hapniku taandamisega veeks taandatud koensüümidelt pärit elektronide arvelt (taandatud koensüümid reoksüdeeruvad). 1. Andke lühike seletus järgmistele mõistetele a. Mitokondri krista - sisemembraani sopististe kurrud(sisemembraanistik) b. mitokondri maatriks - ruum, mis jääb sisemembraanistiku vahele c. intermembraanne(membraanide vaheline) ruum - ruum, mis on sise ja välismembraani vahel d. tsütokroomid - valgud, mis paiknevad membraanidevahelises ruumis. Käituvad elektronide ülekandjatena. [membraanvalgu kompleks, mis vastutab fotosünteesi eest sini-rohebakterites] e. ATP süntaas - ensüüm, mis sünteesib ATP-d 2. Selgitage hingamisahela e. elektronide transpordisüsteemi (ETS) kohta järgmist: a) Millises raku kompartmendis ETS lokaliseerub ja funktsioneerib? Toimub eukarüootsetes rakkudes mitokondri sisemembraanisvõi selle pinnal
Ensüümid Oksüdaasid: otse reaktsioon hapnikuga Monoksügenaasid: lülituvad hapnikuaatomi substraadimolekuli (CytP450) Dioksügenaasid: lülituvad hapnikumolekuli substraadimolekuli (Trüptofaani oksügenaas) Hüdroksüperoksüdaasid: lipiidide hüdro- või vesinikperoksiidi konversioon (peroksüdaas, katalaas) Dehüdrogenaasid: bio-oksüdatsiooni kesksed ensüümid Hingamisahel Roll: energia saamine (prootonite transport) Koostis: Ensüümid: dehüdrogenaasid ja tsütokroomid Koensüümid: NAD/NADH, FMN/FMNH2, cytbFe3+/cytbFe2+ (e liikumine paarist + paarini), Q Teised: FeS tsentrid prootonite transpordiks Mitchell's theory Redokspaaride tähtsus NAD/NADH, NADP/NADPH, FMN/FMNH2, CoQ/CoQH2, lipoaat/dihüdrolipoaat, dehüdroaskorbiinhape/askorbaat, tioolrühma vahendusel funktsioneerivad redokspaarid tsüstiin- tsüsteiin ja glütatioonsüsteem Homotsüsteiin-Tsüsteiin- tsütosiin
vahepealne vorm on semikinoon. Nii nagu flaviinid, on ka CoQ ehk ubikinoon võimeline elektrone liitma-loovutama kas ühe või kahe kaupa, moodustades vastavalt redutseeritud kinooli, vahevormi semikinooni või oksüdeerunud kinooni. Flaviinid ja CoQ võivad moodustada semikinooni intermediaate. See on mitokondriaalse hingamisahela seisukohast oluline, kuivõrd seal osalevad elektronide ülekandel ka tsentrid, mis on võimelised liitma-loovutama vaid 1 elektroni- Fe-S klastrid ja tsütokroomid. Tsütokroomid on heemi sisaldavad valgud. Nagu hemoglobiin ja müoglobiin, sisaldavad ka nemad üldiselt 1 heemi rühma polüpeptiidahela kohta. Heemi rühmitused jaotatakse 3 klasssi, kõik on nad vaadeldavad protoporfüriin IX derivaatidena. Fe-protoporfüriin IX kompleks on heem b. Tsütokroomid erinevad teineteisest heemi struktuuri osas ja selles, kuidas heem on seotud apoproteiiniga. c tüüpi tsütokroomid sisaldavad c klassi heemi, mis on kahe vinüülsidemega seotud
· Rasvarakud on neutraalse rasvatilgaga täitunud kerajad rakud. Rakutuum on lamenenud, tuuma ümbritsev pisut paksem tsütoplasmakiht sisaldab põhilisi organelle. · Rasvarakud paiknevad hajali üle keha kohevas sidekoes. Teatud kohtades hakkavad rasvarakud domineerima ja sellist koetüüpi nimetatakse rasvkoeks. Valge ja pruun rasvkude · Valge rasvkude moodustab suurema osa rasvkoest. · Pruuni rasvkoe värvi tingivad mitokondrites esinevad pigmendid - tsütokroomid. Ka on pruun rasvkude rikkaliku verevarustusega ning rasvarakud sisaldavad hulgaliselt väikseid rasvatilgakesi. Pruun rasvkude esineb vastsündinul mõnedes piirkondades ja asendub hiljem sujuvalt valge rasvkoega Pruuni rasvkoe lokalisatsioon vastsündinul Adventitsiaalrakud ja peritsüüdid · Adventitsiaalrakud paiknevad väikeste veresoonte ja kapillaaride väliskestas (adventiitsias) · Peritsüüdid asetsevad kapillaarides basaalmembraani sopistustes (vt.
