spetsiifilisusega. Seedimise põhikoht on peensooles., kus polü- ja oligopeptiidid lõhustatakse imenduvateks AH-ks. Pankreasenõre ensüümid: põhiosa on endopeptidaasid (trüpsiin, kümotrüpsiin, elastaas), teine osa eksopeptidaasid (karboksüpeptidaas A ja B ). Kõigepealt vabanevad pankreasest inaktiivsed proensüümid (trüpsinogeen, proelastaas, kümotrüpsinogeen, prokarboksüpeptidaas) sekretiini ja koletsüstokiniini toimel. Duodenumis need aktiveeritakse. Trüpsiin toimib järgnevalt keskse faktorina, aktiveerides teisi proensüüme. Soolenõre ensüümid on aminopeptidaasid. Nende ensüümide tulemuseks on põhiliselt vabad AH-d, aga ka di- ja tripeptiide. Viimastest enamus viiakse enterotsüütidesse, kus nendest saavad ka AH-d. AH-te imendumine: umbes pool seeditud valkudest resorbeerub duodeenumis, 95% on iileumi jõudmisel resorbeerunud. Jämesoolde jõuab 3-10%, mis seal bakteriaalselt muundatakse
(2) tsükliline osaleb ainult FSI, ATP on ainus produkt, O2 ei genereerita ja NADPH ei sünteesita. 5. Süsivesikute süntees Calvini tsüklis pimereaktsioonid. Eristatakse nelja etappi: I etapp: CO2 sidumine pentoossuhkrust aktseptorile (ribuloos-1,5-difosfaat) ning trioossuhkru (3-fosfoglütseraat) teke. CO2 seotakse ribuloos-1,5-difosfaadile ensüümi ribuloos-1,5-difosfaadi karboksülaasi/oksügenaasi (rubisco) poolt. Rubisco on bifunktsionaalne ensüüm, omades lisaks karboksülaasi aktiivsusele ka oksügenaasi aktiivsust, koosneb 8 suurest ja 8 väikesest subühikust. II etapp: 3-Fosfoglütseraadi konversioon glütseeraldehüüd-3-fosfaadiks III etapp: süsivesikute süntees glütseeraldehüüd-3-fosfaadist. IV etapp: ribuloos-1,5-difosfaadi regenereerimine. 1 molekuli glükoosi sünteesiks kulub 6 Calvini tsüklit ja 6 CO 2 ning
Rasvavaene toit on maitsetu, tuim. Toidurasvad aeglustavad mao tühjenemist, pikendades täiskõhutunnet 4. Aminohapete ja peptiidide biokeemia. Aminohapete koostis, ehitus ja nimetused. Koostis: Karboksüülhapete derivaadid, sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma-NH2 (aminorühm) ja COOH (karboksüülrühm). põhilised on alfa-aminohapped. Alaniin, Valiin,Glütsiin. Vastavalt kõrvalahelale klassifitseeritakse aminohapped näiteks alifaatseteks, aromaatseteks, väävlit sisaldavateks, alkoholi sisaldavateks, aluselisteks, happelisteks ja amiidi sisaldavateks. Kõrvalahela iseloom on oluline faktor, mis määrab ära valkude konformatsiooni ja funktsiooni Aminohapete liigitus: Vastavalt esinemisele valkudes ja organismis: Proteinogeensed(vaid L-alfa- aminohapped, aproteinogeensed, proteinogeensete aminohapete derivaadid
Glükoosi lõhustumise etapid: I Glükoosi aktiveerimine fosforüleerimise teel. Süneesitakse glükoos-6-fosfaat ensüümi heksoosi kinaas vahendusel. Reaktsioon on sisuliselt pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d. II Glükoos-6-fosfaat isomeriseerub fruktoos-6-fosfaadiks ensüümi fosfoglükoosi isomeraasi vahendusel. Reaktsioon on pöörduv ja mittereguleeritav. III Fruktoos-6-fosfaat fosforüleeritakse ensüümi fosfofruktoosi kinaasi vahendusel (see on glükolüüsi keskne ensüüm, allosteeriliselt reguleeritav) fruktoos-1,6-bisfosfaadiks. Reaktsioon on pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d. IV Fruktoos-1,6-bisfosfaat lõhustatakse glütseraldehüüd-3-fosfaadiks (GAP) ja dihüdroksüatsetoonfosfaadiks (DAP) ensüümi aldolaas vahendusel. Reaktsioon on pöörduv ja mittereguleeritav. V Dihüdroksüatsetoonfosfaat (ketoon) konverteerub isomeriseerumisreaktsioonil glütseraldehüüd-3-fosfaadiks (aldoos) ensüümi trioosfosfaadi isomeraasi vahendusel
ATP (adenosiintrifosfaat) ja NADPH (taandatud nikotiinmiidadeniindinukleotiid- fosfaat) on energiarikkad e. makroergilised ühendid. Makroergiliste molekulide reageerimisel teiste biomolekulidega vabaneb energia, mille arvelt toimuvad mitmed energeetiliselt ebasoodsad protsessid (biosüntees, liikumine, osmoos). MOLEKULAARNE HIERARHIA: Anorgaanilised eellased CO2, H2O, NH3, N2. Metaboliidid püruvaat,tsitraat, suktsinaat Monomeersed ehituskivid aminohapped, nukleotiidid, monosahhariidid, rasvhapped, glütserool Makromolekulid valgud, nukleiinhapped, polüsahhariidid, lipiidid. Supramolekulaarsed kompleksid ribosoomid, tsütoskelett Organellid tuum, mitokondrid, kloroplastid. ELUSLOODUSE HIERARHIA: Molekul väikseim iseseisev osake Makromolekul kovalentsete sidemete abil lihtsatest molekulidest konstrueeritud biomolekul. Organell reaktsioone ajas/ruumis eraldav rakusisene moodustis.
31. Aine- ja energiavahetus: üldiseloomustus, põhietapid, assimilatsiooni- ja dissimilatsiooniprotsessid on katabolismi ja anabolismi integratsioon. Metabolism hõlmab seedimist, imendumist, rakus toimuvaid metaboolseid radu ja lõpp-produktide eritumist. Rakusisene metabolism toimub metaboolsete radadena, milles ensüümide toimel muunduvad/tekivad metaboliidid (biomolekulid). Metabolismi põhifunktsioonid on: · energia omastamine väliskeskkonnast toitainete vormis · toitainete omastamine ja kasutamine organismispetsiifiliste biomolekulide sünteesiks · senestsentsete biomolekulide lammutamine · lõpp-produktide väljutamine · organismi sattuvate ksenobiootikumide detoksikatsioon ja väljutamine Katabolismi staadiumid: 1
· Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S, biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest koosnevad biomolekulid · Essentsiaalsed makrobioelemendid; (vajatakse üle 100mg päevas) täidavad biofunktioone valdavalt ioonsel kujul (Ca2+, Na+, Mg2+. K+, Cl-) · Essentsiaalsed mikroelemendid; Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As, hädavajalik mikrobiogeensete elementide miinimum. 3. Aminohapped: omadused, klassifikatsioon Omadused: Karboksüülhapete derivaadid, mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma. Aminohappe funktsionaalsed rühmad võivad liita või loovutada H+ iooni ja omandada seega laengu(sõltuvalt lahuse pH-st)nõrgad puhvrid. Käituvad polüelektrolüütidena, omavad pI, annavad -COOH ja -NH2 jaoks iseloomulikke reaktsioone. Optiliselt aktiivsed. Omab L- ja D-isomeerseid vorme. Eukarüootides on totaalne enamik L- vormis.
