BIOCHEMIA WYKŁADY
kataliza enzymatymatyczna
model Michaelisa-Mnten
k1 k3
E+S-> ES -> P + E k3-liczba obrotow enzymu
<-
k2
szybkosc reakcji enzymatycznj - ilosc produktu powstalego w jednostce czasu
Ves = [E][S]K1 - tworzenie
Ves = (k2+k3)[ES] - przeksztalcnie
[E][S]k1=(k2+k3)[ES]
[ES]=[E]{S]/(k2+k3)/k1
k2+k3/k1 = Km
stała michaelisa - miara stabilnosci tego kompleksu enzym-substrat [ES]
STAŁA MICHAELISA - Km
-oznacza stezenie ubstratu przy ktorym polowa mijsc aktywnych nzymu jest wysycona (stez.sustratu przy ktorym V0=1/2Vmax)
-jest miara stabilnosci kompleksu ES
-okresla powinowactwo enzymu do substratu
Vmax-wysycenie calkowite miejsc aktywnych przez substrat
Km>male powinowactwo nzymu do substratu (duzo substancji potrzbnej aby uzyskac Vmax/2)
Km<duze powinowactwo enzymu do substratu
V0=Vmax[S]/Km+[S]
Enzymy allosteryczne
-dzialaja niezgodnie z rownaniem Michalisa-Mnten
-krzywa przedstawiajaca zaleznosc szybkosci reakcji enzymatycznej od stezenia substratu - sigmoidalna
-bialka o rozbudowanej strukturze IV rzedowej (wiele podjednostek)
-oprocz centrum aktywngo zawieraja centrum allosteryczne d ktorego wiaza sie efektory
-przyklad enzymu KARBAMOILOTRANSFERAZA ASPARAGINIANINOWA - enzym katalizujacy biosynteze pirymidyn
Specyficznos enzymow-jdna z najazniejszych dla metabolizmu komorki wlasniwosci nzymow
-specyficznosc substratowa - enzymy proteolityczne rozszczepiaja wiazania peptydow (trypsyna, chymotrypsyna) substratem jest dla nich bialko
trypsyna rozszczepia wiazania peptydowe od strony karbloksylowej lizyny i argininy (ich lancuchy boczne maja ladunek dodatni) natomiast w tym enzymie miejsce wiazania substratow znajduje sie kwas aparaginowy (=asparaginian, ma ladunek ujemny) - latwo moze sie tworzyc kompleks konieczny do zajscia katalizy enzymatycznej
chymotrypsyna rowniez dziala na wiazania ale rozszczepia je od strony karboksylowej fenyloalaniny i tryptofanu - w miejscu wiazania chymotrypsyna ma glicyne i seryne-maja krotka grupe lancucha bocznego, ulatwia to utworzenie ES
-specyficznosc katalizowanej reakcji - oznacza to ze kazdy enzym katalizuje okreslona reakcje - przykladem jest dany aminokwas ktory moze ulegac oksydacyjnej deaminacji, dekarboksylacji i transaminacji
Czynniki wplywajace na szybkosc katalizowanej reakcji:
stezenie substratu
stezenie enzymu
temperatura -wraz ze wzrostem temp wzrasta szybkosc reakcji, do pewnych granic, bo enzym jest bialkiem, do 40stopni, powyzej 40stopni gwaltowani spada efektywnosc reakcji, optymalna tem to 38stopni do dzialania wiekszosc enzymow; enzymy dla bakterii termofilnych moga wytrzymywac 80-100 stopni
pH- kazdy enzym ma swoje pH - pepsyna[kwasny],amylaza slinowa[obojetny], trypsyna[alkainczny] (enyzmy trawienne) - dzialaja one w roznych pH inhibitory =efektor - hamowanie reakcje katalizowane przez enzym; zwiazki endogenne, zwiazki powstajace w wyniku przemian metabolicznych, egzogenne
aktywatry =efektor - beda aktywowac
Rodzaje inhibicji enzymatycznej:
1. nieodwracalna - dochodzi do bardzo silnego powiazania miedzy enzymem i inhibitorem, tworza sie wiazania silna, kowalncyjne, eznym jest inaktywowany; przykladem jest penicylina hamuje ona enzym ktory bierze udzial w syntezie sciany komorkowej bakterii - transpeptydaza peptydoglikanu
2. odwracalna
kompetecyjna (wspolzawodnictwo) - Enzym-Inhibitor, E-S, >Km, bo <powinowactwo enzymu do substratu, Vmax, b2
nikompetecyjna - EI, ES, EIS, Km bez zmian, Vmax <
Regulacja aktywności enzymow
białka regulatorowe (np. kalmodulina-wewnatrz komorkowy receptor jonow wapnia dwu wartosciowego)
mechanizm srzężenia zwrotnego (regulacja ujemna i dodatnia)
fosforylacja/defosforylacja
aktywnosc proteolityczna
Izoenzymy = izozymy
molekuraln formy danego enzymu, ktore katalizuja te sama reakcje ale roznia sie:
sekwencja aminokwasowa
wlasciwosciami fizycznymi
parametrami kinetycznymi (Km, Vmax)
pochodza zazwyczaj z roznych genow - np. dehydrogenaza mleczanowa (LDH) - uczestniczy w beztlenowym metabolizmi glukozy i syntzie glukozy
CYTOCHROMY P-450
klasyfikacja enzymów (kryterium typ katalizowanj reakcji)
1) oksydoreadukatazy - katalizują reakcje utleniania i redukcji (przylaczanie lub odlaczanie elektornow przez poszczegolne czasteczki)
2. transferazy - katalizuja reakcje w ktorych nastepuje przenoszenie grup funkcyjnych
3. hydrolazy - katalizuja rozszczepienie roznego typu wiazan - np. estrowe, peptydowe przy udziale wody
4. liazy (+syntazy) - katalizują rozszczepienie wiązan ale bez udzialu wody, gdy dojdzie do powstania zwiazku po katalizie wtedy nazywamy te enzymy syntazami
5. izomrazy - enzymy katalizujące przemieszczenia grup atomow wewnątrz cząsteczki (cis, trans)
6. ligazy (syntetazy) - katalizuja reakcje w ktorych powstaja wiazania pomiedzy czasteczkami, wymaga to nakladu energii i to enzymy to syntetazy
Dzialanie nzymow w ukladach biologicznych:
-zwikszenie szybkosci reakcji
-obnizeni energii aktywacji
-wysoce specyficzne pod wzgledem substratu i typu reakcji
-stabilizuja stan przejsciowy reakcji
-nie przeprowadzaja reakcji termodynamicznie niemozliwych a jedynie ulatwiaja przebieg reakcji
-ich aktywnosc podlega regulacji
Liczba obrotow enzymu - pojecie zwiazan z aktywnoscia enzymu - jest to liczba czasteczek substratu jaka jest przeksztalcona w produkt reakcji przez 1 czasteczke enzymu w ciagu 1 sekundy w optymalnych warunkach, przy maksymalnym wysyceniu enzymu substratem -
KATAL jednostka aktywnosci enzymatycznej, taka aktywnosc katalityczna enzymu, ktora katalizuje przemiane 1 mola substratu w ciagu 1 sek w optymalnych dla aktywnosci enzymu warunkach (optymalna temperatura, pH)