2) elektronide transport redoksprotsessides. vereloome jm bioprotsessid Praktiliselt kogu Fe(98%) on jaotunud organismis nelja rühma kuuluvate valgulise iseloomuga ühendite vahel. Hemoglobiinis (Hb) on peamine Fe kogus (65%). Vere punalibledes sisalduv pigment Hb kannab õhuhapnikku kopsudest kudedesse ja CO2 kudedest kopsudesse. Müoglobiin on kromoproteiid, mis salvestab nii selgrootute kui ka selgroogsete organismide kudedes hapnikku. Müoglobiin seob hapnikku pöörduvalt. Tsütokroomid kuuluvad kromoproteiidide hulka. Need on valgustneelavad pigmendid, mis toimivad redokssüsteemides elektronide vaheülekandjatena. Protsessi käigus muutub raua oksüdatsiooniaste. Tsütokroomid esinevad loomorganismides ja mikroobides, valdavalt anaeroobsetes. Ferritiin on organimisi rauasalvesti. Teiseks rauadepooks on hemosideriin. (25% kokku). Transferiini abil kantakse raud vabanemiskohtadest maksa, põrna ja luuüdisse.
Tsütoplasma membraan - ümbritseb kõikide rakkude tsütoplasmasid. Ta koosneb 50% ulatuses lipiididest ja 50% ulatuses proteiinidest. Tsütoplasmal on järgnevad funktsioonid: laseb läbi vajalikke toitaineid; eritab ensüüme (Gram-positiivsed eritavad ensüüme väliskeskkonda, Gram-negatiivsed suunavad need periplasmaatilisse ruumi); vajalik raku hingamiseks ja energia tootmiseks. Raku membraanil on tsütokroomid (rauda sisaldavad heemiühendid) ja nad esinevad endoplasmaatilises ruumis. Lisaks on seal ka dehüdrogenaasid ja ATP-aas. Need aitavd aeroobsetel mikroobidel läbi viia hingamist. Bakteriraku tsütoplasma membraan Mesosoomid -- rakumembraani sisesopistused, mis võtavad osa DNA replikatsioonist ning bakteri pooldumisest kaheks tütarrakuks. Jagunemise lõppemisel need struktuurid eemaldatakse bakterist ja tekivad uuesti enne tuumaaine ja bakteri uut jagunemist. Rakusein
glutatiooni prekursor. Moodustab toksilise metaboliititega kompleksi, mis eemaldatakse neerude kaudu. Kõige efektiivsem 8h jooksul, peale seda aktiivsus langeb. 8. Milliste ravimite kasutamine (mõni näide ravimrühma kohta) ja spetsiifiline seisund nõuaks paratsetamooli terapeutilise annuse vähendamist? Miks? Alkoholi liigtarvitamine (rohkem kui 3üh päevas) Barbituraatide ja antikonvulsantide koostarbimine pratsetamooliga panevad tsütokroomid aktiivsemalt tööle ja tekib rohkem toksilist metaboliiti (oht maksakahjustusele) – paratsetamooli annus peaks olema poole väiksem, 2g ööpäevas. 9. Kuidas võrdled selektiivsete ja mitteselektiivsete MSPVR (COX- inhibiitorite) kõrvaltoimeid? Millest need tingitud on? Mitteselektiivsetel rohkem seedetrakti kõrvaltoimeid, veritsuse soodustamine trombotsüütide agregatsiooni pärssimisest, allergilised reaktsioonid ja neerufunktsiooni langus, kuna
Toimub süsiniku oksüdatsiooniastme (o.-a.) suurenemine. Maksimaalne o.-a. IV saavutatakse süsinikdioksiidis. OKSÜDEERIV FOSFORÜÜLIMINE ATP moodustumine ADP-st, mis kaasneb elektronide transpordiga piki ÜLEKANDJATE ahelat (hingamisahelat) taandatud koensüümilt NADH (FADH2) hapnikule. Elektrontranspordi ahel = hingamisahel Mitokondri sisemembraanis paiknev elektronide ülekandjate süsteem koosneb: Koensüüm Q - ubikinoon ( Q) Tsütokroomid - heemi sisaldavad kromoproteiinid (C) Fe2+ Fe3+ Oksüdeeriva fosforüülimise üldvõrrand: NADH + H+ + ½ O2 + 3ADP + 3Pi NAD+ + H2O + 3ATP FADH2 + ½ O2 + 2ADP + 2Pi FAD +H2O + 2ATP SÜSIVESIKUTE KATABOLISM TAANDATUD KOENSÜÜMID NADH FADH 2 · Tekivad toitainete oksüdatsioonil · Toimivad elektronide (vesiniku) ülekandjatena · Energiarikkad molekulid, kuna sisaldavad kõrge ülekandepotentsiaaliga elektrone
Ioniseeritud raud annab koordinatiivseid sidemeid. Üks nendest tekib O2 vaba elektroonpaari osalusel ja sel viisil seobki Hb transporditava molekulaarse O2. 3.1 Müoglobiin sisaldub lihastes. Omab tertsiaalse struktuuri (1 polüpeptiidahel). Mb omab 1 heemi grupp, 1 heem soib 1 hapnikumolekuli. Kuna sidumise sõltuvus O2 partsiaalrõhust on hüperboolne, suudab Mb intensiivselt töötavas lihases madala osarõhu juures (5 mmHg) vabastada O2, et lihasrakkude mitokondrite tsütokroomid toodaks ATP. Mb küllastub hapnikuga madala partsiaalrõhu juures. Mb on ehituse tõttu O2 spetsiaalsalvestaja ja ajutine depoo lihaskoe suure hapnikutarbe jaoks koomavate pingutuste korral. Mb ei saa töttada O2 transpordijana kopsudest kudedesse, sest 2+ mmHg tasemel ta hapniku ei loovuta. 3.2 Hemoglobiin Sisaldub veres. Erütrotsüütides. Kvaternaarne struktuur 2 alfa ja 2 beeta polüpeptiidi. Koosneb globiinist ja 4 heemist.