Aminohapete biosüntees 1. Defineerige mis on lämmastiku fikseerimine ja millised organismid on võimelised seda protsessi läbi viima. Kirjeldage milline on lämmastiku tsükli üldskeem looduses ja millisel kujul on meie organism võimeline lämmastikku kasutama biosünteetilistes protsessides. Molekulaarne lämmastik N2 muundatakse redutseeritud või oksüdeeritud vormiks. Atmosfääris leiduv N 2 on keemiliselt väga inertne ning metabolismis kasutamiseks tuleb see redutseerida NH 3 kujule. Toimub UV kiirguse ja välgu kaasabil maa atmosfääris. Eluslooduses on lämmastikku fikseerima võimelised vähesed mikroorganismid, kes redutseerivad elementaarse lämmastiku ammooniumiks. Mõned sellistest bakteritest on vabalt elavad, paljud on aga taimede, eelkõige liblikõieliste taimede, sümbiondid
struktuuriline hierarhia eluslooduses. Keemiliste reaktsioonide põhitüübid rakkudes. Bioelemendid: C, H, N, O, P, S moodustavad 99% kõikidest aatomitest inimkehas. Moodustavad tugevaid kovalentseid sidemeid. Makromolekulid valgud (30-70%), RNA (10-20%), DNA (2-5%), polüsahhariidid (1-20%), lipiidid (1-20%) Molekulaarne hierarhia rakus: I Anorgaanilised eellased - CO2, H20, NH3, N2, NO3 II Metaboliidid püruvaat, tsitraat, suktsinaat III Monomeersed ehituskivid aminohapped, nukleotiidid, monosahhariidid, rasvhapped IV Makromolekulid valgud, nukleiinhapped, polüsahhariidid, lipiidid V Supramolekulaarsed kompleksid ribosoomid, tsütoskelett jne VI Organellid tuum, mitokondrid, kloroplastid, EPR, Golgi kompleks Organisatsioonilised tasandid eluslooduses: Molekul lihtsaine või ühendi väikseim, iseseisvalt eksisteeriv osake Makromolekul teatud struktuuri ja funktisooniga molekulide kogum
ilmselt on peamine põhjus selles, et neil on rakus täita palju ülesandeid. Lipiidid (rasvad, õlid ja vahad) ja sahhariidid (glükoos, tärklis, tselluloos). Need ühendid kuuluvad erinevate rakustruktuuride koostisse ja on organismi põhienergiaallikateks. Nukleiinhapete sisaldus on suhteliselt madal, on nad vajalikud kõikidele rakkudele- DNA on pärilikkuse kandja; RNA molekulidel on oluline roll päriliku informatsiooni avaldumises. 3. Inimkeha aminohapped Aminohapped karboksüülhapete derivaadid, mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma. Inimkehas 20 standardset, teised on terivaadid, mis on tekkinud põhi ah reaktsioonidest. Neid kasutatakse ehitusüksustena: ensüümide, valkude ja hormoonide sünteesil, energiamaterjalina: süsinikskeleti lammutamise teel; eelühenditena: paljude signaalmolekulide ja teiste biomolekulide süsteemis.
· hüdrofoobsed vastasmõjud - < 40kJ/mol, sarnaste apolaarsete aatomirühmade omavaheline tõmbumine vesikeskkonnas (MITSELLIDE TEKE) Nõrkade jõudude roll biomolekulides biomolekulaarne äratundmine, kõrgemate struktuuride moodustamine, supramolekulaarsete komplekside moodustamine, piiritlevad biomolekulide kitsastesse keskkonnatingimustesse Rakk kui eluühik Rakk on eluühik, kuna ta on väikseim süsteem, milell ilmnevad elu tunnused: kasv, metabolism, reageerimine stimulatsioonile ja paljunemine Prokarüootne rakk DNA nukleoidis, paljuneb pooldumise või pungumise teel, puuduvad membraaniga ümbritsetud mitsellid, energia metabolism toimub plasmamembraanis, puuduvad tsütoskelett ja rakusisene liikumine Eukarüootne rakk DNA pakitud kromosoomidesse, paljuneb mitoosi teel, esinevad membraaniga ümbritsetud organellid, energia metabolism toimub mitokondrites, tsütoskelett on kompleks mikrotuubulitest ja filamentidest,