Jdnostka aktywnosci enzymatycznej (U, J)taka ilosc enzymu ktora katalizuje przeksztalcenie 1 mikromola substratu w ciagu 1 minuty w optymalnych dla enzymu warunkach
Przeciwciala (immunoglobuliny) - grupa bialek surowicy - wytwarzanych w limfocytach b i komorkach plazmatycznych jako swoist odpowiedz organizmu na substancje obce - antygeny
wykazuja zdolnosc niekowalencyjnego ale silnego swoistego wiazania antygenu
Klasy przeciwcial (IG)
1. IgG - wystepujace w surowicy w najwiekszym stezeniu maja zdolnosc przechodzenia przez lozysko (immunologiczna ochrona plodu)
2. IgA - ochrnoa przeciw antygnom bakteryjnym i wirusowm w wydzielinach zewnetrzych np. lzy, slina, sluz drog oddech
3. IgM - pojawia sie jako pierwsza odpowiedz na antygny drobnoustrojow
4. IgD - nie poznana rola, na powierzchni dojrzalych limfocytow B
5. IgE - w obronie przed pasozytami
Uklad odpornosciowy - zbior mniej lub bardziej wyspecjalizowanych komorek tkanek organizku ktorych funkcja jest obrona przed patogenami ktore zostaja rozpoznane i unieszkodliwione
tworza go:
komorki limfocyty B, T, APC-komorki prezentujace antygen
przeciwciala
cytokiny
chemikiny i czynniki wzrostu
LIMFOCYT T - wytwarzan w grasicy - subpopulacje: limfocyty T cytotoksyczne (Tc) i limfocyty T pomocnicze (Th)
LIMFOCYTY B - powstaja w szpiku kostnych - odpowiedzialza wytwarzanie przeciwcial
Komórki prezentujace antygen = APC - pobudzaja limfocyty th -> produkcja cytokin -> modulja odpowiedz odpornosciowa
CYTOKINY - czasteczki bialkowe - wplywaja na wzrost poliferacje i pobudzani komorek bioroacych udzial w odpowiedzi odpornosciowej
CHEMOKINY - niskoczasteczkowe bialka - pobudzaja okreslone receptory blonowe
Podstawow fucnke ukladu odpornosciowego
-rozpoznani patogenow
-uruchomienie mechanizmow prowadzacych do zniszczenia patogenow
Pierwotna i wtorna odpowidz immunologiczna:
1. pierwotna - odpowiedz immunologiczna wystepujaca po pierwszym kontakci z antygnem w ciagu 3-14dni. odpowiedz ta po kilku tygodniach wygasa
2. wtorna - zjawisko szybkiego i silnego reagowania ukladu odpornosciowego na antygen ktorym organizm mial wczesniej kontkat, uczestnicza w niej komorki pamieci w ktore roznicuja sie limfocyty B i T
Uklad odpornosciowy 2 powiazane ze soba uklady
1. humoralna - przeciwciala jako elementy rozpoznajac obce czasteczki
unieszkodliwianie antygenu na drodze reakcji z przeciwcialami. cecha chaakterystyczna tej reakcji jest jej szybki przebieg
1. antygn rozpuszczalna czasteczka - wytracenie kompleksu antygen-przciwcialo
2. antygen wystepuje na powierzchni k. bakt - zlepianie = aglutynacja
3. liza mikroorganizmu przy udziale ukladu dopelniacza (sklada sie z 20bialk)
2. komorkowa - komorki cytotoksyczne limfocyty yc rozpoznajace i niszczac komorki ktore na swojej powierzchni prezntuja obce motywy
KWASY NUKLEINOWE
jdnostka monomeryczna kw nukleinowych: jedna z czterech zasad azotowych, cukier, kwas fosforowy
zasady azotowe: purynowe sa dwupierscieniowe - adenine i guanine
pirymidynowe - jednopierscieniowe - cytozyna i tymina
ADENINA - deoksyadenozyno5monofosforan dAMP, dADP, dATP
GUANINA - deoksyguanozyno5'monofosforan dGMP. dGDP, dGTP
CYTOZYNA - deoksycytydyno5'monofosforan dCMP. dCDP, dCTP
TYMINA - deoksytymidyno5'monofosforan dTMP. dTDP, dTTP
zaady komplmntarnosci - AT, CG zawsze tak te zasady sie lacza, pomiedzy nimi wytwarzane sa wiazania wodorowe
STRUKTURA PRZESTRZENNA DNA
-dwa zawiniete razem polinukleotydowe ulozone wzgledem siebie antyrownolegle tworza prawoskretna helise
-struktura helisy stabilizowana jest wiazaniami wodorowymi oraz oddzialywaniami hydrofobymi pomiedzy sasiednimi zasadami
-zasady umieszzon sa do wntrza dwuniciowej helisy reszty cukrowe i fosforanow na zewnatrz hlisy
-dwa lancuchy lacza si wiazaniami wodorowymi miedzy komplementarnymi zasadami
-pary zasad komplementarnych AT i CG
para AT powiazana 2 wiazaniami wodorowymi a CG 3 wiaz. wodor.
Elementy skladowe DNA i RNA
DNA zasady: A,G,C, T cukier: deoksyryboza
RNA zasady: A, G, C URACYL cukir: ryboza
Rodzaje RNA :
- transportujace RNA tRNA - niekodujacy, bierze udzial w transporcie aminokwasow z cytoplazmy do rybosomow, gdzie odbywa sie synteza białek
- informacyjny RNA mRNA - kodujac, stanowi matryce dla syntzy bialka,
- ryboomowy RNA rRNA - 80% calego RNA wystepujacego w komorce, jest skladnikiem rybosomow na ktorych obywa si synteza bialek
ROLA BIOLOGICZNA DNA I RNA
DNA: plni funkcje materialu gnetycznego, w komorkach eukariotycznych zlokalizowany w jadrze k. i w mitochondrium; w k. prokariotycznych w postaci nukleoidu
RNA: material genetyczny niektorych wirusow, mRNA stanowi matryc wedlug ktorej syntetyzowane sa bialka, niktore czasteczki RNA wykazuja zdolnosci katalityczne, k komorkach eukariotycznych zlokalizowany w jaderku i cytoplazmi, w komorkach prokariotycznych w cytoplazmi
LIPIDY = tłuszczowce
grupa zwiazkow organicznych bardzo zroznicowanych pod wzgldem struktury i budowy, wszystkie zwiazki zaliczane do lipidow maja w swoim skladzie kwasy tluszczowe co determinuje ich charakterystyczne cechy: zle rozpuszczaja sie w wodzie ale dobrze rozpuszczaja sie w rozpuszczalnikach organicznych
funkcje:
energetyczne: paliwo biochemiczne jst wysoko energetyczne, o duzo wyzszej energii niz weglowodany
strukturalne :stanowia element strukturalny, elementy skladowe wszystkich blon biologicznych
ochronne: (mechaniczne, trmoizolacyjne) - prowadzon wokol narzadow chronia przed uszkodzeniami mechanicznymi, w komorkach zwierzecych lipidy gromadzone sa w specjlanych komorkach tluszczowych zwanych - adipocyty, a w komokach roslinnych znajduja sie w cytolazmie