ühendi hüdrofoobsetele osadele; mõjutav oluliselt valkude(!) pakkumist (tertsiaalstruktuur, kvaternaarstruktuur). Heem – heem on porfüriinide perekonda kuuluv ühend, mis sisaldub laialdaselt valkudes prosteetilise rühmana (tugevalt seotud koensüüm). Heemi keskmes asetseb iseloomulik raua aatom, mis võimaldab ühendil elektrone liita ja loovutada, mistõttu heem paikneb paljudes tähtsates redoksprotsesse läbiviivates ensüümides: hemoglobiin, tsütokroomid, katalaas, peroksüdaas, jpt. [Pilt]. Röntgenstruktuuranalüüs – meetod valkude kõrgemat järku struktuurideuurimiseks; eeldab kristalsete valkude olemasolu. NMR – Nuclear Magnet Resocance e. tuumamagnetresonants; meetod valkude ruumilise struktuuri määramiseks ja uurimiseks. Eeliseks on see, et valk võib olla lahuses – ei pea olema kristalliseerunud. Oligomeer – ühend, mis koosneb “vähestes monomeeridest”; ~5-7? Multimeer e
UQH 2 on rasvlahustuv elektronide kandja. Kompleks IV: tsütokroom c-lt molekulaarsele hapnikule, ensüüm: tsütokroom c oksüdaas. Hapnik on terminaalseks elektronide aktseptoriks elektronide transpordiahelas. Tsütokroom c oksüdaas koosneb 13 subühikust ning kasutab + katalüüsis 2 heemi ja 2 Cu tsentrit. Samal ajal kompleks IV transpordib/pumpab ka H membraanidevahelisse ruumi. Tsütokroomid on väikesed valgud, sisaldavad tugevalt seotud kofaktorit heemi. Heem- tetrapürrool, seotud koordinatiivselt Fe aatomiga. Fe iooni viies koordinatiivne side moodustub valguga, kuues tavaliselt substraadiga. 3 klassi heeme: (1) Fe- protoporfüriin IX: lihtsaim heem, biosünteesi raja esimene produkt. Esineb b-tüüpi tsütokroomides. (2) Heem A: üks Me oksüdeeritud formüüliks, vinüülrühm seotud isoprenoidiga. Esineb a-tüüpi tsütokroomides
Sekundaarstruktuur on biheeliks, kus on ka vesiniksidemed 13. Elektroni transpordisüsteem (ETS) (= elektroni ülekandeahel = hindamisahel) Elektronid, mida kannavad tsitraaditsüklis moodustunud taandatud koensüümid (NADH, FADH2), läbivad valkude ja koensüümide ahela (hingamisahela), et moodustada prootonigradient läbi mitokondri sisemembraani. ETS paikneb mitokondri sisemembraanis või selle pinnal ETS'i moodustavad 4 elektronkandjat (ensüümid, koensüümid, tsütokroomid, Fe-S valgud) mis jaotatakse nelja funktsionaalsesse kompleksi. 14. Rasvhapete süntees toimub tsütosoolis Sünteesiks läheb vaja atsetüül-CoA (malonüül-CoA?) ja NADPH-d, seda nö toodab tsitraat- malaat-püruvaat süstik Sünteesi etapid: · Sünteesirada initsieeritakse atsetüül-ACP ja malonüül-ACP sünteesiga transatsülaaside poolt · Dekarboksüleerimine juhib atsetüül-CoA ja malonüül-CoA kondensatsiooni
MIKROELEMENDID: K K+ Kofaktor (valgusüntees), osmoprotektor arhedel Mg Mg2+ Kinaaside kofaktor, stabiliseerib ribosoome, kuulub klorofülli Ca Ca2+ Proteaaside kofaktor, Ca-dipikolinaat Fe Fe2+,Fe3+ Tsütokroomid, katalaas, ferredoksiin Zn Zn2+ Alkoholi dehüdrogenaas, proteaasid, aldolaas, RNA ja DNA polümeraas Mn Mn2+ Superoksiiddismutaas, peroksidaas Na Na+ Vajalik halofiilidele, ainete transpordiks, viburi
rakumembraani kaksikkihti (oluline membraansete valguliste kandjate, pumpade, retseptorite jne sobivaks fikseerumiseks ja funktsioneerimiseks). 4. Kaitsefunktsioon · termoregulatsioon - nahaalune rasvkude (neutraalrasvad) kaitseb organismi jahtumise eest tänu väikesele soojusjuhtivusele. Eraldi tuleb rõhutada nn pruuni rasvkoe funktsioone. Selle rasvkoe rakkudes on ohtralt mitokondreid (nende pigmendid tsütokroomid annavadki koele pruunika värvuse), kus toimub rasvhapete aktiivne lõhustumine ja soojuse intensiivne eraldumine. Seetõttu on sellel koetüübil oluline osa just vastsündinute ja imikute organismi soojusregulatsioonil. vastsündinutel pole termoregulatsioon veel täielikult välja kujunenud. Soojusproduktsiooni pruunis rasvkoes reguleerivad sümpaatiline närvisüsteem ning hormoonid adrenaliin ja noradrenaliin. Pruun rasvkude paikneb
