Geenitehnoloogia (7)

1. Suhkrute lühiiseloomustus. (CH2On)
e süsivesikud on org.ühendid : koostis süsinik, vesinik, hapnik.
Lihtsuhkrud – monosahhariidid .
Liitsuhkrud – * oligosahhariidid (2-10 kovalentselt seotud monosahhariidi jääki);
*polüsahhariidid (sadu kuni tuhandeid monosahhariidi jääke).
Monosahhariidid jagunevad: *C-aatomite arvu järgi ( trioos , tetroos);
* funk .ühma järgi ( aldoosid , ketoonid);
*tsüklilise struktuuri alusel (püranoosid, furanoosid).
Polüsahhariidid: *homopolüsahhariidid (ühe monosahhariidi jäägid);
*heteropolüsahhariidid (mitme monosahhariidi jäägid);
*hargnenud või lineaarse ahelaga.
Bioloogiline roll: *väga mitmekesine ja looduses laialt levinud org.molekulide klass;
*päikese energia salvestatakse fotosünteetiliste organismide poolt süsivesikutesse;
*paljude biomolekulide eelühendid;
*struktuuriline roll;
( *molekulaarsed ja rakk -rakk äratundmismehhanismid.)
Mono:süsinike arv (enamasti) 3-6;
5-e süsinikulised monosahariididest on olulised riboos ja desoksüriboos

6-e süsinikulised suhkrud (C6H12O6) glükoos(viinamarja suhkur) & fruktoos (puuviljasuhkur)
Nii glükoos kui fruktoos on organismis põhilised energiaallikad. Roh.taimedes valmib glükoos fotosünteesi tulemusena. Glükoosi järkjärgulisel oksüdatsioonil CO2 ja H2O´ks vabaneb energia (17,6KJ/g)
Oligo sahhariidid on madalmolekulaarsed ühendid, mis on enamasti mood. 2-3 monosahariidi seostumisel. Ntks glükoos + fruktoos = sahharoos (roo ja peedisuhkru põhiosa)
Sahharoos