funkcje substancji biologicznie czynnych: np prostaglandyny-pochodne kwasow tluzczowych-stymuluja stany zapalne w organizmie, DAG-wtorne czastczki sygnalizacyjna, ma dzialanie wwnatrzkomorkowe, wzrost stezenia diacyloglicerolu moze powodowac zmiany w funkcjonowaniu komorek
TRIACYLOGLICEROLE = TLUSZCZE WLASCIWE
estry kwasow tluszczwych i glicerole
Lipidy błonowe
1. fosfolipidy
fosfoglicerydy (rdzen-glicerol polaczony z2 kwasami tluszczowymi i zawiera ufosforylowanym alkoholem taki fosfolipid zwany bedzie fosfoglicerydem, tym alkoholem moze byc inozytol, ktory jest cyklicznym alkoholem 6-weglowym
sfingomieliny (sfingozyna jest aminoalkoholem nienasycownym, jezeli rdzen bedzie sfingozyna polaczona z 1czasteczka kw tluszczowego oraz bedzie ufosforylowana cholina to wtedy mamy doczynienia z sfingomeliną)
2. glikolipidy (sfingozynowe - skladaja sie z sfingozyny jak rdzenia, kwasu tluszczowego oraz jednej jesdnostki cukrowej np. glukoza lub galaktoza [-epimery rozniace sie konfiguracja przy jednym atomie wegla asymetrycznego] - okreslamy ten glikolipid jako cerebrozyd; a gdy wystepuje wiecej jednostek cukrowych np. 7 nazywamy wtedy gangliozydami;)
3. cholesterol -wystepuje tylko w komorkach zwierzecych, determinuje plynnosc blon, nie wystepuje w komorkach roslinnych ani prokariotycznych
rdzen steroidowy w ktorym znajduje sie charakterystyczna grupa hydroksylowa przy 3 weglu za posrednictwej ktorej laczy sie z fosfolipidami, jest prekursorem hormonow steroidowych
Jednostki hydrofobowe i hydrofilowe lipidow blonowych:
lipidy blon: jednostki hydrofobowe: jednostki hydrofilowe:
fosfolipidy lancuchy kwasow tluszczowych ufosforylowany alkohol
glikolipidy lancuch kwasu tluszczowego i weglowodorowy lancuch sfingozyny jedna lub wiecej reszt cukrowych
cholesterol cala czasteczka z wyjatkiem grupy OH gupa OH
lipidy blonowe sa czasteczkami amfipatycznymi
jednostka hydrofilowa = głowa polarna
jednostka hydrofobowa = ogony węglowodorowe
dwuwarstwa lipidowa = warstwa bimolekularna
struktura micelli i dwuwarstw lipidowych
BIALKA BLONOWE - w zaleznosci od stopnia ich zwiazania z blona
bialka integralne - polaczone z dwuwarstwa lipidowa, przechodza przez ta dwuwarstwe, tylko wiazania niekowalencyjne
bialka peryferyczne - nie maja kontaktu z dwuwastwa lipidowa,
Bialko: Funkcje: Klasa funkcjonalna:
receptor cz.wzrostu wiaze cz.wzrostu ->sygnał ->wzrost i podzial komorki RECEPTOR
cyklaza adenylowa katalizuje wytwarzanie cAMP ENZYM
pompa Na+, K+, ATPaza aktywny eksport NA+ i import K+ BIALKO TRANSPORTUJACE
Na+/K+
blony biologiczne sa plynne, dynamiczne i aymetryczne
Charakterystyka blon biologicznych:
-struktury warstwowe zbudowane gl z lipidow i bialek
-lipidy blon tworza dwuwarstwy zawieraja reszty hydrofilowe i hydrofobowe
-bialka blon dzialaja jako pompy, receptory, enzymi
-bialka i lipidy blon polaczone sa niekowalncyjnie
-struktury asymetryczne
-struktury plynne (plynnosc reguluje cholesterol)
-charakteryzuja sie wybiorcza przepuszczalnoscia
Mechanizmy transportu przez blony biologiczne:
1. transport bierny = pasywny
beznosnikowy = dyuzja prosta
nosnikowy = dyfuzja ulatwion
2. transport czynny = aktywny
energia niezbedna do tego procesu, pochodzi z:
utlenienie metabolitow w lancuchu oddechowym
hydroliza ATP
gradient jonow
3. ruch blon
endocytoza fagocytoza i pinocytoza
egzocytoza
Funkcje blon biologicznych
-koordynacja i utrzymanie w stanie rownowagi olbrzymiej ilosci reakcji chemicznych zachodzacych w zywej komorce
-zapewnienie mozliwosci przekazywania informacj miedzy komorkami oraz wewnatrz pojedynczej komorki
-nadawanie ksztaltu ukladowm ozywionym i regulacja ich objetosci
-pelnie role w procesach przeksztalcania energii
Frakcjonowane wirowanie homogenatu komorkowego
Homogenat 600g 10'
jadra komorkowe
supernatant 1 6-10000g -
mitochondria lizosomy i peroksysomy
supernatant 2 40000g 30' -
blona komorkowa fragmenty ap. Golgiego
supernatant 3 105000g 60-90'
mikrosomy i cytosol
Metody rozdzialu bialek:
1. wysalanie (precypitacja)
2. elektroforeaza
3. chromatografia:
filtracja zelowa - saczenie molekularne
jonowymienna
powinowactwa
WYSALANIE -zaleznosc rozpuszczalnosci bialek od stezenia soli
-sole nieorganiczne zwiekszaja rozpuszczalnosc bialek
-przy pewnym stezeniu soli - wytracenie bialka (precypiltacja)
-w zaleznosci od rodzaju balka zjawisko wysalania ma miejsce przy roznych stezeniach soli
-siarczan amonu, siarczan sofu, chlorek sodu (za pomoca 0,8M siarczanu mozna uzyskac fibrynogen)
Punkt izoelektryczny bialka pI - wartosc pH przy ktorej ladunek wypadkowy bialka wynosi zero (brak migracji bialka w polu elektromagentycznym)
- ladunek wypadkowy (calkowity) - suma dodatnich i ujemnych ladunkow bocznych reszt aminokwasowych lancucha polipeptydowego
Elektroforeza w żelu poliakryloamidowym (Page) -czaasteczki bialek w polu elektrcznym mogruja z szybkoscia zalezna od ich masy czasteczkowej i wypadkowego ladunku
Elektoroforeza zdenaturoanego bialka (SDS-PAGE) - rozdzial bialek na podstawi roznic w ich masie czastczkowej
-denaturacja bialka SDS (dodecylosiarczan sodu, ladunek ujemny)
-DS niszczy wiazania niekowalencyjna
-tworzenie kompleksu SDS/bialko (duzy ladunek ujemny)
-elektroforeza kompleksu
-wybarwienie bialek (błekit Coomassiego)
GLIKOLIZA przebiega w warunkach tlenowych jak i beztlenowych, w eukariotach w cytoplazmie (cytozol)
glukoza+ 2ADP + 2Pi + 2NAD' -> 2 czasteczki pirogranianu + 2ATP + 2NADH + 2H(+) + 2H2O
REAKCJE WCHODZACE W SKLAD GLIKOLIZY