hapniku taandamisega veeks taandatud koensüümidelt pärit elektronide arvel. NADH + H+ + 1/2O2 + xADP + xPi -> NAD+ + H2O + xATP FADH2 + 1/2O2 + xADP + xPi -> FAD + H2O + xATP b) Elektroni transpordisüsteem (ETS) (= elektroni ülekandeahel = hindamisahel) Elektronid, mida kannavad tsitraaditsüklis moodustunud taandatud koensüümid, läbivad valkude ja koensüümide ahelda (hingamisahela), et moodustada prootonigradient läbi mitokondri sisemembraani. c) Tsütokroomid Tsütokroom C on vesilahustuv elektronide kandja valk ja paikneb membraanidevahelises ruumis. Tsütokroomid on ühe-elektroni ülekande agendid. d) ATP süntaas Roteeruv molekulaarmootor, mille abil toimub ADP fosforüleerimine prootonigradiendi juuresolekul. F1-l on kolm omavahel interakteeruvat kuid eristatud aktiivtsentrit. Elektronide transpordist saadav energia moodustab prootonigradiendi, mis kutsub esile ATP süntaasi konformatsioonimuutused
1. Rakusisesed- ette nähtud sisekasutuseks 2. Rakuvälised - transporditakse kas rakuvaheruumi või teistesse rakkudesse. Topeltmembraaniga struktuurid Mitokondrid, kloroplastid ja rakutuum. Mitokondrid: 1. Ehitus. 2 membraani, 2 ruumi. On sisemembraan ja välismembraan, ruumideks on esimene ruum välis- ja sisemembraani vahel ja teine ruum sisemembraani sees. Mitokondri sisemembraani üksused on kristad. Sisemembraanistikus asuvad pidmendid, nendeks on tsütokroomid. Mitokondri see on valguline vesilahus - mitoplasma. Mitokondrites on oma DNA, oma RNAd ja oma valkude süntees. Paljud protsessid on tuuma kontrolli all. 2. Ülesandeks on hingamine raku tasandil - a) toitainete reageerimine hapnikuga ensüümide kaasabil, mille käigus vabaneb järkjärgult energia ning tek vesi ja süsihappegaas. b) ATP süntees kasuteguriga 35 -50%, ülejäänud energia hajub soojusena. Erandiks pruun
naine: 2.5 g hapniku transport veres (hemoglobiin) ja ~75% rauast kuulub hemoglobiini lokaalse hapnikuvaru loomine lihasrakus koostisse, ~20% on seotud (müoglobiin) ferritiiniga maksas, põrnas, luuüdis, toimimine raku energeetikas oksüdatiivsete ~5% on oksüdatiivsete ensüümide ensüümide koostisosana (tsütokroomid) koostises normaalse kasvu tagamine lastel ja noorukitel Zn 1.5 – 2.5 g, leidub praktiliselt kõigis toimimine kofaktorina enam kui 300 erineva kudedes, peamiselt intratsellulaarselt ensüümi puhul ning selle kaudu osalemine ainevahetuse regulatsioonis
nerurodegeneratiivseid protsesse, patoloogilist oksüdatiivset stressi, isheemiat, südame- ja veresoonkonnahaigusi, suhkrutõbe jne; kuidas inimkeha rakud kasutavad bioloogilist oksüdatsiooni ühe põhimehhanismina kehavõõraste ühendite biotransformatsiooniks. Oksüdatsioon elektronide äravõtmine, redutseerimine elektronide saamine. Hingamisahela komponentideks on dehüdrogenaasid (NAD-, FMN-, FAD- ja CoQ- dehüdrogenaasid), tsütokroomid (cytFe3+, cytFe2+), koensüüm Q ja raud-väävel tsentrid. ATP süntees toimub aktiveeritud anorgaanilise fosfaadi sidumise teel ADP molekulis, seda protsessi, mil ATP moodustub bioloogilise oksüdatsiooni korral ja mis toimub paralleelselt hingamisahela reaktsioonidega, nim oksüdatiivseks fosforüülimiseks. Hingamisahela tööga kaasnev vaba energia suur muut konverteeritakse ATP sünteesiks oksüdatiivse fosforüülimise läbi