farmakoloogiale, farmaatsiale, endokrinoloogiale, molekulaargeneetikale, geenitehnoloogiale jt uutele spetsiifilistele arengutrendidele. 2. Keemilised ühendid ja elemendid loomorganismis Põhibioelemendid – C, H, N, O, P, S, mikroelemendid – raud, tsink, vask, mangaan, koobalt, jood jne, ja makroelemendid – kaltsium, naatrium, kaalium, magneesium, kloor. 3. Inimkeha aminohapped Aminohapped – karboksüülhapete derivaadid, mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma. Looduses umb 300, inimkehas 20 põhilist – asendamatud ja asendatavad. Neid kasutatakse ehitusüksustena: ensüümide, valkude ja hormoonide sünteesil, energiamaterjalina: süsinikskeleti lammutamise teel, eelühenditena: paljude signaalmolekulide ja teiste biomolekulide süsteemis. Proteinogeensed aminohapped:
energiat organismi poolt kasutatava metaboolse energia (peamiselt ATP) vormis. Umbes 2...5% hapnikust kulub biofunktsioonideks vajalike hapniku reaktiivsete vormide tekkeks Vesinik tähtsus seisneb vesiniksidemete andmises biomolekulides. Vesiniksidemed kindlustavad biopolümeeride (valgud, nukleiinhapped, polüoosid) kõrgemate struktuuritasemete stabiilsuse. Lämmastik Esineb aminohapetes, nukleiinhapetes ja heterotsüklilistes lämmastikuühendites. Biomolekulised on lämmastik süsiniku-skeletti täiendav, mitmekesistav ja reaktiivsust tõstev element. Fosfor Fosfor osaleb makroergiliste sidemete moodustamises, teda leidub nukleiinhapetes, fosfolipiidides, mitmetes koensüümides. Väävel Rohkesti naha, küünte ja juuste valkudes. Biomolekulides leidub ta aminohapete, glutatiooni, koensüüm A, vitamiinide B1 ja H, hepariini koostises. SH rühm on tihti ensüümide aktiivtsentris. Makrobioelemendid
aminohapped, , GLUT1 .. GLUT5 - glükoosi transporterid). 7. Milliseid aktiivse transpordi alaliike eristatakse? Milles on nende erinevus? Primaarne aktiivne transport ja sekundaarne aktiivne transport. Primaarne aktiivne transport tekitab ja säilitab ioonide kontsentratsiooni gradiente rakus. Sekundaarne aktiivne transport - transpordiprotsessid ioongradientide toel. Liigid: sümport ( ioonid ja aminohapped või suhkrud liiguvad samas suunas läbi membraani - sisenevad rakku) ja antiport (ioonid ja transporditavad osakesed liiguvad vastassuundades). 8. Iseloomustage järgmiste membraanivalkude energiavajadust ja toimemehhanismi: a) glükoosi transporter punastes vererakkudes b) , -ATPaas. a) Glükoosi transporter punastes vererakkudes: vajab lisaenergiat, mille saab primaarse aktiivse transpordi poolt genereeritud ioongradiendi energiast.
pipeteerimist), vaid piirduda võib silmamõõduga ning suurusjärgu arvestamisega. Käesolevas töös kasutatakse reaktsioonianumana normaalkatseklaase, kus 1-milliliitrisele mahule vastab umbes 1 cm kõrgune vedeliku nivoo. Järgnevalt kirjeldatakse biokeemias oluliste ainegruppide valkude, süsivesikute ja lipiidide kvalitatiivse analüüsi mõningaid meetodeid. 1.1 VALKUDE REAKTSIOONID Valgud on polüpeptiidid, milles "ehituskivideks" olevad aminohapped on omavahel seotud amiidsidemete abil, mida biokeemias tuntakse peptiidsidemete nime all. Peptiidside moodustub ühe aminohappe karboksüülrühma reageerimisel teise aminohappe aminorühmaga. Kuna peptiidsideme moodustumisel eraldub vesi, võib seda nimetada ka kondensatsioonireaktsiooniks. Peptiidside on osalise kordsuse tõttu planaarne ning enamasti trans-konformatsioonis. 4 Peptiidsideme moodustumine