*1. glukoza jako 6weglowy cukier, w pierscieniu pirazonowym, ulega ufosforylowaniu, grupa fosforanowa zostaje przylaczona do 6 wegla, powstaly wiazek nazywamy glokoza-6-fosforan, reakcja ta jest nieodwracalna i jest to reakcja, ktora jest katalizowana przez enzym heksokinazy- zaliczany do klasy enzymow transferazy (przenosi roznego typu grupy, ten enzym przenosi nam grupe fosforanowa), donorem jest ATP, punkt kontrolny glikolizy, aktywnosc nzymu moze byc hamowana, co bedzie skutkowac spowolnieniem procesu
2. reacja gdzie glukozo-6-fosforanl9aldozae0 ulega izomerazie, powstaje zwiazek fruktozo-6-fosforan, staje sie ketozą, katalizowana jest przez enzym izomeraze,
*3. fruktozo-6-fosforan zostaje przeksztalcony do fruktozo-1,6-bifosforan, poprzez fosfofruktokinazę, zostaje dolaczona druga grupa fosforanowa zostaje dolaczona, w tej reakcji dawca tej grupy fosforanowej jest ATP, reakcja nieodwracalna, rowniez stanowi punkt kontrolny glikolizy, katalizowany jest fosfofruktokinaze, ktora zaliczana jest do kinaz
4. w rekacji tej dochodzi do rozszczepienia zwiazku 6weglowego na 2 zwiazki 3weglowe, jest to ufosforylowany fosfodihydroksyaceton (ketoza) i aldehyd 3-fosforoglicerynowy (aldoza), katalizowany przez enzym aldolaza, zaliczany do klasy enzymow liazy
fosfodi...moze byc wykorzystywany w reakcjach anabolicznych-synteza tluszczow, lub podczas przeksztalcania w aldehyd
5. fosfodihydroksyaceton za pomoca izomerazy zostaje przeksztalcony w aldehyd-3-fosfoglicerynowy
6. aldehyd-3-fosfoglicerynowy ulega przeksztalceniu w 1,3-bifosfoglicerynian, zostaje utleniony z rownoczesnym przylaczeniem grupy fosforanowej, reakcja katalizowana przez dehydrogenaza-ktora zaliczamy do klasy enzymow oksydoreduktazy, wymaga kofaktora NAD+ ktory redukcji
7. w tej reakcji dochodzi do przenoszenia grupy fosforanowej ze zwiazku 1,3-bifosfoglicerynian co tworzy 3-fosforoglicerynian i czasteczka ATP, katalizowana przez kinaze fosfoglicerynianowej
8. 3-fosforoglicerynian zostaje przekszalcony na 2-fosforoglicerynian , pozycja grupy fosforanowej przeskakuje z 3 na 2, katalizowany przez enzym fosfogliceromutaze, ktory jest zaliczany do klasy izomeraz, obejmujaca m.in podklase wewnątrzczasteczkowa transferaza
9. 2-fosforoglicerynian zamienia sie w fosfoenolopirogronian, katalizowany przez enolazę, zostaje w tej reakcji odszczepiona czasteczka wody od zwiazku 2-fosforoglicerynian i przylaczona do fosfoenolopirogronianu, enzym zaliczany jest do klasy liazy
*10. fosfoenolopirogronian zostaje przeksztalcony w pirogronian,j est to reakcja nieodwracalna, stanowi punkt kontrolny procesu glikolizy, katalizowana przez kinaze pirogronianową zaliczana do transferanz, powstaje kolejna czasteczka ATP
*- <reakcje kontrolne
Funkcje szlaku glikolitycznego
-wytwarzanie ATP kosztem degradacji glukozwy
-dostaczenie prekursorow(substratow) do innych szlakow metabolicznych - np dihydroksyaceton
ATP na 1 czasteczke glukozy reakcja
-1 r. 1
-1 r. 3
+2 r. 7
+2 r. 10
netto +2
Intermediaty glikolizy - prekursory innych czasteczek
glokozo-6-fosforan - nukleotydy
fruktozo-6-fosforan - aminocukry, glikolipidy, glikoproteiny
fosfodihydroksyaceton - lipidy
3-fosfoglicerynian - seryna
fosfoenolopirogronian - aminokwasy, pirymidyny
pirograonian - alanina
PUNKTY KONTROLNE GLIKOLIZY
-nieodwracalna reakcja fosforylacji glukozy, katalizowana przez heksokinaze
-nieodwracalna reakcja przeksztalcenia fruktozo-6-fosforanu do fruktozo 1,6-bifosforanu, katalizowana przez fosfofruktokinaze - najwazniejszy punkt kontrolny
-nieodwracalna reakcja przeksztalcenia fosfoenolopirogronianu do pirogronianu, katalizowana przez kinaze pirogronianowa
Przemiany pirogronianu
glikoliza
2czasteczki pirogronianu
1.tlenowa 2.beztlenowa 3.beztlenowa
cykl krebsa mleczan alkohol etylowy
2. beztlenowa: z pirogronianu po dehydrogenazie mleczanowej powstaje kwas mlekowy - mleczan
3. pirogronian ulega dekarboksylacji katalizowane przez dekarboksylaze , powstaje aldehyd octowy nastepnie aldehyd ten przy udziale dehydrogenazy alkoholowej przeksztalca sie do alkoholu etylowego rownoczesnie w tej reakcji NADH+H+ zotaje przeksztalcony w NAD+ (regeneracja zredukowanego NADH)
1. cykl krebsa (kwasu cytrynowego) zachodzi w mitochondriach(prokarioty) i cytozolu(eukarioty)
CYKL KREBSA
oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu
pirogronian + CoA + NAD+ -> kompleks dehydrogenazy pirogronianowej -> acetylo-CoA** + CO2 + NADH
** acetylokoenzymA
reakcja laczaca proces glikolizy i cykl krebsa
SUMARYCZNE RONANIE CYKLU KREBSA
Acetylo CoA + 3NAD+ + FAD + GDP +Pi + 2H2O powstaje:
2CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP* + 2H+ + CoA
*GTP powstaje w komorkach zwierzecych zazwyczaj - zwiazek wysokoenergetyczny
Na cykl krebsa sklada sie 8 reackji:
1. acetylo-CoA ulega nieodwracalnej kondensacji ze szczawiooctanem katalizowana przez syntaze cytrynianowa z czego powstaje cytrynylo-CoA po czym powstaje nam cytrynian
2. cytrynian ulega przeksztalceniu do izocytrynianu, katalizowana przez enzym akonitaza, reakcja ta nazywana jest jako stereospecyficzna reakcja izomeryzacji
cytrynian -> akonitaza-> cisakonitan - izocytrynian
3. bardzo wazna reakcjai, izocytrynian zostaje utleniony do alfa-ketoglutaranu, katalizowana przez dehydrogenaze izocytrynnianowa, powstaje produkt posredni szczawiobursztynian, od ktorego odlacza sie czasteczka CO2
reakcja oksydacyjna dekarboksylacji
4. rowniez eakcja oksydacyjnej dekarboksylacji, alfa-ketoglutaran -> kompleks dehydrogenazy -> bursztynylo-CoA
5. bursztynylo-CoA -> syntetaza bursztynylo-CoA -> bursztynian - jedyna reakcja cyklu krebsa gdzie powstaje wysokoenergetyczny zwiazek (GTP,ATP)
