Rakud - biopolümeeridest ehitatud isepaljunevad, diferentseeruvad ja erifunktsioone täitvad mikroskoopilised mullreaktorid Prokarüootsed rakud bakterid - 1µm Eukarüootne rakk - >10µm Mullreaktor rakus toimuvad reaktsioonid, rakk on reaktor, rakus toimub ainevahetus, metabolism Madalamolekulaasete ainete metabolismi põhiblokid - nende nimed - glükolüüs, Krebsi tsükkel, hingamisahel, pentoosfosfaaditsükkel,Madalamolekulaarsete ainete metabolismi põhiülesanded: tagada erinevatest substraatidest põhimonomeeride süntees, tagadarakuprotsesside energiaga varustamineRakkudes toimuvate tähtsamate reaktsioonide tüübid: "tavalised" ensüümreaktsioonid Michaelis-Menten'i kineetika, molekulaarsed masinad: DNA replikatsioon, transkriptsioon,translatsioon, transpordiprotsessid filamentidel (kinesiin) ATP-süntaasid,lihasrakkude töö,mitoosis ja meioosis kromosoomide liikumine,viburid, ...
Rakud - biopolümeeridest ehitatud isepaljunevad, diferentseeruvad ja erifunktsioone täitvad mikroskoopilised mullreaktorid Prokarüootsed rakud bakterid - 1µm Eukarüootne rakk - >10µm Mullreaktor rakus toimuvad reaktsioonid, rakk on reaktor, rakus toimub ainevahetus, metabolism Madalamolekulaasete ainete metabolismi põhiblokid - nende nimed - glükolüüs, Krebsi tsükkel, hingamisahel, pentoosfosfaaditsükkel,Madalamolekulaarsete ainete metabolismi põhiülesanded: tagada erinevatest substraatidest põhimonomeeride süntees, tagadarakuprotsesside energiaga varustamineRakkudes toimuvate tähtsamate reaktsioonide tüübid: "tavalised" ensüümreaktsioonid Michaelis-Menten'i kineetika, molekulaarsed masinad: DNA replikatsioon, transkriptsioon,translatsioon, transpordiprotsessid filamentidel (kinesiin) ATP-süntaasid,lihasrakkude töö,mitoosis ja meioosis kromosoomide liikumine,viburid, ...
Salvestab (liigse) glükoosi glükogeenina Lõhustab glükoosi puudusel glükogeeni glükoosiks (glükogenolüüs) Sünteesib glükoosi (glükoneogenees) Glükoosi metabolism Glükogeen LDH ADP ATP G-1-P Laktaat Glükoos G-6-P Püruvaat TKT H2O, CO2 Pentoosfosfaaditsükkel Riboos-5-P; NADPH ATP, NADH ATP Joon 2. Glükoosi metabolism Glükoosi metabolism Glükoosi suunamine kataboolsetele radadele Glükoosi fosforüülimine Glükoos-6-fosfaat Glükoosi aktiveeritud vorm (fosforüülitud ATP-ga) Keskne metaboolne ühend (üle tema toimuvad kõik anaboolsed ja kataboolsed glükoosi muundumised) Glükolüüs
katabolismiks. (puudub loomsetes organismides). Glüoksülaaditsükkel väldib erinevalt tsitraaditsüklist muundusi isosidrunhappest õunhappeni. Glüotsüülhappetsükli funktsioneerimise eelduseks on kaks glüoksüoomidele iseloomulikke ensüümi, mis ei toimi tsotraaditsüklis. Tsükkel on eeskätt kudedes, kus kasutatakse aktiivselt varurasvu. Oksüdeerimise tulemused on tsüklitel täiesti erinevad. 6. Pentoosfosfaaditsükkel. Pentoosfosfaaditsükkel eksisteerib igas elusorganismis glükolüsi ja tsitraaditsükli kõrval. Siin on aeroobsed tingimused vajalikud kohe tsükli alguses ning puudub lõhustumine trioosimolekulideks. Tsükli ülesanne on genereerida reduktiivjõudu NADPH näol sünteesiprotsesside tarbeks 7. Hingamisahel. Hingamisahel sisaldab oksüdoreduktaase, mis on tugevasti seotud mitokondrite sisemembraanides
Ka teised süsivesikud muunduvad varem või hiljem glükoosiks. 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.