7 Heterofunktsionaalsed orgaanilised ühendid 31 8 Heterotsüklilised orgaanilised ühendid 37 9 Lisamaterjalid 41 Soovitatav kirjandus täiendavaks lugemiseks: 1. M. Zilmer, A. Rehemaa, U. Soomets, K. Zilmer. Inimkeha põhilised biomolekulid (meditsiiniliselt tähtsamad ülesnded). Inimorganismi metabolism (biokemism ja kliinilised aspektid). Tartu, TÜ Meditsiiniteaduste valdkond, Bio– ja siirdemeditsii- ni instituut, biokeemia osakond, 2015 2. M. Zilmer, E. Karelson, T. Vihalemm, A. Rehemaa, K. Zilmer. Inimorganismi bio- molekulid ja nende meditsiiniliseltolulisemad ülesanded. Inimorganismi metabo- lism, selle häired ja haigused. Tartu, TÜ Arstiteaduskond, Biokeemia Instituut, 2010 3. Talvik, A.-T., Orgaaniline keemia, TÜ kirjastus, Tartu 1996
Regulatsioon toimub kuuest MCM valgust koosneva helikaasi aktiivsuse kontrollimisega. Ensüümid: · Helikaas keerab DNA biheeliksi lahti · DNA güraas e. topoisomeraas kompenseerib lahtikeerdumist (aitab struktuuri hoida) · DNA-polümeraasid vastutavad polünukleotiidahelate sünteesi eest 5'->3' suunas o - 4 subühikut, polümeraasi tootlikus, pole 3' eksonukleaasi aktiivsust o - vigade parandus o - replitseeriv ensüüm mitokondrites o - peamine polümeraas! Omab 3'-eksonukleaasi aktiivsust, teeb vähem vigu · DNA-primaas sünteesib oligonukleotiidse praimeri · DNA-ligaas ühendab mahajääva ahela fragmente 2 6. Mis on Okazaki fragmendid ja nende rolli DNA replikatsioonil. Okazaki fragmendid on lühikesed DNA jupid, millest pannakse kokku ahel, mis on komplementaarne DNA
komponentidele otseselt (näiteks temperatuuri tõus mõjutab otseselt tsütoplasma valkude aktiivsust ja konformatsiooni). 3 2. Transkriptsiooni initsiatsiooni kontroll bakterites RNA polümeraas Geenide avaldumist kontrollitakse esmalt RNA sünteesi e. transkriptsiooni tasemel. Transkriptsiooni algatab ja viib läbi DNA-st sõltuv RNA polümeraas, mis on enamasti multimeerne ensüüm. Monomeerseid RNA polümeraase on kirjeldatud lüütilistel bakteriofaagidel (näit. T7, T3, SP6). Enamasti on nende suurus üle 100 kDa. Transkriptsiooni initsiatsioonil tunnevad nad ära väga spetsiifilisi DNA järjestusi ning ei vaja aktivatsioonil lisafaktoreid. Monomeersed RNA polümeraasid on 5-10 korda kiiremad, nad sünteesivad 200 nt/sek (bakteri RNA polümeraas sünteesib 40 nt/sek). Erinevalt bakteriaalsetest RNA polümeraasidest ei ole nad Zn-metalloensüümid
premRNA → protsessimine → mRNA → translatsioon → valk Labiilne RNA tuleb alati uuesti sünteesida. Stabiilne funktsioneerib mitmes rakupõlvkonnas. snRNA – palju erinevad RNA klasse, mõjutavad info ülekannet, väikese tuuma RNA, premRNA protsessing Labiilne RNA: mRNA ja mõned teised, miRNA (microRNA, seotud geenide vaigistamisega), siRNA (small interferingRNA) RNA sünteesitakse eelastena (preRNA). premRNA protsessingul muutub info oluliselt. Nt. ADAR – inimese KNS ensüüm, mis muudab A nukleotiide I-ks (Inosiin on deamineeritud A – NH2 reageerib H2O-ga). I paardub nagu G. Toimub RNA editing – primaarstruktuuri tasemel tehakse valgustruktuuris muutusi. DNA järjestuse võrdlemine: võrreldakse neljast nukleotiidist koosnevaid järjestusi. Järjestuse homoloogia alusel jagatakse perekondadesse ja superperekondadesse. Geenid jagatakse järjestuse ja funktsiooni alusel: homoloogilised – sarnane järjestus ja funktsioon
