Süsivesikud Süsivesikud · Looduses enamlevinud orgaanilised ühendid · Meie toitumisahelas esimeseks lüliks · Kuuluvad rakkude ja kudede koostisesse · Hästi kättesaadavad, kõrge energeetilise väärtusega · Organismis kerge säilitada Enamlevinud orgaanilised ühendid looduses · Taimedes 75-90% · Loomades 2% · Seentes 3% · Mikroorganismides 12% Toiteväärtus · Süsivesikute arvele langeb meie elutegevuseks vaja minevatest kaloritest 60% · 1g süsivesikute lõhestumisel vabaneb 17kJ energiat · Süsivesikud annavad 50% päevas minevast energiast Jaotus · Jagunevad kolme põhirühma 1) Monoosid 2)Oligosahhariidid 3)Polüsahhariidid Monoosid · Kahte või enamat hüdroksüülrühma aldehüüdid või ketoonid · Liigendatakse funktsionaalse rühma järgi
tööjõu just süsivesikutest. Kuid ei saa toituda ainult süsivesikutest kuna need annavad ainult energiat ja isoleeritud süsivesikud on B1 vitamiini röövlid ning organism vajab tahestahtmata kõiki vitamiine ja sealhulgas siis ka B1. Seega ei saa süüa ainult süsivesikute rikast toitu energia saamiseks. Süsivesikuid leidub kõige rohkem looduses ehk taimedes on 75-90% süsivesikuid, loomades 2%, seentes 3% ja mikroorganismides 12-30%. põhiosa süsivesinikke koos valemite, nime ja otstarbega. 1) glükoos - C6H12o6 viinamarjasuhkur. imendub väga kergeseti ja seega kasutavad sportlased seda peale raskeid treeninguid, et taastumine oleks efektiivsem. 2) fruktoos - C6H12o6 puuviljasuhkur. Leidub valmis marjadesja puuviljades ja soovitatakse diabeedikutele kuna fruktoos ei vaja rakku pääsemiseks insuliini. 3) riboos - C5H10o5. 4) desoksüriboos - C5H10o4 Oligosahhariidid 1) maltoos - C12H22O11 linnasesuhku
põletamise teel. 8. Miks ei ole Eesti olukord süsinikuringe aspektist vaadatune eriti kiita? Põlevkivi põletamisel keskkonda paisatava CO2 kogus on sedavõrd suur, et selle kompenseerimiseks läheks vaja kuus korda rohkem metsa kui Eestis kasvab. 9. Täida tabel süsiniku käibe kestuse kohta biosfääris (aastates). turbas 1000 mulla mineraalses osas 100 taimses biomassis 50 mulla mikroorganismides 10 atmosfääris 3-8 ookeani biomassis 0,1-1 10. Kuidas näevad välja orgaanilise lämmastiku mineraliseerumine ja selle käigus tekkinud lämmastikuühendite edasine transformeerumine? (ammonifikatsioon, nitrifikatsioon, denitrifikatsioon). a) Ammonifikatsioon: R-NH2NH4+ Toimub nii aeroobses kui ka anaeroobses keskkonnas ammonifitseerivate bakterite toimel ilma energialisata; kõrge
Kirjeldage selle ühendi edasise transformatsiooni võimalikke radu. Anaeroobse glükolüüsi viimaseks etapiks on püruvaadi muutmine laktaadi dehüdrogenaasi vahendusel laktaadiks. 7. Mille poolest erineb püruvaadi anaeroobne metabolism pärmirakus ja inimese lihasrakus. Kirjeldage toimuvaid reaktsioone ja nende produkte. Pärmirakus toimub käärimine, 2etanooli ja 2CO2 . Lihasrakus aktiivselt kontrakteeruvates lihastes, erütrotsüütides ja mõningates mikroorganismides toimub piimhappekäärimine, 2laktaati. 8. Leidke glükolüüsi reaktsiooniahelast etapid, kus toimub ATP süntees. Nimetage a) millise mehhanismi kohaselt toimub glükolüüsi käigus ATP süntees b) milline on energiasaagis ATPna ühe glükoosi molekuli anaeroobse oksüdatsiooni protsessis - 2ATP c)millise potentsiaalse energiakandja molekulid (mitu?) formeeruvad lisaks ATPle - 2NAD+ muutuvad 2NADH-ks. 9
