavajalikud enamiku organismide normaalseks elutegevuseks. Fe- seob O2 hemoglobiini koostisesse, annab verele punase värvi I- vajalik kilpnäärme hormoonide sünteesiks. kilpnäärme haigus- struuma Osata eristada vee olulisust raku ja organismi tasandil teada süsivesikute, lipiidide ja valkude ehitus, mitmekesisust ja biofunktsioone. VEE TÄHTSUS ORGANISMIS: ● On suure soojusmahutusega (säilitab püsivat temp) ning hoiab ära ülekuumemise eest0 ● ● Kindlustab organismide ringelundkondade töö (veri, lümfid) ● Kaitsefunktsioon- nt pisarad, liigesed, sülg, loode areneb vesikeskkonnas VEE TÄHTSUS RAKUS: ● On hea lahusti, vees lahustab rohkem aineid kui ühestki teises lahustis ● Osaleb paljudes keemilistes reaktsioonides(lähteainena, lõpp-produktsioon)(mida
kahjutukstegemisel maksas. P ehk fosfor moodustab vähem kui 2% põhibioelementide koguhulgast. Fosfor on üks osa orgaanilistest ühenditest, mis osalevad keemilise energia salvestamisel ja ülekandel toimuvates reaktsioonides, näiteks ühendite ATP (lämmastikualused, adeniin, suhkur, riboos, 3 fosfaatrühma) ja ADP (lämmastikualused, adeniin, suhkur, riboos, 2 fosfaatrühma) loomisel. Biofunktsioone ioonidena täitvad bioelemendid: Ca2+ ehk kaltsium on levinuim mineraalaine inimorganismis, tasandab südame rütmi, vähendab unetust; normaliseerib kesknärvisüsteemi ja lihaste ärrituvust; vajalik neerude normaalseks funktsioneerimiseks; madaldab vererõhku ja vere kolesteroolitaset; on aktiveerijaks vere hüübimissüsteemis; kindlustab veresoonte seinte normaalse läbilaskvuse ja vere osmootse rõhu. Na+ ehk naatrium tagab keha biovedelike keemilise koostise stabiliseerumise,
BIOELEMENDID Organismi elementaarkoostis on organismi ehituse ja talituse alus. Elavast organismist on leitud üle 70 elemendi. Elussüsteemide talitluseks vajalik miinimum on 27 keemilist elementi bioelementi. Bioelementide jaotus: · põhibioelemendid (H, C, O, N, P, S): biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest koosnevad bioelemendid; moodustavad 96-98% elusorganismide elementaarkoostisest. · Essentsiaalsed (asendamatud) makrobioelemendid (Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl-): biofunktsioone enamasti ioonidena täitvad bioelemendid, sisaldus elusorganismis üle 0,1% · essentsiaalsed mikrobioelemendid (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As): eluks vajalik mikrobioelementide miinimum, sisaldus elusorganismis alla 0,1% Põhibioelemendid - H, C, O, N, P, S Nende baasil formeeruvad biomolekulid, raku orgaaniline aine, kudesid moodustavad ühendid. Põhibioelementide koguhulgast moodustab 62% H, 25% C, 10% O ja 2% N. P ja S osakaal on tagasihoidlikum.
1.7 Leelismetallide biotoimed Liitiumiühendid võeti kasutusele 20. sajandil vaimuhaiguste ravil. Nimelt täheldati, et liitiumivaegus soodustab agressiivset käitumist, skrisofreeniat, alkoholismi ja vaimuhaiguseid. Liitiumiühenditega (1- 2 g Li2CO3 päevas) leevendatakse maniakaalset depressiooni, organismi ülepinget ja neuroose. Rubiidiumit ja tseesiumit peetakse vähemürgisteks metallideks (v.a radioaktiivne tseesiumi isotoop Cs-137), kuid nende biofunktsioone pole seni kindlaks tehtud. Biotoime seisukohalt on leelismetallidest olulisemad naatrium ja kaalium, mida käsitletakse allpool. 1.7.1 Naatriumi biotoime Täiskasvanud 70 kg kaaluvas inimorganismis on ligi 100 grammi naatriumit (ioonidena), mürgiannuseks peetakse päevas 100 grammi (ioonidena),. Päevaseks naatriumi vajaduseks loetakse 1,5-3 g (ioonidena), kuid toiduga saadakse päevas 2-15 g naatriumit (ioonidena).