Tsütoplasma pH reguleerimine prootonite transportimise abil.............36 4.1.2. Prootonite tarvitamine või genereerimine metaboolsete ensüümide abil................................................................................................................. 37 4.1.3. Passiivsed mehhanismid, mis toetavad pH homöostaasi.....................38 4.2. Ekstremofiilide kohanemine pH-ga.............................................................39 5. Bakterite koordineeritud metabolism...............................................................41 5.1. Metabolismi regulatsioonietapid.................................................................42 5.2. Süsiniku transpordi ja katabolismi regulatsioon.........................................44 5.3. Energia metabolism................................................................................... 47
a kana 2×109 inimene 3×109 Taimed: uba 9×109 Trillium 1×1011 4.)Nimetage prokarüoodi (eubakter) ja eukarüoodi raku peamised erinevused: Prokarüootidel on organelle vähe või puuduvad üldse. Eukarüoodil on tuum, mitokonder, kloroplast. Prokarüoodil puudub tuum, eukarüoodil on olemas. Ehituslikud erinevused rakumembraanides. Eukarüoodil esineb mitoos ning meioos, kuid prokarüoodil puudub. Prokarüoodi metabolism on aeroobne ja anaeroobne, kuid eukarüoodi metabolism on ainult aeroobne. 5.)Esimesed prokarüootsed organismid tekkisid ~ aastat tagasi: Arvatakse, et arhed on suhteliselt sarnased oma 3-4 miljardit aastat tagasi Maal elanud esivanematele, nad on aeglaselt evolutsioneerunud. 6.)Esimesed eukarüootsed organismid tekkisid ~aastat tagasi: Tänapäevased eukarüootsed rakud on endosümbioosi tulemus. Esimesed tuumaga rakud võisid moodustuda ca 1.7 miljardit aastat tagasi. 7
3. Nimeta elusrakkude üldprintsiipe ● Kõik rakud säilitavad oma pärilikkuse informatsiooni DNA kujul lineaarse geneetilise koodina ● Kõik rakud taastoodavad pärilikkusainet (ja selles olevat informatsiooni) matriitssünteesi abil ● Kõik rakud transkribeerivad oma pärilikkuse informatsiooni RNA kaudu ● Kõik rakud transleerivad RNA valkudeks kasutades sama printsiipi ● Kõik rakud koosnevad sarnastest “ehitusblokkidest“ (nukleotiidid, aminohapped, rasvhapped ● Kõik rakud kasutavad funktsionaalsete ülesannete täitmiseks valke ● Kõik rakud vajavad eluks energiat ● Kõik rakud on kaetud rakumembraaniga 4. Prokarüootse ja eukarüootse raku peamised tunnused ja erinevused Prokarüoot Sarnasused Eukarüoot Puudub rakutuum - Ühised on umbes 200 Geneetiline informatsioon
Tuletis on tan . on funktsioonile antud punktis tõmmatud puutuja (sirgjoon) tõusunurga tan. Avaldub kui, Hetkkiirus väheneb antud näites, sest substraati jääb vähemaks. Punase joone tõus on algkiirus, rohelise joone tõus on hetkkiirus 30 min järel, sinise joone tõus on hetkkiirus 1 h järel. Kiirus tee endale hästi selgeks!! Ensüümid mõjutavad reaktsiooni kiirust ainult, ei saa panna midagi tekkima, kui seda ei ole, siis pole, ensüüm ei aita sellisel juhul! 1 Reaktsiooni skeem aA+bBuU+rR. Suured tähed ained ja väikesed stöhhiomeetria kordajad. Biokeemias enamasti need 1 ehk 1 molekul ühes reaktsiooni tsüklis. Pärisuund vasakult paremale, vastasuund paremalt vasakule. v(päri)=reaktsiooni skeem+massitoimeseadus, seega vpärivõrdeline[A]a[B]b, vpäri=kpäri[A]a[B]b. Vaata edasi massitoimeseaduse juurest! vvastas=kvastas[U]u[R]r
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