6. bursztynian -> fumaran, enzyn katalizujacy te reakcje to dehydrogenaza bursztynianowa, wymaga kofaktora FAD (nie NAD tak jak w innych reakcjach) ktory ulega redukcji do FADH2
7. fumaran zostaje przeksztalcony w jabłczan, katalizowany przez fumaraze - zaliczana do liaz, rozszczepiajacych wiazania
8.jabłczan -> szczawiooctan potrzeba kofaktora NAD ulegajacego redukcji, katalizowany poprzez dehydrogenaze jabłczanowa
poprzez utworzenie szczwiooctanu zostaje ukonczony jeden obrot cyklu krebsa
CYKL KREBSA punkty kontrolne:
-synteza cytrynianu ze szczawiooctanu i cetylo-CoA, reakcja katalizowaa przez syntaze cytrynianowa
-reakcja tworzenie alfa-ketoglutaranu z izocytrynianu, katalizowana przez dehydrogenaze izocytrynianowa
-reakcja powstania bursztynylo-CoA, katalizowana przez dehydrogenaze alfa-ketoglutaranowa
FUNKCJE CYKLU KREBSA
-utlenienie pirogronian z jednoczesnym uzyskiwaniem energii
-intermediaty cyklu dostraczaja czasteczek do wielu procesow anabolicznych
Intermediaty cyklu krebsa - prekursory bioczasteczek
cytrynian -> kwasy tluszczone, cholesterol
alfa-ketoglutaran -> glutaminian i inne aminokwasy i puryny
bursztynylo-CoA -> hem, chlorofil
szczawiooctan -> asparaginian, inne aminokwasy, puryny, pirymidyny
ŁAŃCUCH ODDECHOWY:
układ oksydacyjno-redukcyjny umiejscowiony w wewnetrznej blonie mitochondrialnej biorace udzial w transporcie elektronow na tlen czasteczkowy sprzezony z procesem fosforylacjii oksydacyjnen (synteza ATP)
Glikoliza - cytozol
glukoza + 2NADH+ + 2ADP + 2Pi
powstaja: 2 czasteczki pirogronianu + 2 NADH + 2 ATP + 2 H+ +2H2O
oksydacyjne dekarboksylcja pirogronianu - mitochondria
pirogronian + NAD+ + CoA -> acetylo-CoA + NADH+CO2
cykl krebsa - mitochondria
acetylo-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi+ 2H2O -> 2CO2 + 3NADH + FADH+ + GTP + 2H+ + CoA
MITOCHONDRIUM:
wewnetrzna blona mitochondrialna - fosforylacja oksydacyjne
kompleks syntazy ATP
przestrzen wewnetrzna - matriks - oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu, cykl krebsa
zewnetrzna blona mitochondrialna
Lancuch oddechowy:
kompleksy enzymatyczna przenosniki elektronow
OKSYDOREDUKTAZA NADH-CoQ FMN
Fe-S (centra żelazo-siarkowe)
FADH2
CoQ <- REDUKTAZA BURSZTYNIAN-CoA
OKSYDOREDUKTAZA CoQ-CYT.c Fe-S
cytochrom b, cytochrom c1
Cyt.c
OKSYDAZA CYTOCHROMOWA cytochrom a, a3, 2at. Cu
O2
Mechanizm fosforylacji oksydacyjnej - chemiosmotyczna teoria mitchella
3pompy protonowe = 3kompleksy enzymatyczne
wydajnosc energetyczna 1 obrotu cyklukrebsa
REAKCJA LICZBA CZASTECZEK ATP
GDP + P1 -> GTP 1
fosforylacja substratowa
UTLENIENIE 3CZ.NADH 7,5
UTLENIENIE 1 CZ.FADH2 1,5
fosforylacja oksydacyjna
RAZEM 10
czołenko błonowe = GLICEROLOFOSFORANOWE
GLIKOLIZA
REAKCJA LICZBA CZASTECZEK
2ADP + 2 i -> 2ATP 2
fosforylacja substratowa
ULENIENIE 2CZ.NADH 3
czolenko gliccero-P
fosforylacja oksydacyjna
RAZEM 5
BILANS UTLENIENIA 1CZ.GLUKOZY
ATP ZUZYTY ETAPY POWSTAWANIE ATP
FOSFORYLACJA SUBSTRATOWA FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA
2ATP GLIKOLIZA 2ATP 3ATP
NETTO: 5ATP
OKSYDACYJNA
DEKARBOKSYLACJA --- 5ATP
PIROGRONIANU
NETTO: 5ATP
CYKL KREBSA 2GTP 18ATP
NETTO: 20ATP
SUMA: 30ATP
6.05.10
Proces transkrypcji i translacji, determinujace przeplyw informacji genetycznej
DNA - informacja w sekwencji zasad czast DNA jest przekazywana z pokolenia na pokolenie na poziomie komorki jak i na poziomie calego organizmu, rownoczesnie ta informacja jest pozniej przekazywana na mRNA w procesie transpkrypcji, a nastepnie jest wykorzystywana do syntezy bialka czyli procesu okreslanego jako translacja
DNA ->mRNA ->białko
replikacja ->transkrypcja ->translacja (synteza białka) -> białko enzymatyczne katalizujace procesy metaboliczne
S->P - reakcja enzymatyczna
sam proces replikacji jest procesem wieloenzymatycznym ktory zapewnia wierne powielenia czasteczki DNA zanim nastapi podzial komorki, ma miejsce w fazie S cyklu komorkowego
cykl komorkowy w ogolnym zarysie przebiega podobnie w komorkach eukarioty i prokarioty sklada sie z dwoch faz: S i fazy M czyli podzialu komorki, a te fazy przedzielone sa dwiema fazami G1 i G2
S - synteza DNA
M - podzial komorki
G1
G2
u bakterii najszybszy jest cykl trwa ok 20 minut, a u eukariot czas cyklu jest zroznicowany np .w jelicie 12h, a w watrobie cykl ten trwa 1rok
Replikacja DNA czyli synteza jest to proces semikonserwatywny, oznacza to ze aby nastapilo powielenie czasteczki DNA zawsze nastepuje na okreslonej nici rodzicielskiej, DNA musi ulec rozpleceniu i wtedy te nici stanowia matryce dla syntezy na nici rodzcielskiej
Fazy replkacji DNA:
-inicjacji rozpoczecie procesu syntezy dna
elongacji wysluzanie lancucha polinukleotydowego, przylaczanie kolejnych nukleotydow, fosfodiestrowe polaczenia
terminacja - zakonczenie procesu replikacja
proces replikacji rozpoczyna sie w scisle okreslonym miejscu genomu, rejon tzw, miejsce ori czyli dlugosc 245 par, charakteryzuje sie obecnoscia adeniny i tyminy, ze wzgledu na podwojne wiazanie AiT, (poniewaz w GiC sa potrojne wiazania)
w komorkach prokariotycznych gdzie genom to kulisty chromosom miejsce ori jest zgrubione, a nastepnie tworza sie widelki replikacyjne rozchodzace sie na lewo i prawo
REPLIKON - obszar ktory obejmuje miejce ori z przylegajacymi sekwencjami
w komorkach eukariotycznych w ktorych czasteczka chromosomowa jest liniona, jest wiele miejsc ori, w k. euk. sama synteza zachodzi wolniej, ale dzieki temu ze tych miejsc ori jest wiecej, w tym miejscu tworzy sie oczko replikacyjne, gdzie po obu stronach tego oczka tworza sie widelki replikacyjne, rozchodzace sie w przeciwnych kierunkach