· Osaleb paljudes keemilistes reaktsioonides · Kindlustab rakkude ja kudede mahtuvuse- tagab siserõhu ehk hurgori. Sahhariidid ehk süsivesikud · C6H12O6 glütsiidid Monosahhariidid Oligosahhariidid Polüsahhariidid 1-monomeer 2-10 monomeeri 10-... monomeeri Enamevinud orgaanilised ühendid looduses: · Taimedes 75-90% · Loomades 2% · Seentes 3% · Mikroorganismides 12-28% Monosahhariidid ehk liitsuhkrud Nimetuse aluseks süsinike arv + lõpp oos. · C2H4O2 - diosiid · C3H6O3 - triosiid · C4H8O4 tetrosiid erütroos · C5H10O5 pentosiid riboos, desoksüriboos · C6H12O6 heksosiid glükoos (magus), fruktoos, galaktoos (piim) · C7H14O7 - heptosiid · C8H16O8 - oktosiid · C9H18O9 - nonosiid · C10H20O10 dekosiid
üldse ei joo.Toidulipiidid stimuleerivad sapi eritumist. Energeetiline funktsioon - Lipiidide koostises olevad rasvhapped on olulised energia saamise seisukohast lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu komponendid 1g 38,9 kJso 9,3 kcal. SAHHARIIDID e. süsivesikud Süsivesik on orgaaniline ühend, mis sisaldab süsinikku, vesinikku ja hapnikku. Süsivesikud on looduses enamlevinud orgaanilised ühendid: taimedes 75 - 90% loomades 2% seentes 3% mikroorganismides 12 - 28% I MONOSAHHARIIDID ehk LIHTSUHKRUD Väga aktiivsed ja reaktsioonivõimelised Pentoosid: Riboos Desoksüriboos Heksoosid: Glükoos Fruktoos OLIGOSAHHARIIDIDKoosnevad kahest-kolmest monosahhariidist.Kahest monosahhariidist koosnevaid sahhariide nimetatakse ka disahhariidid. Maltoos Laktoos Sahharoos. POLÜSAHHARIIDID ehk LIITSUHKRUDMonosahhariidide jäägid on seotud glükoosisidemetega pikkadeks ahelateks. Tärklis Tselluloos Kitiin Glükogeen. tähtsus
suur · Jää eripära: jää on ,,hõredam" kui vesi vedelas olekus sulav jää võtab soojust keskkonnast Orgaanilised ained rakkudes · Süsivesikud ehk sahhariidid on orgaanilised ühendid, mille koostises esinevad süsinik, vesinik ja hapnik. · Süsivesik = suhkur Süsivesikud looduses: taimedes 70%, loomades 2%, seentes 3&%, mikroorganismides 12-28% I. Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud Pentoosid: riboos, desoksüritoos Heksoosid: glükoos II. Oligosahhariidid · Maltoos ehk linnasesuhkur, moodustub kahest glükoosijäägist. · Laktoos ehk piimasuhkur. · Sahharoos koosneb ühest glükoosi ja kahest fruktoosijäägist. Koosnevad vähemalt kolmest monosahhariidist. III. Polüsahhariidid ehk liitsuhkrud · Tärklis
180 miljardit tonni. Peamised tselluloosi produtseerijad on taimed, kuid tselluloosi on võimelised sünteesima ka mõned loomad (näiteks tunikaadid) ja bakterid (näiteks Acetobacter xylinum). Taimede rakukesta koostises omab tselluloos kindlatkorrastatud struktuuri ning annab rakukestale iseloomuliku tugevuse. Harva on tselluloosrakukestas puhtal kujul, tavaliselt moodustab see koos teiste biopolümeeride ligniini ja hemitselluloosiga põimunud maatriksi. Tselluloosi funktsioon mikroorganismides ei ole täpselt teada, kuid arvatakse, et aeroobsed bakterid kasutavad enda poolt produtseeritudtselluloosi ,,mati moodustamiseks, mis võimaldab neil vedelik-õhk piiripinnal püsida ning kaitseb ka UV kiirguse eest. Tsellulloos on D-glükoosi jääkidest koosnev polümeer, milles monomeerid on omavahel seotud -1,4-glükosiidsete sidemete kaudu. Kuna iga teine glükoosi jääk ahelas asetseb eelmisega võrreldes 180o nurga all, siis pole ahela minimaalseks kordusühikuks mitte