aatomid. 20 H aatomid, 10 NADH2 molekuli. Glüoksülaaditsükkel. See on nagu tsitraaditsükkel taimedes ja bakterites, võimaldab sünteesida vajalikke ühendeid. Eraldub CO2. Glüoksülaaditsükkel aitab taimedel pimedas kasvada ning aitab seemnetel idaneda. Taimedes toimub glüoksülaaditsükkel spetsiaalsetes organellides – glüoksüsoomides ning vajalikud ensüümid laenatakse mitokondritest. Pentoosfosfaaditsükkel. Pentoosfosfaaditsükkel (PFT) toimub tsütoplasmas. See on aeroobse oksüdatsiooni rada ja ta toodab pentoosfosfaate ning NADPH-d. Hõlmab 15%-30% kogu glükoosi katabolismist maksas, lakteerivas piimanäärmes, neerupealisekoores, seemnesarjades, rasvkoes, RBCs, kilpnäärmes. (minimaalne lihastes) Hingamisahel. Hingamisahel on üks elektronide transpordiahel bio-oksüdatsioonis. Põhiroll on ATP tootmine. Häired töös on kriitilised ja organismile fataalsed. Hingamisahelas on ülioluline hapniku olemasolu
Shoki puhul tekkiv hapniku defitsiit pärsib PyrDH Trikarboksüülhappe tsükkel e TKT e tsitraaditsükkel e Krebsi tsükkel on inimkeha keskne metaboolne rada, mis seostab süsivesikute, lipiidide, aminohapete metabolismi. Kataboolses mõttes on TKT põhiroll süsivesikute, lipiidide valkude eelneva lõhustumise käigus tekkinud keskse metaboliiidi(atsetüül-COA) täielik lõhustumine süsihappegaasiks ja veeks ning rohke ATP tootmine. 38. Pentoosfosfaaditsükkel ja selle bioloogiline tähtsus Pentoosfosfaaditsükkel e PFT on tsütoplasmas toimuv glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate ja NADPH. Bioloogiline tähtsus: Suudab täita rakkude vajadusi erinevates tingimustes Hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealiskoore, seemnesarjade, rasvkoe, erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist Toodab peaaegu poole inimkehas vajatavast redutseeritavast energiast(NADPH)
saamine süsinikukütustest. Kõik reaktsioonid toimuvad mitokondri maatriksis. Tsitraaditsükkli esimeses faasis kondenseeritakse AcCoA oksaalatsetaadiga, millele järgneb kaks oksüdatiivset dekarboksüülimist. Tsükkli teises faasis taastoodetakse oksaalatsetaat ning sellega on seotud suure ülekandevõimega elektronide ning ühe ATP- või GTP-molekuli tekkimine. Tsitraaditsükkliga tekib 38ATP +4CO2+ H2O 38. Pentoosfosfaaditsükkel ja selle bioloogiline tähtsus Pentoosfosfaaditsükkel on tsütoplasmas toimuv glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate (riboos-5-fosfaati- kasutatakse DNA, RNA ja nukleotiidkoensüümide sünteesiks) ja NADPH (kasutatakse redutseerivas biosünteesis) Bioloogiline tähtsus: Suudab täita rakkude vajadusi erinevates tingimustes Hõlmab 15-30% maksa, lakteeriva piimanäärme, neerupealiskoore, seemnesarjade, rasvkoe, erütrotsüütide, kilpnäärme kogu glükoosi katabolismist