Rozpoczecie replikacji wiaze sie z rozplataniem, rozdzieleniem podwojnej nici dna na pojedyncze nici, odseparowane, w rozplatywaniu nici bierze udzial enzym helikaza aby stabilizowac odseparowane nici dziala wtedy bialko SSB, pojedyncze nici beda stanowic matryce do dalszej replikacji, polimerazy beda dolaczac nukleotydy i beda brac udzial w syntezie nici potomnej, jednakze zanim to nastapi musza powstac startery czyli krotnie odcznki RNA majace komplementarne ulozenie do nici matrycy syntezy DNA
INICJACJA:
-zachodzi w scisle okreslonych miejscach (ori)
- przylaczenie starterow do odpowiednich sekwencji inicjatorowych-
- rozplecenie podwojnej nici DNA i powstanie widelek replikacyjnych (enzym hemikaza)
- białka SSB stabilizuja rejony jednoniciowe
- synteza starterowych odcinkow RNA(
ELONGACJA
prymaza -> starter -> przylaczenie nukleotydow do konca 3' starerowego RNA
substraty do wbudowywania pojedynczych nukleotydow -monofosforanow - dATP, dGTP, dCTP , dTTP (d-deoksy)
Polimeraza DNA
synteza nowego lancucha DNA -> startery - synteza fragmentow -> okazała polimeraza DNA alfa
nic wiodaca - to nic na ktorej synteza przebiega w sposob ciagly, nic syntetyzowana na matrycy z orientacja 5'-3'
nic opozniona - o orientacji 3'-5', jest syntetyzowana w postaci fragmentow Okazaki
ELONGACJA:
-synteza nowych potomnych lancuchow DNA (polimerazy DNA)
- synteza kazej nici zachodzi zawsze w kierunku 5'-3'
- ciagla synteza - nici wiodacej, nic opozniona syntetyzowana jest w formie fragmentow (frag. Okazaki)
- wyciecie starterowych odcinkow RNA (rybonukleazy)
- laczenie frag Okazaki (ligazy)
POLIMERAZA DNA FUNKCJA
BAKTERYJNA
polimeraza DNA I replikacja i naprawa DNA
polimeraza DNA II naprawa DNA
EUKARIOTYCZNE
alfa.......................................................................................................synteza nici opoznionej
beta......................................................................................................glowny enzym naprawczy
gamma..................................................................................................replikacja mitochondrialnego DNA
delta......................................................................................................synteza nici wiodacej
epsylion.................................................................................................naprawa DNA
TERMINACJA - zakonczenie
w komrkach prokariotycznych istnieje specjalny mechanizm zatrzymujacy - na przeciwko miejsca ori znajduje sie miejsce terminacji (bialko terminacyjne)
natomiast w komorkach eukariotycznych zatrzymanie tego procesu nastepuje w sposob
ENZYMY UCZESTNICZACE W REPLIKACJI
enzym funkcje
helikaza DNA rozwiniecie lancucha DNA
prymaza DNA (polimeraza RNA) syneza startrowych RNA
polimerazy DNA synteza nowych nici DNA (5'-3')
naprawa DNA (3'-5'(aktywnosc nukleazowa), 5'-3')
rybonukleaza usuniecie starterowego RNA
ligaza DNA laczenie frag Okazaki
KOMORKI EUKARIOTYCZNE KOMORKI PROKARIOTYCZNE
- wiele replikonow w kazdych chromosomie 1 replikon obejmujacy caly chromosom
- 2 odrebne polimerazy katalizuja synteze noco wiodacej i opoznionej pojedyncza polimeraza katalizujaca nici wiodace jak i opozniona
- wiedelki replikacjne przesuwaja sie okolo 10xwolniej widelki replikacyjne przesuwaja sie 10xszybciej
- zakonczenie replikacji poprzez zekniecie sie widelek replikacyjnych miejsce zakonczenia replikacji zdefiniowane przez specyficzne sekwecje w ktorych widelki replikacyjne ulegaja zatrzymaniu
- replikacja genomu szybsza niz w komorkach prokariotycznych replkacja genomu wolniejsza niz w komorkach eukritycznych
ETaPY 1 cyklu reakcji
1) termiczna denaturacja DNA ok. 95stopni
2)przylaczenie starterow do nici matrycowych (40-60stopni)
3) polimeryzacja DNA (elongacja)w temp. 72st.
13.05.10
TRANSKRYPCJA
proces przepisywania informacji genetycznej zapisanej w sekwencji nukleotydow wchodzacych w sklad dna na sekwencje nukleotydow budujacych czasteczke rna
Proces ten objemuje synteze wszystkich rodzajow RNA,
transkrypcja z DNA na RNA a po transkrypcji natepuje translacja przenoszaca inforamacje na bialka
Proces transkrypcji pod wieloma wzgledami przypomina proces replikacji DNA
- przebiega w kierunku 5'-3'
-3 etapy (inicjacja, elongacja, terminacja) ale polimeraza RNA nie wymaga startera i nie ma aktywnosci nukleazoej
- mechanizm elongacji podobny
-energia wiazan trifosforanow rybonukleozydow (ATP,GTP,CTP,UTP) wykorzystywana do wiazania nukleotydow
Z chemicznego punktu widzenia wszystkie rodzaje RNA sa syntetyzowane w indentyczny sposob.
Roznice dotycza:
-enzymow odpowiedzialnych za ich powstawanie
-mechanizmow odpowiedzialnych za regulacje ich syntezy
-potranskrypcynej obrobki (dojrzewani)
Podstawa procsu transkrypcji jest regula komplementarnosci czyli parowania zasad
Nić antysensowna = matryca wykorzystywana do syntezy RNA, 3'-5', synteza RNA, przz tą nic syntetyzowane RNA utworzy hybrydowa helisę
Nić sensowna = 5'-3', transkrypcja RNA
Transkrypcja komorek prokariotycznych
polimeraza RNA odnajduje PROMOTORA czyli odcinek na DNA ktore informuje od ktorego miejsca bedzie sie rozpoczynal proces transkrypcji, najczesciej tym miejscejest kaseta Pribnowa -jest to zestaw 6 nukleotydow ktore
ATACG
TATGC
sygnał STOP mowi o końcu transkrypcji ktory jest odpowiednia sekwencja nukleotydow, w tym sygnale najczesciej sa to nukleotydy bogate w guanine i cytozyne GC a nastepnie pojawiaja sie adenina i tymina AT, powstaje nam produkt RNA ktore okreslane jest jako pierwotne RNA, czli preRNA.