molekuli ühe glükoosi kohta. Anaeroobsetes rakkudes on glükolüüs ainus ATP-d produtseeriv rada. Aeroobsetes rakkudes on see esimeseks etapiks süsivesikute oksüdatsioonil. Tingimustest sõltuvalt võib glukoosi lagunemine olla: 1) Osaline anaeroobne glükolüüs. Glükoos Püruvaat 2 laktaat (piimhappe käärimine aktiivselt kontrakteeruvas lihases, erütrotsüütides (punane verelible), mõningates mikroorganismides). Glükoos püruvaat 2 etanool + 2 CO2 (alkoholkäärimine pärmirakus). 2) Lõplik aeroobne glükolüüs. Glükoos püruvaat 2 Atsetüül-CoA 4 CO2 + 4 H2O (Loomad, taimed, paljud aeroobsed mikroorganismid). d) Millises vormis ja kui palju vajab protsessi käivitamine energiat kasutatakse ATP, NADH ja FADH2 energiat. Kokku toimub glükolüüsi käigus 10 reaktsiooni, mis on samad kõikides rakkudes, kuid erinevad kiiruse poolest.
tuua kaasa väga ettearvamatuid tagajärgi, rikkudes veelgi looduse tasakaalu. Võib kaasneda siiratud muundinfo kontrollimatu levik. o Taiwanis on GM-riisi tõttu saatatud kohaliku metsiku riisi populatsioonid ning seeläbi nende pärilikud omadused rikutud. o Tubakataimedest on antibiootikumile residentne geen üle kandunud taimes olnud baktereisse ja viirustesse. Seega võib materjal edasi levida mitmesugustes mikroorganismides, sh haigusetekitajates. Nt kahjuril võib kujuneda residentsus taimes sünteesitava toksiini suhtes. Või kujunevad sekundaarsed kahjurid need taimedel toituvad liigid, kes põhikahjuri hävitamise tõttu saavad paremad toitumistingimused, muutuvad arvukatena ise kahjuriteks (nt lehetäid). Kuigi bakteri toksiini sünteesiv taim ei tapa lehetäid, kandub see toiduahelas edasi ning mõjutab näiteks lepatriinusid, kelle eluvõime ja viljakus vähenevad. See viib lepatriinude
Väävli ja fosfori puhul on hübridiseerumisse kaasatud ka d orbitaalid Resonants piirstruktuurid delokaliseeritud kaksikside Fosfaatioon HPO42- Resonants piirstruktuurid delokaliseeritud kaksikside Delokaliseeritud on elektronid Benseen Konjugeeritud kaksiksidemed Avatud- ja suletud konjugatsiooniahelad Konjugatsiooniahel naaber C aatomid on sp2 hübridisatsioonis Keemilised reaktsioonid sidemete reorganiseerumine Näiteks: osades mikroorganismides toimuv tsüsteiini süntees seriinist ja vesinik disulfiidist · Reaktsiooni tulemusena katkes üks C-O side ja üks S-H side · Reaktsiooni tulemusena tekkis üks C-S side ja üks O-H side Keemilised reaktsioonid sidemete reorganiseerumine ·Reaktsiooni tasakaal on määratud produktide ja lähteainete energeetiliste erinevustega G ·Reaktsiooni kiirus on määratud aktivatsioonienergia G poolt Eksergoonilised reaktsioonid - termodünaamiliselt soodsad, G < 0 Näiteks:
Suure soojusmahtuvuse tõttu aitab veri säilitada organismisisest püsivat temperatuuri. 5. Täidab kaitsefunktsiooni: pisarad vähendavad hõõrdumist ja kõrvaldavad võõrkeha silmast. liigesevõie ''õlitab'' liigeseid imetajate loode areneb vesikestad ehk amnios. Orgaanilised ühendid ja nende ülesanded organismis Süsivesikud .. on looduses enamlevinud orgaanilised ühendid taimedes loomorganismides (2%) mikroorganismides (12-28%) seentes (3%) Süsivesikud ehk sahhariidid jagunevad kolmeks: lihtsuhkrud (monosahhariidid) oligosahhariidid malktoos, laktoos, sahharoos liitsuhkrud ehk polüsahhariidid tärklis, tselluloos, glükogeen, kitiin Lihtsuhkrud jagunevad : pentoonid (riboos, pesoksuriboos), heksoosid(glükoos, fruktoos). Monosahhariidid ehk lihtsuhkrud 1. Väga aktiivsed 2. reaktsioonivõimelised 3. esinevad tsüklilisel kujul Glükoos ehk viinamarjasuhkur