Püruvaat --- Atsetüül-CoA --- sidrunhape (tsitraat) ---- alfa-ketoglutanaat ----- suksinüül CoA --- suksinaat (merevaikhape) ---- fumaraat ---- malaat (õunhape)---- oblikäädikhape -----atsetüülCoA. Kokku tekib tsitraaditsüklis 24 ATP 4. Glüoksülaaditsükkel. Tsitraat ---Isotsitraat -- (eraldub suksinaat) glüoksulaat (tuleb juurde atsetüül Co ja eraldub CoA) --- malaat ---- oksaalatsetaat --- tsitraat jne 5. Pentoosfosfaaditsükkel. Glükoos -6-fosfaat (eraldub NADH) 6-fosfoglükonaad -- (eraldub CO2 ja NADH) Riboos -5 fosfaat --------------algusest peale Redutseerimisfaas. Esimene osa on oksüdeerimisfaas. Ülesandeks genereerida reduktiivjõudu NADPH näol sünteesiprotsesside tarbeks. 6. Hingamisahel. Redoksreaktsioonide mitokondriaalne süsteem, mis oksüdeerib hingamissubstraadilt eraldunud vesiniku
Nende kaudu akurdatakse hüdrolüüsitav substraat raku külge. Nt tselluloosi hüdrolüüsiv kompleks tsellusoom. Eksoensüümid: tsellulaasid, amülaasid, proteaasid, penitsillinaasid, eksonukleaasid, invertaas, ksülanaasid, pektinaasid jne. Orgaaniliste ainete aeroobne ja anaeroobne oksüdatsioon. Tsitraaditsükkel, selle funktsioonid. Heksooside katabolismirajad mikroobides. Polümeersed suhkrud mikroobide toidulaual. Glükolüüs (tavaline ja ürgne), pentoosfosfaaditsükkel, Entneri-Doudoroffi rada. Erinevate suhkrute sisenemine glükolüüsi. Suhkrute fosforülaasid. Heksoosid (kuue süsinikuga suhkrud) on väga olulised ühendid mikroobidele. Looduses sünteesitakse neid suures koguses ja pärast taimede surma jääb see kõik lagundada mikroobidele. Tselluloos tselluloosi monomeeride vahel ja ahelate vahel moodustub palju vesiniksidemeid, mistõttu tselluloos on praktiliselt vees lahustumatu. Tselluloosi ahel võib koosneda kuni 10 000 glükoosi jäägist.
osalevad bakterid energiat ka käärimise teel. Surnud elusorganismide jäänustest moodustub mulla toitaineterikas kiht huumus. 2. Taimed sünteesivad N-ühenditest valke. 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.
PyrDH ekspresseerub väga kõrges hulgas südamelihases, maksas ja neerudes. TKT on nii süsivesikute, aminohapete kui ka lipiidide katabolismi viimane staadium. TKT vajab funktsioneerimiseks hapnikku, st aeroobne tsükkel. See on 8 etapiline protsess, kus AcCoA koosseisus olev atsetaat lõhustatakse CO2-ks ja veeks. Reaktsioonide tulemusena tekib 3 NADH, 1 FADH2 ja 1 ATP. Teoreetiliselt on võimalik 1 tsükliga saada 38 ATP'd. 34. Pentoosfosfaaditsükkel ja selle bioloogiline tähtsus. Tsütoplasmas toimuv PFT on glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate ja NADPH. PFT esimene pool on pöördumatu NADPH-produtseeriv oksüdatiivne osa, kus töötab PFT' võtmeensüüm glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaas, mille häired on mitmete haiguste põhjusteks. 1. pooles elimineerub glükoosi 1 C CO2 vormis ja tekib ribuloos-5-P. PFT teises pooles toimuvad mitteoksüdatiivsed pöörduvad üleminekud,
