VESI NING BIOELEMENDID (0)

VESI
BIOELEMENDID
Vesiniku aatomi ainus elektron on tõmmatud elektronegatiivsema elemendi aatomi poole, mistõttu see omandab väikese negatiivse ja vesinik väikese positiivse laengu
Positiivse laenguga vesiniku aatom seotakse järgmise molekuli negatiivse laenguga aatomiga jne, st molekulid liituvad üksteisega
Vesinikside on elektrostaatiline ja moodustub erinimeliste laengute külgtõmbe tulemusena
Vesi on dünaamiline süsteem, vesiniksidemed tekivad ja lagunevad
Vesinikside seob omavahel kokku üksikuid vee molekule. Ilma vesiniksidemete olemasoluta oleks vesi gaasilises olekus ja elu Maal võimatu.
Kõikide biosüsteemide eksisteerimiseks on vaja vett.
Klaster – erineva arvuga vee molekulide kogum.
Endo – Sees. Ekso – väljas.
H2O bilanss organismis - Organismi siseneva vee mass peab võrduma organismist -väljuva vee massiga, normaalse elutegevuse puhul on veebilanss tasakaalus.
H2O BILANSS INIMORGANISMIS:
Kõige olulisem dissimilatsiooniprotsess on rakuhingamine : C6H12O6 + 602 = 6CO2 + 6H2O + 38 ATP. Varuained (glükogeen) → glükoosi molekulid → süsihappegaas ja vesi → energia (ATP). Toimumiseks on vajalik hapniku olemasolu.
TAGAJÄRG – väheneb uriini kogus, mürgised ained ei eritu ja jäävad organismi ja võivad tekitada mürgistust. Tekib janu, kehatemp , tõus, sügamepekslemine, peapööritus ja valu, hallutsinatsioonid (6.8%). 10% pöördumatuid muutusi organismis. 15-12% surm – veri niivõrd paks et süda ei suuda tagada normaalset vereringet.
H2O
Hüdrofiilsus – ainete omadus lahustuda vees (lahustuva aine ja veemolekulide vaheline tugev vastasmõju)
Hüdrofoobsus – ainete omadus mitte lahustuda vees
Hüdratatsioon – keemilise ühendi füüsikaline või keemiline liitumine veega
Dehüdratatsioon – veekaotus
Hüdrolüüs – keemiliste sidemete lõhkumine vee molekulide toimel (keerulistest ühenditest lihtsamate saamiseks
Vee dissotsiatsioon ehk vee dissotsieerumine - vee molekuli lõhkumine ioonideks
H2O ↔ H+ + OH OH- hüdroksüülioon
H+ vesinikioon
ÜLESANDED ORGANISMIS

• Rakkude sisekeskkond (vett 70-95%) ja rakuvaheruum
  
• Lahustumine ja elektrolüütiline dissotsatsioon, ensüümreaktsioonid
  
• Transport
  
• Jääkainete eemaldamine
  
• Termoregulaator
  
• Kindel pH ja osmootne rõhk (turgor)
  
• Biovedelike peamine koostisosa
  
• Hüdrolüüs (toitainetest lihtsate orgaaniliste ühendite moodustumine)
  

PÕHIELEMENDID H, C, O, N, P, S
Organismi elementaarkoostis on organismi ehituse ja talitluse aluseks.
Põhibioelementidest on üles ehitatud biomolekulid ( valgud , lipiidid , suhkrud , nukleiinhapped ) ehk raku orgaaniline aine. Esinevad biomolekulides aatomitena.
Moodustavad kergesti kovalentseid sidemeid, mis on tugevad keemilised sidemed ja tagavad biomolekulide stabiilse ehituse
Moodustavad kaksiksidemeid (O, C, N) ja kolmiksidemeid (C), mis on aluseks biomolekulide mitmekesisusele ja heale reaktsioonivõimele.
Nende baasil moodustuvad organismis lihtsad orgaanilised ühendid (CO2, H2O, NH3), mis on kergesti organismis kasutatavad või väljutatavad.
C - SÜSINIK

• Kõik elusorganismid on üles ehitatud süsiniku baasil
  
• Süsinikku sisaldavad nii väga lihtsad kui ka väga suured ja keerulised (bio)molekulid.
  