Toodetakse tööstuslikult rasva glütserolüüsil Polümorfsed Fosfo-ja glükolipiidid Sisaldavad hüdrofiilsed ja hüdrofoobseid osi. Lagunevad fosfatidüülderivaatideks, glütseroglükolipiidideks ja sfingolipiidideks. Vahad Kõrgemate alkoholide derivaadid. Taimsed vahad ->lehtedes ja seemnetes. Nt. mesilasvaha, spermatseet ja lanoliin. Muutused toidu atsüüllipiidides 1) Ensümaatiline hüdrolüüs Hüdrolaas nii toidus kui ka mikroorganismides a..a) Triatsüülglütserooli hüdrolaasid (lipaasid) Hüdrolüüsivad emulgeeritud atsüüllipiide Lipolüüs juustus, piimas, sokolaadi tootmisel, puu- ja juurviljades 2) Küllastumata atsüüllipiidide peroksüdatsioon a) Autooksüdatsioon tekib hulgaliselt lenduvaid ja mittelenduvaid ühendeid, mis on tugevalt lõhnavad.
Süsivesik on orgaaniline ühend, mis sisaldab süsinikku, vesinikku ja hapnikku Süsivesikud on energiarikkad ained · Loomad kasutavad toidus olevaid süsivesikuid nagu suhkur ja tärklis, energiaallikana. · Taimed valmistavad oma elutegevuseks vajalikke süsivesikuid ise. Süsivesikud on looduses enamlevinud orgaanilised ühendid: · taimedes 75 - 90% · loomades 2% · seentes 3% · mikroorganismides 12 - 28% I MONOSAHHARIIDID ehk LIHTSUHKRUD Väga aktiivsed ja reaktsioonivõimelised Pentoosid: · Riboos · Desoksüriboos Heksoosid: · Glükoos · Fruktoos Glükoos ehk viinamarjasuhkur Monosahhariid, mille molekulis on 6 süsiniku aatomit. C6H12O6 Tähtis energiallikas. · Taimedes moodustub glükoos fotosünteesi käigus ja tihti talletatakse see tärklisena. · Loomad saavad glükoosi toiduga nt tärklise lõhustamisel seedeelundkonnas.
Katabolism Anabolism Anaeroobne glükolüüs glükoneogenees Aeroobne glükolüüs glükogeeni süntees Pentoosfosfaaditsükkel Anaeroobne glükolüüs ..... on glükoosi osaline lõhustamine, mis toimub ilma hapnikuta ja mille tagajärjeks on erinevad käärimisproduktid: mikroorganismides etanool, butanool ja võihape seentes etanool taimedes etanool loomades püruvaat (laktaat) Glükoosimolekuliga toimub väga väike muutus: 6 C 2 (3 C). Kuna muutus on väike, siis on ka energia muutus väike. Saagis on 2 ATP. Inimesele on anaeroobne glükolüüs oluline, ta võimaldab hapniku defitsiidis täita organitel eluliselt vajalikke funktsioone. Võimaldab energiat kasutada neil rakkudel, kus mitokondrid puuduvad (nt erütrotsüüdid). Aeroobne glükolüüs
Enamik terpeene sisaldab ühte või enamat kiraalset tsentrit. Enantiomeerid ja diastereoisomeerid erinevad sageli lõhna iseloomult. nt. Mentooli (XIV) L-vormi (1R, 3R, 4S) leidub piparmündi õlis; D-vormil (1S, 3S, 4R) on vastumeelsed noodid (fenoolne, meditsiiniline, kampriline ja kopitanud); Karvoonil (XXI) on R(-)-vormis piparmündi lõhn; S(+)- vormis aga köömnele sarnane aroom. Terpeeni biosüntees toimub ainult taimedes ja mõnedes mikroorganismides. Aroomiühendite prekursorid Aroomiühendid moodustavad karotenoide oksüdatiivse lagunemise käigus. Lenduvad väävliühendid Perekondade Brassicacea ja Liliaceae esindajad. Nende aroom moodustub glükosinolaatide või S-alküül-tsüsteiin-sulfoksiidide lagunemisel. Veini ja õlle tootmisel tekkivad lenduvad väävliühendid pärinevad metioniinist ja on mikroorganismide ainevahetuse kõrvalproduktid. Tertsiaarsed tioolid on kõige intensiivsemad aroomiained. Küüslauk ja sibulad