Laktoos( piimasuhkur ) kuulub ka oligosahhariidide hulka
Polüsahhariidid – taimed säilitavad oma glükoosi varusid tärklisena. Vajadusel muundavad taimed tärklise glükoosiks.
Loomorg säil glükoosivarusid peamiselt maksas ja lihastes glükogeeni(koosneb sammuti glükoosi jääkidest) kujul.
Lülijalgsete välisskeletis ja ka seente rakukestas esineb kitiin Selle monomeerideks on lämmastikku sisaldav suhkur.
2. Lipiidide lühiiseloomustus.
Lihtlipiidideks ehk rasvadeks nim propaamdiooli(glütserooli) ja rasvhapete estreid. Rasvad erinevad nende koostisse kuuluvate rasvhappejääkide poolest. Mida rohkem on rasvhappe jääkides kaksiksidemeid , seda vedelam on rasv.
Lipiidid on org üh klass, kuhu kuuluvad rasvad, õlid, vahad, fosfo- ja glükolipiidid, rasvhapped ja nende derivaadid, terpenoidid (ka steroidid) - vees (enamasti) mittelahustuvad ühendid.(lipiidid lah erinevates apolaarsetes üh, ntks. benseen ja eeter )
Lipiidid täidavad org põhilise energiaallika osa. Osküdeerimisel vabaneb 2x rohkem energeiat(38,9KJ/g) kui samakoguse sahhariidide või valkude lag. Lipiidid(rasvakiht) võivad omada ka kaitse- funktsioone(ümbritseb siseorganeid), kaitseb liigse jahtumise ees(jääkarul naha all).
Taimedes on suurim lipiidide sisaldus seemnetes(pähklid).
Lihtlipiidide ühinemisel teise keem.ühenditega mood. liitlipiidid . Ntks kuuluvad rakumembraani koostisesse fosfolipiidid.
Vahades on glütserooli asemel mõni teine alkohol .
Steroidid on ülejäänud lipiididega võrreldes teistsuguse ehitusega. Tsüklilised ühendid, mis vees (praktiliselt) ei lahustu. Steroidide hulka kuuluvad mitmesugused hormoonid( suguhormoonid ja neerupealse hormoonid) ning ka vitamiin D(kaltsiferool).
Hormoonid on bioaktiivsed ained, mis põh mood loomorganismide sisekretsiooninäärmetes. Väga väikestes kogustes mõjuvad. Reguleerivad ainevahetust ja kogu org talitlust.
Kolesterool moodustub organismis, kui toit sisaldab palju rasva ja suhkrut. Kolesteroool on samuti üks steroididest. Kolesterool kuulub kõigi membraanide koostisesse(muudab elastseks??!?!). Liigne kolesterool võib koos rasvhapete ja kaltsiumisooladega ladestuda arterite seintele ja põh veresoonte lupjumist e ateroskleroosi.
Funktsionaalsuse järgi jaotatakse: *varulipiidid;
*struktuurilipiidid;
*signaalmolekulid (hormoonid);
*kofaktorid ja rasvlahustuvad vitamiinid (D,A,E,K);
* pigmendid .
(vesilahustuvad vitamiinid on B,H,C)
3. Valkude lühiiseloomustus.
Valgud ehk proteiinid on biopolümeerid, mille monomeerideks on aminohappejäägid.
Organismis on 20 erinevat aminohapet. Väheste valkude koostisest leiame aga kõik 20 aminohappe jääki.
Aminohapped on amforteersed ühendid, sest iga aminohappe koostisesse kuulub aluseliste omadustega aminorühm (-NH2) ja happeliste omadustega karboksüülrühm (-COOH)
Aminohappejäägid on valgu molekulis omavahel ühendatud peptiidsidemetega.
Peptiidside moodustub ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel:
Peptiidside moodustub valgu sünteesi käigus ribosoomides. Sünteesi tulemusena tekib polüpeptiid.
Vähem kui kümnest aminohappejäägist koosnevat ühendit nimetatakse oligipeptiidiks. Erinevatel peptiididel on erinevad struktuurid .
Valgu aminohappelist järjestust nimetatakse eselle esimest järku struktuuriks, ehk primaarstruktuuriks. Primaarstruktuur on kõigil valkudel ja see määrab ära kõik valgu omadused, samas ei väljenda see otseselt valgumolekuli kuju.
Valgu teist järku struktuur ehk sekundaarstruktuur tekib polüpeptiidi keerdumisel kruvikujuliseks α-heeliksiks või kõrvuti asetsevate ahelate voltumisel β-struktuuriks.
Valgu molekuli edasisel kokkukeerdumisel tekib kolmandat järku struktuur e tertsiaalstruktuur (kera sarnane kuju, nimetatakse gloobuliks) Mitte kõik valgud pole globulaarsed : mõned võivad jääda väljavenitatult niitjateks ehk fibrillaarseteks.
Kahe või enama polüpeptiidi ühinemisel moodustub liitvalk, mida nimetatakse neljandat järku struktuuriks ehk kvaternaarstruktuuriks. (hemoglobiin).
Kui valgulahust kuumutada, siis soojusenergia toimel nõrgad keem sid katkevad ning valk kaotab oma kõrgemat järku struktuurid, seda nimetatakse denaturatsiooniks. Lisaks temperatuurile võivad valke denatureerida ka mehhaanilised tegurid, happed , raskmetalliühendid, ioniseeriv ja UV kiirgus.
Aminohappejääkidevahelised peptiidsidemed denaturatsiooni käigus ei katke.
Denatureeriva mõju lakkamisel võivad valgud taastada sekundaar – ja tertsiaalstruktuuri, seda pöördprotsesse nim renaturasiooniks.
Valgud võivad ühineda ka teiste org ainetega, mood liitvalgud :
Valgukompleks nukleiinhapetega nim – nukleoproteiinideks (eukarüootide kromosoomid )
Lipiidedega – lipoproteiionid(rakumembraani koostis)
Oligosahhariididega – glükoproteiinid( membraan )
Funktsioon:
1) Valkude ensümaatiline funktsioon:
Ensüümis reageerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust, ensüümid on VÄGA spetsiifilised . Mõnede ensüümide aktiveerumiseks on vajalik vitamiinide olemasolu rakus.
2) Ehituslik funktsioon:
Rakuorganellide koostis, karvad , suled, sõrad jne.
3) Transportfunktsioon :
Hemoglobiin transpordib hapniku ka rakumembraani koostises asuvad transportvalgud, mis juhivad molekule selektiivselt nii rakku sisse kui välja.
4)Info:
Rakumembraanis esineb valgu molekule , mis edastavad rakuvälist infot raku sisemusse. Tänu retseptor valkudele liigub amööb toiduosakeste suunas.
5) Regulatoorne:
Valgulised hormoonid, ( insuliin , tekib kõhunäärmes).
6)Kaitse:
Antikehad .
7)Liikumine:
Kontraktsiooni valgud( lihasvalgud ), algloomade vibur (valgulised torukesed – mikrotuublid)
8)Energeetriline:
17,6kJ/g
Enamasti algab valkude lagundamine alles peale sahhariidide ja lipiidide tagavara lõppemist, ehk nälgimisel.
4. Nukleiinhapete lühiiseloomustus.
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid .
DNA – desoksüribonukleiinhape
RNA – ribonukleiinhape
DNA on biopolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiidid mis on moodustunud kolme ühendi – lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel.
DNA monomeerid erinevad lämmastikaluste(4) poolest: adeniin (A), guaniin(G), tümiin(T) ja tsütosiin(C)
Seetõttu nimetatakse nukleotiide lämmastikaluste järgi.
Komplementaarsus printsiip – A ja T, G ja C.
DNA´l on ka sekundaarstruktuur, biheeliks.
RNA on biopolümeer, monomeerideks ribonukleotiidid, tümiini asemel on uratsiil (U). RNA omadused sõltuvad monomeeride järjestusest molekulis. Ribonukleotiidide järjestust molekulis nimetatakse RNA prim.struktuuriks.
Primaarstruktuur on ka RNA-l nukleotiidide ahel, kusjuures ühinemine toimub fosfodiestersidemetega. Nukleotiidse järjestuse määrab RNA sünteesil eeskujuks olev DNA ahel.
Kuigi RNA on peamiselt üheahelaline, võivad selle molekulis esineda ka pikad kaheahelalised lõigud, kus ahelad on ühinenud komplementaarsete nukleotiidide vaheliste vesiniksidemete abil. Komplementaarsed paarid on siin A — U ja C — G. Sellised lõigud esinevad näiteks transport-RNA-s.
Nagu iga teine nukleiinhapegi koosneb mRNA nukleotiididest, mida tihti kutsutakse ka alusteks . RNAs sisalduvad nukleotiidid on: adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). DNA ahelas vastab uratsiilile tümiin (T). Nukleotiidide kolmikuid e. triplette mRNAs nimetatakse koodoniteks, mis moodustavad geneetilise koodi põhialuse. Igale koodonile mRNAs vastab mingi konkreetne aminohape proteiiniahelas või juhis valgusünteesi alustamiseks või lõpetamiseks.
Ühtekokku on olemas 43 = 64 erinevat koodonit . Kuna kodeeritavaid aminohappeid