• Molekulaarne mitmekesisus loob aluse elusorganismide bioloogilisele mitmekesisusele
  
• Süsiniku aatomid on keemiliste sidemete abil ühendatud teiste elementide aatomitega, peamiselt H, O, N, S ja P-ga
  
• Süsinik siseneb elusorganismidesse läbi fotosünteesivate taimede, teised organismid saavad süsiniku toidust
  
• Süsinikku sisaldavaid ühendeid nimetatakse orgaanilisteks ühenditeks ja nendega tegeleb orgaaniline keemia
  

C INIMORGANISMIS

• 15 kg (70 kg inimeses)
  
• Kaaluliselt 18%
  
• 4 kovalentset sidet
  
• Sidemed on ensümaatiliselt lõhutavad ja sünteesitavad
  
• Üksik-, kaksik – ja kolmiksidemed
  
• C aatomitest moodustuvad lineaarsed , hargnevad ja tsüklilised struktuurid
  

H - HAPNIK

• Kõige levinuim element universumis (moodustab 75% kogu universumist)
  
• Maal levikult 10. kohal
  
• Kõige lihtsama ehitusega keemilise elemendi aatom
  
• Tõenäoliselt esimesed aatomid, mis hakkasid moodustuma pärast nn Suurt Pauku
  

H INIMORGANISMIS

• 7 kg (70 kg inimeses)
  
• Kaaluliselt 10%
  
• Vesiniksidemed (H-O, H-N, H-F) biomolekulides
  
• Vesiniksidemed kindlustavad biopolümeeride (valgud, nukleiinhapped) kõrgemate struktuuritasemete stabiilsuse
  

O INIMORGANISMIS – 46kg (70kg inimeses)

• Kaaluliselt 65%
  
• Sissehingatavast hapnikust kasutatakse 95-98% biomolekulide lõhustamiseks energia saamise eesmärgil (ATP süntees)
  

N INIMORGANISMIS

• 2 kg (70 kg inimeses)
  
• Kaaluliselt 3%
  
• Aminohapetes, nukleiinhapetes, heterotsüklilistes lämmastikühendites (aromaatsed ühendid)
  
• Biomolekulides süsinikuskeletti täiendav, mitmekesistav ja reaktsioonivõimet tõstev element
  

P INIMORGANISMIS

• 0,7 kg (70 kg inimeses)
  
• Kaaluliselt 1%
  
• Osaleb makroergiliste sidemete moodustamises (ATP sünteesil)
  
• Nukleiinhapetes, fosfolipiidides, koensüümides, fosfoestrites jm
  
• Ööpäevane vajadus = K vajadusega
  
• Ohutu ülempiir 1500 mg
  

S INIMORGANISMIS

• 0,175 kg (70 kg inimeses)
  
• Kaaluliselt 0,25%
  
• Naha, juuste ja küünte valkudes
  
• Aminohapete, koensüümide, vitamiinide koostises
  
• -S-S- side (disulfiidside), mis tagab paljude valkude ja ensüümide sekundaar – ja tertsiaarstruktuur
  

BIOMOLEKULID

Biomolekulidest pannakse tugevate kovalentsete sidemete abil kokku makromolekulid

Makromolekulide ruumiline ehitus e konformatsioon pannakse kokku paljude nõrkade keemiliste sidemete abil, molekulide stabiilsuse tagab sidemete arvukus

Järgmine tase ( rakuorganellid ) pannakse kokku erinevatest biomolekulidest nõrkade keemiliste sidemete abil komplementaarsusprintsiibi alusel ja veemolekulide osavõtul

Nende komplekside baasil koos veega formeeruvad raku
Biomolekulid – elusorganismides esinevad orgaanilised ained, mis täidavad vähemalt ühte biofunktsiooni
Makromolekulid – väga suured molekulid (näiteks süsivesikud, valgud, nukleiinhapped