Nikli ioonid saavad siseneda läbi tsütoplasma, et minna aktivatsiooni kohtadesse ensüümides. Teistpidi, üleliigne nikkel peab saama väljastatud rakuseest, et vältida sellega seonduvaid mürgisuse ohte. Seega madalas konsentratsioonis saavad metalli ioonid siseneda läbi tsütoplasma membraani, vastavalt kas intratsellulaarselt on konsentratsioon väike või suur või läbi plasma membraanide erinevate mittespetsiifiliste viisidega. Mikroorganismides, kes on sõltuvad sellest metalli ioonist eksisteerib spetsaliseerunud süsteem nikli transportimiseks, mis kuuluvad põhiliselt kahte klassi: NikABCDE import pumbad ja nikli/koobalti premeaasid(NiCoT). Esimene, kes leiti algselt E. Colis, kuulub ATPga-seonduvate transporterite hulka ja paardub substraadi translokatsiooni ja ATP hüdrolüüsiga. NikB ja NikC on trans- membraansed valgud mis moodustavad nikli poori. NikD ja NikE on valgud mis seonduvad ja hüdrolüüsivad ATP-d
tugevuse, aga ka hapruse. Taimedes kulub magneesiumi rohelise pigmendi klorofülli koostisesse. Suur osa sooli omastatakse joogiveest, kui inimene on palju higistanud, siis on ta ka palju sooli kaotanud ning peaks manistama lisaks veele ka mineraalaineid, sest ainult veest kõike vajalikku ei saa. 2.3 Orgaanlised ained Süsivesikud,lipiidid,valgud ja nukleiiinhapped Süsivesikud - looduses enam levinud orgaanilised ained . (taimedes 75-80%, loomorganismides -2%, mikroorganismides 12-28%, seentes 3%) Süsivesikud ehk sahhariidid jagunevad kolmeks: 1. Monosahhariid ehk lihtsuhkrud, mis jagunevad kaheks: a) Pentoosid nt riboos Desoksuriboos b) Heksoosid 2. Glükoos & fruktoos Lipiidid koosnevad alkoholist ja rasvhappest. Need on hüdrofoobsed ja veest koosnevad. 1)Lihtlipiidud ehk neutraalrasvad Vedelad taimsed õlid Tahked loomsed rasvad Vahad taimsed ja loomsed Tahked
reaktsiooni ensüüm vajab seda koensüümina. NAD+ regenereeritakse sõltuvalt keskkonna tingimustest erineval viisil: Aeroobsed tingimused elektronide lõppaktseptor O2 on keskkonnas olemas ning selle kaudu regenereeritakse ka NAD+. Anaeroobsed tingimused - NAD+ regenereerimiseks vajalikku O2 ei ole, elektronide aktseptorina kasutatakse orgaanilisi ühendeid. Seda protsessi nimetatakse fermentatsiooniks. 1. Alkohoolne fermentatsioon pärmides ja paljudes teistes mikroorganismides tekib püruvaadist etanool. Esmalt püruvaat dekarboksüleeritakse ja saadakse atseetaldehüüd. Teiseks, atseetaldehüüd taandatakse etanooliks ning selle käigus reoksüdeeritakse NADH NAD+ 2. Piimhappeline fermentatsioon mitmed mikroorganismid, kõrgematel organismidel näiteks skeletilihased, püruvaadist tekib piimhape. Püruvaadist saab piimhape laktaadi dehüdrogenaasi abil ning selle käigus reoksüdeeritakse NADH NAD+ 3