RNA po przepisaniu
ATACG - nić sensowna
TATGC - matryca DNA
AUACG - produkt transkrypcji, pierwotne RNA
TRANSKRYPCJA w komorkach eukariotycznych
czynniki transkrypcyjne
promotor ->nić sensowna
ATACG
TATGC
-> matryca = nic niesensowna
produkt transkrypchii
RNA AUACG ....... AAUAAA
AUUAAA zatrzymanie transkrypcji
zatrzymanie powoduje syntetyzowane RNA
3polimerazy RNA - I,II,III
I) bierze udzial w syntezie rybosomalnego RNA
II) synteza mRNA
III) synteza tRNA
Polimerazy RNA
-komorki prokariotyczne dysponuja jednym typem polimerazy RNA
-komorki ukariotyczne
Polimeraza RNA I odpowiedzialna za synteze rRNA
polmeraza RNA II odpowiedzialna za synteze mRNA
polimeraza RNA III odpowiedzialna za synteze tRNA
Produkty transkrypcji (pre-RNA) prowadzone przez wszystkie 3 eukariotyczne polimerazy RNA podlegaja reakcjom dojrzewania
dojrzewanie pre-mRNA
końce 5' i 3' ulegaja modyfikacjom
5' 3'
G-PPP AAAAA
-> sekwencja kodujaca ->
CH3 białko sekwencja niekodujaca
Kap5' (czapeczka5')
Proces SPLICINGu czyli skladanie genu
intron - niekodujace
egzon - kodujace odcinki DNA
transkrybowane egzony i introny
odcinki niekodujace w czasie dojrzewania zostaja odcinane przez enzymy proteinowo-rybonukleinowe, egzony wtedy zostaja polaczone i powstaje dojrzaly mRNA, ktory jest znacznie krotszy od pre-RNA i DNA (mRNA koduje jeden rodzaj bialka w eukariotach)
Dojrzewanie pre-mRNA
- do konca 5' pre-RNA przylaczana jest struktura kap
- do konca 3' pre-rna przylaczane sa nukleotydy adeninowe okreslane jako Poli A
- proces splicingu skladanie genu
POWSTALY mRNA JEST TRANSPORTOWANY Z JADRA DO CYTOPLAZMY GDZIE ULEGA TRANSLACJI DO BIALKA
pIERWOTNY TRANSKRYPT PRE-MRNA K.PROKARIOTYCZNEJ
jest gotowy do nasepnego etapu jakim jest translacja
5' (nukleotydy od ktorych rozpoczynala sie i konczyla transkrypcja) 3'
sekwencje kodujace, sekwencje niekodujace
bialka
komorki eukariotyczne komorki prokariotyczne
zachodzi w jadrze komorkowym zachodzi w obrebie nukleoidu
polimeraza RNA - I II III jedne typ polimerazy RNA
polimeraza rna wspoldzialaja z czynnikami transkrypcyjnymi (bialka) polimeraza rna nie wymaga dodatkowych bialek
koniec transkrypcji w miejscach przypadkowych koniec transkrypcji po osiagnieciu przez kompleks transkrypcyjny polimeraza rna
sekwencje AAUAAA lub AUUAAA w rna wyznaczaja koniec matrycowe dna i powstajacy rna - sygnal terminacji STOP
transkrypcji
pre-mRNA, tRNA, rRNA -> dojrzewanie pre-rrna,trna ->dojrzewanie
m-rna ->translacja mra (nie podlega procesom dojrzewania) -> translacja
PRZYKLAD: komplementarnosc
5' CCGTTAGC - 3' od 5'-3'
a przepisujemy od 3'-5'
5 'GCTAAGCG 3'
KOD GENETYCZNY
podstawowa jednostka kodu genetycznego jest kodon czyli triplet ktory jest trojkowy - oznacza to ze trzy kolejne nukleotydy w mRNA okreslaja nam na dany aminokwas czyli np ACC(aminokwas)GGU
zestaw trzech kolejnych nukleotydow w mrna okresla pozycje danego aminokwasu w lancuchu polipeptydowym
kod genetyczny - uklad kodonow czyli trzech kolejnych nukleotydow (tripletow) mRNA ktore wyznaczaja nam pozycje aminokwasow w polipeptydowym lancuchu bialek
tylko 2 aminokwasy sa kodowane przez jeden kodon!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! a mianowicie metiolina ktora jest kodowana przez AUG-to jest odczywywanie kodonu w procesie translacji ktry jako pierwszy jest tlumaczony w syntezie biale, inicjuje on synteze bialka, drugim aminokwasem jest tryptofag ktory kodowany jest przez jeden triplet
jest okreslany jako zdegenerowany, kod genetyczny jest jednoznaczny co oonzacza ze jeden kodon koduje nam scisle okreslony aminokwas
20.05 17 czerwiec egzamin, 10 zerowka
kod jest jednoznaczny
kod genetyzny jest niezachodzacy
kodony synonimowe - trojki kodonow kodujace te same aminokwasy
leucyna - CUU, CUC, CUA, CUG - przyklad kodonow synonimowych
Cechy kodu genetycznego:
- trojkowy - 3 nukleotydy koduja 1 aminokwas
- jednosznaczny - 1 kodon koduje zawsze 1 aminokwas
- zdegenerowany - miejsce 1 aminokwasy moze byc wyznaczone przez > niz 1 kodon
- wspolliniowy - kolejnosc kodonow w mRNA odpowiada kolejnosci wbudowanych aminokwasow
- niezachodzacy - kolejne triplety polozone obok nie zachodza na siebie
- bezprzecinkowy - bezprzystankowy, odczytywany w sposob ciagly
- prawie uniwersalny
ODSTEPSTWA OD UNIWERSALNOSCI KODU GENETYCZNEGO
KODON KOD UNIWERSALNY ALTERNATYWNE WYSTEPOWANIE
AGA Arg Stop, Ser niektore zweirzece mitochondria
AUU Ile Start niektore prokarioty
UGA Stop Trp mitochondria czlowieka
TRANSLACJA - synteza bialka
proces polegajacy na przetlumaczeniu informacji zapisanej w mRNA w formie sekwencji nukleotydowej na sekwencje aminokwasowa bialek
w ogolnym zakresie zachodzi w ten sam sposob we wszystkich organizmach co swiadczy ze proces ten pojawil sie na bardzo wczesnych etapach ewolucji
tRNA sa czasteczkami oddzialujacymi ze swoitymi kodobami i dostarczaja aminokwasy w celu ich wlaczenia do lancucha polipeptydowego
amiloacyno-tRNA to miejsce przylaczenia sie aminokwasu na 3'
Budowa ryosomu
podjednostka wieksza 60S (50S)
podjednostka mniejsza 40S(30S)
miejsce wiazania mRNA
A-dla aminoacylo-tRNA
P-dla peptydylo-tRNA
E-wyjśćie (eit)
Etapy translacji:
etap 1 - aktywacja aminokwasu
-utworzenie aminoacylo-tRNA
etap 2 - synteza lancucha polipeptydowego na rybosomie
-inicjacja
-elongacja
-terminacja
sumaryczna reakcja etapu 1
A+ATP+tRNA ->synteza aminoacylo-tRNA -> A-tRNA+AMP+PPi
A-tRNA - aminoacylo-tRNA
3 czynniki inicjujace - IF1, IF2, IF3 w prokariotach
mRNA komorek prkariotycznych
sekwencja Shine-Dalgarno (bogata w puryny)
miejsce wazania rybosomu AUG
bogate w puryny sa to sekwencje start
transformowy tRNAi inicjatorowy - przenosi 1 aminokwas - formylometionyla
ELONGACJA
czynniki elongacyjne dostraczaja aminoacylo-tRNA do rybosomow
-wiazanie aminoacylo-tRNA w rybosomie (miejsce A)
-tworzenie wiazania peptydowego katalizowane przez peptydylotransferaze
-translokacja dipeptydylo-tRNA na rybosomie z miejsca A do miejsca P rybosomu