6. Kirjeldage kuidas elektronid sisenevad hingamisahelasse flavoproteiinidest (suktsinaadi dehüdrogenaas, glütserool-fosfaadi dehüdrogenaas, rasvhappe CoA dehüdrogenaas). Suktsinaadi dehüdrogenaas elektronid liiguvad suktsinaadilt ubikinoonile. Glütserool-fosdaadi dehüdrogenaas elektronid liiguvad UQ-le. Rasvhappe CoA dehüdrogenaas loovutavad elektronid samuti UQle. 7. Kirjeldage tsütokroomi struktuuri ja omadusi. Tsütokroomid b, c1, a ja a3. Tsütokroom b ja c1 heemi sisaldavad valgud. Kompleks III elektronide ülekandjad. C1 paikneb membraani tsütosoolsel küljel. b koosneb umbes 400 aminohappest. Tsütokroom a ja a3 heemid. kompleks IV. Cu tsentrilt liiguvad elektronid heemile a ja siis heemile a3. Heem a3 ja CuB moodustavad binukleaarse tsentri. A ja b tsütokroomid integraalsed membraanivalgud. C tsütokroom integraalne või perifeerne. 8. Kirjeldage tsütokroomi reduktaasi kompleksi struktuuri
piisavalt küllastatud rasvhappeid. Lipiidide rasvhapped on kontsentreeritud energeetiline kütus, energiavaru. Lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu toitained, sest 1 grammi lipiidide täielikul lõhustamisel vabaneb 9,3 kcal energiat. Lipiididepoode puhul on oluline varude kompaktne paiknemine, suur tihedus ja lahustumatus vesikeskkonnas. Eraldi tuleb rõhutada nn. pruuni rasvkoe funktsioone. Selle rasvkoe rakkudes on ohtralt mitokondreid (nende pigmendid tsütokroomid annavadki koele pruunika värvuse), kus toimub rasvhapete aktiivne lõhustumine ja soojuse intensiivne eraldumine. Seetõttu on sellel koetüübil oluline osa vastsündinute/imikute organismi soojusregulatsioonis. Vastsündinutel pole termoregulatsioon veel täielikult välja kujunenud. Soojusproduktsiooni pruunis rasvkoes reguleerivad sümpaatiline närvisüsteem ning hormoonid adrenaliin ja noradrenaliin. Pruun rasvkude paikneb imiku teatud kehapiirkondades (kuklas,
membraanipotensiaali tekkimist ja selle suurust. Mikroelemendid: Fe, Zn, Cu, I, Mn, Cr, Co, Se, F; Raud (Fe) – normaalse vereloome tagamine; hapniku transport veres (hemoglobiin) ja lokaalse hapnikuvaru loomine lihasrakus (müoglobiin); toimimine raku energeetikas 2 Maris Kallus KKS 2010 oksüdatiivsete ensüümide koostisosana (tsütokroomid); normaalse kasvu tagamine lastel ja noorukite. Tsink (Zn) – toimimine kofaktorina enam kui 300 erineva ensüümi puhul ning selle kaudu osalemine ainevahetuse regulatsioonis; maitse ja lõhnaretseptorite normaalse talitluse tagamine; insuliini toime mõjutamine. Vask (Cu) – raua ainevahetuse ja hemoglobiini sünteesi reguleerimine; toimimine raku energeetikas oksüdatiivsete ensüümide koostisosana; toimimine antioksüdandina, olles
Seetõttu on anaeroobid hapnikule tundlikud. Hapniku toksilised põhjused: oO2 + 4H+ + 4e 2H2O See on hapniku täieliku redutseerimise reaktsioon (liidetakse 4 elektroni), mida viib läbi tsütokroomi oksüdaas. oO2 + e O*2 Ühe elektroni liitumisel hapnikule moodustub superoksiidradikaal. Sisaldab 1 paardumata elektroni ja on väga reaktsioonivöimeline. 1-elektronilist ülekannet hapnikule saavad toimetada flaviinid, kinoonid, FeS-valgud, tsütokroomid. Superoksiidradikaalid vöivad moodustuda ka ilma elusorganismide osavötuta, näiteks ultraheli ja elektrivoolu toimel. Superoksiidradikaal oksüdeerib küllastumata rasvhappeid, valkudes tioolrühmi, ensüümidega seotud NADH2 jne. oO*2 + H2O2 + H+ O2 + H2O + OH* Superoksiidradikaali reageerimisel H2O2 ga tekib superoksiidradikaalist veel toksilisem hüdroksiidradikaal. See on ülitugev oksüdeerija ja vöib
Kaaliumioonide järel on Mg põhiliseks intratsellulaarse vedeliku positiivselt laetud osiseks, mõjutades seeläbi membraanipotensiaali tekkimist ja selle suurust Mikroelemendid : Fe, Zn, Cu, I, Mn, Cr, Co, Se, F; Raud (Fe) - normaalse vereloome tagamine; hapniku transport veres (hemoglobiin) ja lokaalse hapnikuvaru loomine lihasrakus (müoglobiin); toimimine raku energeetikas oksüdatiivsete ensüümide koostisosana (tsütokroomid); normaalse kasvu tagamine lastel ja noorukitel Tsink (Zn) - toimimine kofaktorina enam kui 300 ensüümi puhul ning selle kaudu osalemine ainevahetuse regulatsioonis; maitse ja lõhnaretseptorite normaalse talitluse tagamine; insuliini toime mõjutamine. Vask (Cu) - raua ainevahetuse ja hemoglobiini sünteesi reguleerimine; toimimine raku energeetikas oksüdatiivsete ensüümide koostisosana; toimimine antioksüdandina, olles superoksiidi dismutaasi kofaktoriks