Taimseid valke söövad ja omastavad loomad. SÜSIVESIKUTE METABOLISM Katabolism Anabolism Anaeroobne glükolüüs glükoneogenees Aeroobne glükolüüs glükogeeni süntees Pentoosfosfaaditsükkel Anaeroobne glükolüüs ..... on glükoosi osaline lõhustamine, mis toimub ilma hapnikuta ja mille tagajärjeks on erinevad käärimisproduktid: mikroorganismides etanool, butanool ja võihape seentes etanool taimedes etanool loomades püruvaat (laktaat) Glükoosimolekuliga toimub väga väike muutus: 6 C 2 (3 C). Kuna muutus on väike, siis on ka energia muutus väike. Saagis on 2 ATP. Inimesele on anaeroobne glükolüüs oluline, ta võimaldab hapniku defitsiidis täita organitel eluliselt vajalikke funktsioone. Võimaldab energiat kasutada neil rakkudel, kus mitokondrid puuduvad (nt erütrotsüüdid). Aeroobne glükolüüs
(Nt B. thuringiensis genoomis on putukatele toksilist valku kodeeriv geen see viiakse kultuurtaime genoomi ning selle avaldumine muudab taime resistentsemaks putukate suhtes; köögiviljade (tomati) säilivusaja pikendamine vähendades polügalakturonaasi taset rakus.) Huvipakkuvate produkti tootmine taimes või loomas. (Nt inimese kasvuhormooni ja insuliini tootmine mikroorganismides; inimese verehüübefaktori IX ja alfa-1- antitrüpsiini tootmine lammastes.) Transgeensete organismide konstrueerimine bioloogiliste protsesside molekulaarsete mehhanismide uurimiseks. (Nt transgeensete hiirte kasutamine imetajate geeniekspressiooni uurimisel.) · Kloonimisel viiakse munarakku somaatilise raku geneetiline materjal ning jagunema stimuleeritud munarakust arenevad isendid on identsed som. raku tuuma doonoriga. 1997-
kaasnevalt saadakse NADH, FADH2 ja ATP. 2. Kirjutage püruvaadist piimhappe (laktaadi) moodustumise reaktsiooni võrrand. Nimetage a) kas selles reaktsioonis püruvaat oksüdeerub või taandub (põhjendus?) Taandub, tegemist laktaadi dehüdrogenaasiga. b) milline ensüüm seda reaktsiooni katalüüsib (NB! Koensüüm!) NAD+ c) millistes rakkudes taoline protsess kulgeb. Aktiivselt kontrakteeruvates lihastes, erütrotsüütides ja mõningates mikroorganismides toimub piimhappekäärimine. 3. Kirjutage püruvaadist etanooli moodustumise reaktsiooni võrrand (NB! Kaheastmeline protsess!). Kirjeldage a) millised ensüümid reaktsioone katalüüsivad (NB! Koensüüm!) NAD+ b) mis neis reaktsioonides toimub. Laktaadi dehüdrogenaas re-oksüdeerib NADH andes täiendava NAD+ edasiseks glükolüüsiks. Siseneb 2 molekuli vett, tekib 2 etanooli ja 2 CO2 . c) millistes rakkudes see protsess kulgeb. Pärmirakkudes. 4
Neid kahjulikke mutatsioone kõrvaldab surpressor tRNA. Surpressorid jagatakse: nonsens surpressorid – transleerivad stoppkoodoneid misens surpressorid – kui AH kodeerivaid koodoneid teise AH-na read-through translation – väga madal valgu ekspressioon raaminihke surpressorid – muuta valgusünteesi lugemisraami supressor tRNA-d – võimelised ära tundma stoppkoodoneid, suunavad stoppkoodonist sõltuvalt peptiidahelasse AH lülitumist. Eriti sagedased on mikroorganismides. Surub maha mutatsiooni. kuidas saab alguse surpressor tRNA? leiavad aset mutatsioonid tRNA antikoodonis, võib viia stoppkoodonile komplementaarse antikoodoni tekke – „viga parandab vea“ - geenis tekib viga, selle vea parandab tRNA-s toimuv supressor tRNA - võib juhtuda: ülelugemismutatsioon – kui esineb liiga palju supressor tRNA-d, siis valgusüntees ei peatu. Esinevad ka raamnihke surpressorid (+1, -1 (+2)) Surpressor tRNA-d: - transleerivad mutantseid geene
annaabi.ee 