Inimkeha-spetsiifiliste triglütseriidide,liitlipiidide ja tsükliliste lipiidide süntees. Ketokehade süntees ja lõhustamine. Lipiidi-sarnaste biomolekulide(kolesterool,steroidid,vitamiin , sapphapped jt) süntees. Vere lipoproteiinide süntees lipiidide, lipiidi-sarnaste ühendite,vitamiinide jne taransport. Triglütseriididel on kõrge energeetiline (oksüdatiivne) väärtus ja nad on inimkeha energia põhivaru. Täidavad energeetilisi, mehaanilisi kaitsefunktsioone ja spetsiifilisi biofunktsioone. Biomembraani moodustavad fosfolipiidid, lipiidid on rasvlahustuvate ühendite (vitamiinid, paljud ravimid) lahustiks ja transportijaks. Normaalne metabolism sõltub lipiidide hulgast, vahekorrast, tüübist. Mitmed rasvhapped on otsesed geenide regulaatorid. Häired lipiidide metabolismis tekitab haigusi (ateroskleroos, rasvumine). Lipiidide lõhustamisel on vaja emulgeerimist, põhiemulgaatoriteks on sapphapped ja nende soolad. Sapphapete kaudu viiakse suur osa kolesterooli inimkehast välja
kuni 10..18% valkudest. Peensool on valkude seedimine põhikoht, kus valgud polü- ja oligopeptiidid lõplikult lõhustatakse imendumisvõimelisteks aminohapeteks, seda katalüüsivad pankreasenõre ja soolenõre ensüümide summarne toime. Umbes pool valkudest pärit aminohapetest resorbeeritakse duodeenusmis. Ligi 85...95% toiduvalkudest ja endogeensetest allikatest pärinevatest aminohapetest on illeumi jõudmisel resorbeerunud. Valkude tähtsus: · Täidavad tervet rida unikaalseid biofunktsioone · Vere kolloid-osmootse rõhu säilitamine · Transport (rasvhapete, sapphapete, vitamiinide, bilirubiini, steroidide, hormoonide, ravimite jne). · pH säilitamine · kaitsefunktsioon · ensümaatiline roll · proteaaside inhibitsioon · antioksüdatiivine roll · valkude metabolismi lõpp-produktid on üliolulised biokeemilised markerid meditsiini jaoks · häired valkude metabolismis avalduvad haiguste näol
valkudes, nukleiinhapetes, energiat kandvas ühendis ATP-s ja vitamiinides P-Fosfor- Osaleb makroergiliste sidemete moodustamised nt ATP. Leidub Nukleotiidides/nukleoiinhapetes, fosfolipiidides S-Väävel- Tsüsteiini tioolirühmas annad tsüsteiinsidemeid (ka disulfiidside, -S- S-) Valkude kõrgemate struktuuritasemete tagamine. Leidub tsüsteiini ja metioniinis, vitamiinide B1 ja H koostises. 2 Biofunktsioone ioonidena täitvad bioelemendid: Ca2+- luude ja hammaste tarbeks. suur roll närvisüsteemis, lihaste normaalses talitluses (kokkutõmbed ja lõdvestumine), vere hüübimises, organismi energiavahetuses, vererõhu ja kolesterooli taseme reguleerimises ja D-vitamiini ainevahetuses. Na+- Naatriumi ja kaaliumi koostöö on hädavajalik,sest nende erinev jaotumine raku sise- ja väliskeskkonna vahel tagab: rakkude normaalse
Vees halvasti lahustuv pruun aine, leidub lisaks mudale ka pinnases, turbas, kivisöes. Humiinhapete allikaks on eelkõige hukkunud taimed, on taimede kasvuhormooniks; pinnases mineraalide transportimiseks. *Raua tähtsus bioelemendina Organismi elementkoostis on organismi ehituse ja talitluse alus. Elussüsteemide talitlueks on vajalik miinimum 27 keemilist elementi: 1. bioelemendid (H, C, O, N, P, S) moodustavad 98% elusorganismide elementaarkoostisest 2. Ca2+, Na+, K+ - täitvad biofunktsioone. 3. Fe, Cu, Zn, Mn eluks hädavajalikud mikrobioelemendid. Raud on tähtsaim biometall. Tema biotoime avaldub nii taimsetes kui loomsetes organismides. Tänu oma redoksomadustele vajalik ensüümide ja valkude ehituses. Inimiseorganismis esineb raud ainult seotud vormis, millena ta on lahustuv ja mittetoksiline. Seotud raud on organismis kahes oksüdatsiooniastmes: Fe2+ (ferro; hapelises keskkonnas) Fe3+ (ferri; netraalses ja aluselises keskkonnas)
Enantiomeerid on optiliselt aktiivsed (neid nimetatakse ka optilisteks isomeerideks). See tähendab, et nad pööra- C ahn-Ingold-Prelog'i süsteem is vad polariseeritud valguse tasapinda kas paremale (tähistus on need tähistused S (sinister, vasak) on “+”) või vasakule (tähistus on “-”). ja R (rectus, parem ), vastavalt L ja D Enantiomeerid võivad omada erinevaid biofunktsioone. asem el Nii on valkudes aminohapped vaid L-vormis. Inimorganismi makromolekulid, mis moodustuvad kiraalsetest monomeeridest on ka ise kiraalsed. Nende Joon. 19 biosüntees inimorganismis on reeglina stereospetsiifiline, COOH COOH kuna ensüümid on samuti kiraalsed molekulid, st et vastav H2N CH H2N CH
(fosfolipiid) ja osadest süsivesikutest (kitiin). Nende elementide esinemine keemilistes rühmades tõstab ühendite reaktsioonivõimet. Kõik need elemendid osalevad erinevates keemilistes sidemetes. N (vesinik v. peptiid sidemed); S (S-S) sidemed, P (fosfoester sidemed). Mesoelemendid Na, K,Ca, Mg, Cl elemendid, mis esinevad keskmises hulgas. Sisaldus organismiti võib suures hulgas erineda. Loomades on palju kaltsiumi, taimedes ja seentes aga vähe. Biofunktsioone täidavad valdavalt ioonsel kujul. Na/K kontrollivad organismi veebilanssi. Na seob vett, südame haigetel on Na vaene dieet. Noortel naistel hommikul silmaalused paistes, võib viidata mineraalainete puudusele? K viib vett välja ehk on diureetilise toimega. Mõlemad elemendid vastutavad vere pH eest. Mõlemad vastutavad rakkude pinnalaengu eest. Nõrgad pinnalaengud tagavad närviimpulsid (mV tasandil); spets rakud elektrotsüüdid võivad anda ülitugevaid laenguid ( kaladel kuni 600V)
annaabi.ee 