Väike genoom, järelikult vähe geene. Erinevaid geene on mükoplasmadel ca 5x vähem, kui E. coli'l. Mükoplasmad on väikseimate genoomidega bakterid. DNA GC- sisaldus on madal: 23 - 41 %. Kuna genoom on väike, siis sünteesitakse ka vähem valkusid ja tõesti on mükoplasmad metaboolselt defektsed, mis on seotud nende parasiitse eluviisiga. Nende keeruliste toitumisnõudluste tõttu on neid laboratoorsetel söötmetel seetõttu raske kasvatada. Mükoplasmadel puuduvad tsütokroomid, tsitraaditsükli ensüümid ning enamik biosünteesiradadest. Näiteks M. genitaliumi ja Haemophilus influenzae genoomide võrdlemine näitas, et kui H. influenzae'l on aminohapete biosünteesi tarvis 68 geeni, M. genitalium'il ainult üks. Kofaktorite biosünteesiks on M. genitalium'il 5 geeni H. influenzae 54 vastu. Mõned mükoplasmad vajavad kasvuks kolesterooli (ebatavaline bakterite puhul), mida nad lülitavad membraanidesse. Selline tsütoplasmamembraan on tugevam, kui ilma
1,3-Difosfoglütseraat Fosfoenoolpüruvaat (PEP) Miks püruvaat on glükolüüsi tinglik lõpp-produkt ? Sest, et tema metabolism jätkub. Anaeroobsetes tingimustes jätkub glükolüüsis formeerunud püruvaadi metabolism fermentatsiooni e. käärimisega. OKSÜDATIIVNE FOSFORÜÜLMINE on ADP ensümaatiline fosforüülumine ATP-ks, mis toimub konjugeeritul O2 taandamisega H2O-ks nende elektronide arvel, mis vabanevad taandatud koensüümide NADH ja FADH2 reoksüdeerumisel. Tsütokroomid on valgud, mille prostee-tilisteks rühmadeks on erinevad heemid, st nad on hemoproteiinid. Translokaas ensüüm, mis transpordib ATP maatriksist välja ja ADP sisse Mida näitab suhe P/O? Näitab, mitu ATP molekuli sünteesitakse iga ½O2 taandamisel H2O-ks, st ühe elektronpaari (2e-) ülekande käigus. Fotosüntees on süsivesikute süntees süsinikdioksiidist valguse energia arvel. 6 CO2 + 6 H2O ® C6H12O6 + 6 O2 KLOROPLASTIDE EHITUS:
o Kasutatakse IV tüüpi piile o Vorm libisevast liikumisest tahkel pinnal Taksised(suunatud liikumine) 1. kemotaksis · Suunatud liikumine keemiliste ainete mõjul · Bakter võrdleb konsentratsiooni erinevusi ajas · Atraktantideks on toitaained; repellentideks mürgised ained · Kasutab retseptioreid, mis on tihti mitmele eri ainele samad o Aerotaksis Hapniku mõjul suunatud liikumine Retseptorites on tsütokroomid Hapniku konsentratsioonist sõltub membraani prootongradiendi suurus, selles omakorda viburi töö o Fototaksis Võime suunatult liikuda valguse mõjul Esineb fototroofsetel bakteritel Retseptoriteks on valgust koondavad pigmendid Skotofobotaksis kiire tagasipöördumine pimetsooni kui satutakse valguse kätte o Magnettaksis magnetosoomid o Osmotaksis o Termotaksis · Postiive taksis atraktant
pigmendikogumitena Rakusisesed sisaldused sisekasutuseks Rakuvälised transporditakse rakuvaheruumi või teistesse rakkudesse Topeltmembraansed rakustruktuurid: a) Mitokondrid b) Kloroplastid c) Rakutuum Miktokondrid Ehitus: 2 membraani, 2 ruumi. Välis- ja sisememebraan. Esimene ruum on välis- ja siseruumi vahel. Teine ruum on sisemembraani sees. Mitokondri sisemembraani üksused kristad. Mitokondri sisemembraanistikus on pigmendid tsütokroomid. Valguline vesilahus mitoplasma. Mitokondrites oma DNA, RNA, valkude süntees. Mitokondri põhiülesanne: Hingamine raku tasandil toitainete reageerimine hapnikuga ensüümide kaasabil, mille käigus järk-järgult vabaneb energia ja tekivad vesi ning süsihappegaas. Rakulise hingamise esmaprodukt H2O. Teine ülesanne: ATP süntees. Mitokondrite arv: Teatud juhtudel neid üldse pole. Tavaliselt mõnisada. Tegurid, mis mõjutavad mitokondrite arvu rakkudes on: a) Raku suurus