Makroenergilised ühendid - madalmolekulaarsed orgaanilised ained, millesse salvestatud keemilist energiat saab kasutada biokeemilistes reaktsioonides, eriti biosünteesireaktsioonides. Glükoosi ainevahetuse erinevad rajad. Glükolüüs, selle jagunemine. Erinevad rajad: Veresuhkru tootmine: - Glükogenolüüs - Glükoneogenees Veresuhkru kulutamine: - Glükolüüs - Glükogenees - Pentoosfosfaaditsükkel - Lipogenees - Aminohapete süntees Glükolüüs: Glükolüüs on glükoosi oksüdatiivne lõhustamine Glükolüüs jaguneb: - Anaeroobseks glükolüüsiks o Piimhappeline käärimine (laktaadi teke) o Alkoholkäärimine - Aeroobseks glükolüüsiks o Atsetüül-koensüüm A (Atsetüül-CoA) teke o Lõplik oksüdatiivne lõhustumine (CO2 ja H2O)
sisaldavad heteropolüsahhariidid on kõhrede, naha ja silma sarvkesta sidekoeliste struktuuride koodiosaks. 3. Bioloogiline määrdeaine . Tähelepanuväärne on heteropolüooside toimimine bioloogilise määrdeainena 4. Regulatoorne funktsioon. Süsivesikud on mõningate hormoonide ja koensüümide komponentideks. 5. Algmaterjaliks. Näiteks glükoos, sattudes erinevatele ainevahetusradadele (glükolüüs, tsitraaditsükkel, pentoosfosfaaditsükkel) annab palju vaheühendeid, mida kasutatakse aminohapete, rasvhapete, nukleotiidide ja teiste ainete sünteesimiseks. ATP Adenosiintrifosfaat Adenosiintrifosfaadi struktuur ATP ruumiline kujutis Adenosiintrifosfaat ehk adenosiin-5'-(tetravesinik-trifosfaat) ehk ATP on universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigirakkude metabolismis. ATP on makroergiline ühend. ATP-d toodetakse kõige rohkem mitokondrites
Kataboolses mõistes on TKT põhirolliks atsetüül-CoA täielik lõhustumine süsihappegaasiks ja veeks ning lõhustumine energiamuudu arvelt rohke ATP tootmine. Glükoosi täielik oksüdatsioon toimub TKT ja hingamisahela koostöös. Tsitraaditsükli käigus oksüdeeritakse enamik sahhariide, rasvu ja valke CO2ks ja veeks. Selle käigus vabaneb suur osa organismi elutegevuseks vajalikust energiast, mitmete anabolismi reaktsioonide eelduseks. 38. Pentoosfosfaaditsükkel ja selle bioloogiline tähtsus. Glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, toimub tsütoplasmas · I etapp: pöördumatu, oksüdatiivne, tekib NADPH, võtmeensüümiks G6PDH · II etapp: pöörduv, tekib riboos-5-P Toodab pentoosfasfaate ja NADPH( redutseeriv metaboolne energia) NADPH on redutseeriv energia, mis kasutub paljudes sünteesides, on vajalik ensüümidele ja GSH taseme hoidmiseks (GSH kaitseb rakke oksüdatiivse stressi eest)
3) Bioloogiline määrdeaine. Tähelepanuväärne on heteropolüooside toimimine bioloogilise määrdeainena. Näiteks hüaluroonhape on sünoviaalvedeliku määrdeliste omaduste seisukohast selle peamine komponent. 4) Regulatoorne funktsioon. Süsivesikud on mõningate hormoonide ja koensüümide komponentideks. 5) Algmaterjaliks. Näiteks glükoos, sattudes erinevatele ainevahetusradadele (glükolüüs, tsitraaditsükkel, pentoosfosfaaditsükkel) annab palju vaheühendeid, mida kasutatakse aminohapete, rasvhapete, nukleotiidide ja teiste ainete sünteesimiseks. 9. Lahuse mõiste ja koostise väljendusviisid: protsendiline koostis ja molaarne kontsentratsioon: Lahus – on kahe või enama aine molekulide (ka aatomite ja ioonide) ühtlane segu. Koosneb lahustist ja selles lahustunud ainest. Liites omavahel kokku lahustunud aine ja lahusti massid, saame lahuse massi.
annaabi.ee 