terminit toidurasvad. LIPIIDIDE ROLLID Lipiidide rasvhapped on kontsentreeritud energeetiline kütus, energiavaru. Lipiidid on kõige energiarikkamad inimtoidu toitained, sest 1 grammi lipiidide täielikul lõhustamisel vabaneb 9,3 kcal energiat. Lipiididepoode puhul on oluline varude kompaktne paiknemine, suur tihedus ja lahustumatus vesikeskkonnas. Eraldi tuleb rõhutada nn. pruuni rasvkoe funktsioone. Selle rasvkoe rakkudes on ohtralt mitokondreid (nende pigmendid tsütokroomid annavadki koele pruunika värvuse), kus toimub rasvhapete aktiivne lõhustumine ja soojuse intensiivne eraldumine. Seetõttu on sellel koetüübil oluline osa vastsündinute/imikute organismi soojusregulatsioonis. Vastsündinutel pole termoregulatsioon veel täielikult välja kujunenud. Soojusproduktsiooni pruunis rasvkoes reguleerivad sümpaatiline närvisüsteem ning hormoonid adrenaliin ja noradrenaliin. Pruun rasvkude paikneb imiku teatud
püruvaadi-formiaadi lüaasi (Pfl) toimel atsetüül-CoA ja formiaat, millest lähtuvad fermenteerimisrajad. Aeroobse hingamise regulatsioon Elektronid kantakse NADH dehüdrogenaasi abil FMN-le, edasi Fe/S rühmale, siis ubikinoonile, sealt tsütokroom o või d oksüdaasile ja lõpuks hapnikule. Elektronid kantakse üle kas NADH-lt või teistelt substraatidelt (laktaat, suktsinaat, formiaat, glütserool 3-fosfaat) dehüdrogenaaside abil. ETS: 1) heemi sisaldavad komponendid tsütokroomid 2) Fe/S valgud 3) flavoproteiinid (sisaldavad flaviinmononukleotiidi FMN) 4) kinoonid Elektronide transpordi käigus viiakse läbi tsütoplasma membraani prootoneid H+, mille tulemusena tekib elektrokeemiline gradient (prootonpotentsiaal) Prootonite läbi tsütoplasma membraani tagasipumpamisel sünteesitakse F1F0 ATPaasi abil ATP-d ATPaasi regulatsioon Selleks, et F1 komponent oleks võimeline sünteesima ATP-d, peab ta kompleksseeruma gamma, delta ja
Sel juhul viiakse valgud pärast nende sünteesi kindlasse kohta (fotosünteesiaparaat fotosünteetilistel bakteritel, graamnegatiivsete bakterite membraan-seoselised ja periplasmaatilised valgud, ekstratsellulaarsed valgud). Valkude eksport ja sekretsioon Rakumembraanis on ligikaudu 300 erinevat valku; lisaks on graam-negatiivsete bakterite periplasmas veel 100 ja välismembraanis 50 erinevat valku. Sisemembraani valgud on näiteks tsütokroomid, F 1F0 ATP süntaas ja spetsiifilised transportvalgud. Periplasmasse viiakse hüdrolaase, antibiootikumi resistentsust tagavaid valke, eksotoksiine, ensüüme, mis osalevad rakukesta sünteesil ja mingi kasvusubstraadiga seonduvaid valke. Väliskeskkonda ja raku pinnale eksporditakse viburite ja piilide valke, hüdrolüütilisi ensüüme (proteaasid, lipaasid, nukleaasid). Patogeensed bakterid sekreteerivad toksiine, mis kahjustavad
Seal on sopistused ehk kristad. · 2 ruumi on: a) esimene jääb sise ja välimembraani vahele, b) teine sisemembraani sisse. Lõhustavad ensüümid on seal. · Mitokondri sees on vesilahus süsteem, mida nimetatakse mitoplasma/maatriks. Mitoplasmas on oma autonoomne DNA, omad RNA-d, omad ribosoomid = kokku oma valgu süntees. Mitokonder sisaldab pigmente, mida nim. tsütokroomid. Talitus: · Hingamine raku tasndil s.t, et ettevalmistatud toitainete suhkrute, hapete ja aminohapete süsinikskelettide järk-järguline lagundamine hapniku ja ensüümide kaasabil-> hingamise tulemuseks on vee ja süsihappegaasi teka, soojuse hajumine. Erand pruun rasvkude, milles on valk termogeniin, mis plokib ATP ja sellest tuleb 100% soojust. · Mitokondrite aktiivsus on geneetiliselt määratletud. Kui pärast tõusmist temp.
leidumine Aeroobsetes päristuumsetes Valgusele eksponeeritud rakkudes. taimerakkudes suurusjärk Valgusmikroskoobis nähtav sama sisemembraanistik Vähem liigendunud Rohkem liigendunud, ehitusüksuseks krista rhitusüksuseks tülakoid põhipigmendid tsütokroomid Klorofüllid, karotenoid gaasiahetus O2CO2 CO2O2 Suhe orgaanikasse Orgaanika laguneb Orgaanika hulk suureneb põhiülesanne Hingamine raku tasandil fotosüntees Arv rakus 100-1000 100 Arvu mõjutavad tegurid Raku suurus, kokkupuude Koe tüüp, valgustatus, raku
Mittekodeeriv kontrollpiirkond moodustab lingu, mis funktsioneerib kui replikatsiooni piirkond. Mitokondriad kui organellid paljunevad, mitte ei moodustu de novo. mtDNA genoom: mtDNA geenid on tRNA, rRNA ja tsütokroom oksüdaasid, NADH-dehüdrogenaas, & ATPaasid . Mitokondriaalne geneetiline info ka tuumas: DNA polümeraas, replikatsiooni faktorid; RNA polümeraasid, transkriptsiooni faktorid; Ribosomaalsed valgud, translatsiooni faktorid, ah- tRNA süntetaasid; Samuti mõned tsütokroomid, NADH, ATPaasid. mtDNA geenid transkribeeritaks mõlemalt ahelalt. Mitokondriaalse DNA transkriptsioon: mRNA sünteesitakse ja ka transleeritakse mitokondris. Geeni produktid, mis moodustuvad tuumageenide poolt, moodustuvad tsütoplasmas ja transporditakse sealt mitokondritesse. Imetajatel ja selgroogsetel loomadel mtDNA transkribeeritakse ühe molekulina (polütsistroonne RNA) ja seejärel moodustatakse alles sellest mRNA, rRNA ja kõik tRNAd.
dehüdrogeenimises. HOOC C H CH 2 S H HOOC CH CH2 SH Elektronide elimineerimine/sidumine on ka redoksreakt- +2H -2H r.9 sioon. Inimorganismi keskne näide on hingamisahel, kus elektronide elimineerimist/sidumist viivad läbi ensüümid N H2 NH2 tsütokroomid (cyt). Need ensüümid sisaldavad heemset HOOC C H C H2 S S C H2 C H C O O H rauda. Raua oksüdatsiooniastme muutus võimaldab redoksreaktsiooni toimumist. See tähendab, et elektronide T süstiin elimineerimine (oksüdatsioon) või sidumine (reduktsioon) toimub raua abil ja cyt töötab redokssüsteemina (r.10). cyt (Fe 2+ ) r.10
liikumapaneva jõu (PMF-i), mida kasutatakse ATP sünteesiks ATP-süntaasi abil. Hingamisahela esimeseks komponendiks on dehüdrogenaas, mis võtab substraadilt (NADH, suktsinaat, laktaat jne) elektronid ning kannab need üle vaheühendile kinoonile. Hingamisahela viimane komponent on oksüdaas, mis kannab elektroni lõppakseptorile, mis redutseerib molekulaarse hapniku või mõne muu elektronide aktseptori. ETS koosneb heemi sisaldavatest komponentidest (tsütokroomid), raud-väävel klastriga ensüümidest, flavoproteiinidest (sisaldab FMN-i) ja kinoonidest. Sõltuvalt kasvutingimustest, elektronide akseptorite olemasolust ning energiaallika olemasolust võib bakterite hingamisahel koosneda erinevatest faktoritest. Muutuda võib nii hingamisahela esimene komponent kui ka viimane komponent, mis kannab elektronid üle elektronide lõppakseptorile. Elektronide transportsüsteem võib saada elektrone ja prootoneid mitmest reaktsioonist, mida
annaabi.ee 