czynniki elongacji-translokacyjne wykorzystuja energie pochodzaca z hydrolizy GTP do translokacji dipeptydylo-tRNA z miejsca A -> P
terminacja - kodony stop rozpoznawane sa bialkowe czynniki terminacji czyniki uwalniajace RF
-kodujacy stop UAA,UAG lub UGA
CZYNNIKI TERMINACJI
koncza synteze bialka odczytujaca kodony stop
KOMORKI RODZAJ CZYNNIKA FUNKCJE
PROKARIOTYCZNE RF-1 ROZPOZNANIE UAA I UAG
RF-2 ROZPOZNAJE UGA
RF-3 STYMULUJE DZIALANIE RF-1 I RF-2 ORAZ WIAZE GTP
EUKARIOTYCZNE eRF WSZYSTKIE FUNKCJE JAKIE SPELNIAJA CZYNNIKI TEMINACJI KOMOREK PROKARIOTYCZNYCH
makroczasteczki uczestnicze w translacji
RODZAJ MAKROCZASTECZKI FUNKCJE
SYNTEZA AMINOACYLO-tRNA warunkuje przebieg 1 etapu translacji zwiazanego z aktywnoscia aminokwasu
AMINOACYLO-tRNA aktywny aminokwas - bierze udzial w syntezie polipeptydu
BIALKA RYBOSOMOWE udzial w wiazaniu mRNA i wiazaniu tRNA
rRNA wchodza w interakcje z mRNA i oddzialywuja z aminoacylo-tRNA i peptydylo-tRNA
mRNA trojki rybokukleotydow kodony sygnalizuja gdzie rozpoczac i gdzie zakonczyc synteze bialka
tRNA rozpoznaje aminokwas i odpowiadajacy mu kodon na mRNA oraz przenosza zwiazany enzymatycznie odpowiedni aminokwas do lancucha polipeptydowego tworzacego sie na rybosomie
CZYNNIKI INICJACJI (IF) biora dzial w tworzeniu kompleksu inicjujacego translacje
CZYNNIKI ELONGACJI (EF) KATALIZUJA FAZE ELONGACJI - TRANSLOKACJE
CZYNNIKI TERMINACJI (RF) rozpoznanie kodonu STOP
PEPTYDYLOTRANSFERAZA katalizuja tworzenie wiazan peptydowych pomiedzy aminokwasami znajdujacymi sie w lancuchu
KOMORKI EUKARIOTYCZNE KOMORKI PROKARIOTYCZNE
- rybosom 80S (60 i 40S) - rybosom 70S (50 i 30)
- czynniki inicjujace ID ~20 - czynniki inicjujace IF 3
- brak sekwencji Shine-Dalgarno, inicjacja translacji rozpoczyna sie od - kompleks inicjujacy skladany bezposrednio przed kodonem inicjujacym S-Dlgarno
przylaczenia kompleksu do konca 5' mRNA
- 1 miejsce inicjacji syntezy bialka - wiele miejsc inicjacji syntezy bialka
- sygnal startu-wylacznie kodonu AUG - sygnalem startu moga byc 3kodony - AUG,GUG i UUG
- inicjatorowy tRNA przenosi metionine - iniocjatorowy tRNA przenosi N-formylometionine
- 1 czynnik uwalniajacy (eRF) - 3 czyniki uwalaniajace RF1, RF2 i RF3
mechanizmy obrobki potranslacyjnej
1. faldowanie sie bialka
2. proteolityczne rozszczepienie bialka
-usuwanie krotkich fragm polipetydowych z konca N lub C
- ciecie poliprotein
3. modyfikacje chemiczne (acylacja, glikolizacja)
4. wycinanie intein
27.05.10
spontanicznemu falkdowaniu moze podlegac rybonukleaza ktora sklada sie ze 124 aminokwasow
melityna
hormony peptydowe podlegaja procesowi gdzie sa syntetyzowane w postaci poliprotein i rozcinane po czym staja sie aktywnymi bialkami
3. w modyfikacjach chemicznych najprostrza jest przylaczanie okreslnaych grup chemicznych ktore dopiero okreslaja charakter bialek, po czym moga one wykazywac wlasciwosci unikatowych
4. inteina krotki fragment bialke wewnatrz lancucha polipeptydowego ,przypomina wycinanie intronow podczas transkrypcji
SYGNALIZACJA KOMORKOWA
dzieki temu komorki komunkuja sie ze soba wysylajac lub odbierajac sygnaly dowodzace odpowiednimi funkcjami komorek, sa to substancje chemiczne - czasteczki sygnalowe. odbior takich czasteczek i informacji niesianych przez nie odbywa sie poprzez specyficzne receptory dla danej czasteczki sygnalowej
formy ygnalizacji komorkowej - w zaleznosci od odleglosci na jaka dziala taka czasteczka sygnalowa - istnieja odmienne typy sygnalizacji komorkowej
-autokrynna
-parakrynna
-endokrynna
-nerwowa = neuronalna
sygnalizacja autokrynna:
komorka reaguje na czasteczke sygnalowa ktora wytwarza dane czasdteczki sygnalowe. docelowe wystepuja na tej samej komorce, przykladem takiej czasteczki sygnalowej jest NO. czasteczki sygnalowe nie sa przenoszone z komorki na komorke ale dane czasteczki sygnalowe sa przekazywane.
reakcja zwrotna to odpowiedz na czasteczki sygnalowe. NO jest wytwarzane endogennie z argininy. tlenek azotu jest odpowiedzialny za regulacje cisnienia tetniczego bowiem bierze udzial w mechanizmach rozluznienia miesni gladkich wyscielajacych naczynia i miesnie gladkie. jest bardzo reaktywna czasteczka. mimo swoich pozytywnyc funkcji to nadmiar lub niekontrolowane dzialanie czasteczki moze miec powazne nastepstwa, poniewaz wyklazuje powinowactwo do wielu bialek, w ktorych grupa prostetyczna jest grupa hemowa np. cytochromy - moze powodowac uszkodzenie wielu struktur komorkowych.
sygnalizacja parakrynna:
czasteczki sygnalowe przemieszczaja sie na krotkich dystansach - dzialaja na komorki w bliskim otoczeniu. takie czasdteczki sygn nigdy nie sa przenoszone przez krew. okreslane sa jako lokalne mediatory, np. histamina ktora jest amia biogenna, wytwarzana z kwasow tluszczowych nienasyconych czyli kwasu arachidynowego, kwas ktory zawiera 4 wiazania podwojne, i w wyniku dekarboksylacji powstaje nam amina biogenna. histamina jest uwazana za mediator stanow zapalnych.
sygnalizacja endokrynna:
czateczka sygn dziala na komorki docelowe umieszczone daleko od syntetyzujacych te czasteczki komorek organu endykrynnego.
zwierzeta - krew
rosliny - wiazki przeowdzace
tylko w komorce gdzie wystepuja receptory bedzie odpowiedio reagowac na czasteczki sygnalowe - sa to hormony
sygnalizacja neuronowa:
sygnalizacja bardzo szybka, na dalekie odleglosci, przez neuron, produkt uwalniany do krwi
klasyfikacja czasteczek sygnalowych:
1. lipofilowe
-o receptorach wewnatrzkomorkowych
hormony steroidowe -plciowe (estradiol, progesteron, testosteron), tyroksyna-stymuluje procesy metaboliczne
- o receptorach na pow. komorki (blonowe)
prostaglandyny
2. hydrofilowe
-o receptorach na pow. komorki (blone)
aminy biogenne (histamina)
hormony peptydowe ( insulina, glukagon)
receptory komorkowe
wyspecjalizowane struktury bialkowe zdolne do odbioru przeksztalcania i przekazania do roznych elementow efektorowych komorki informacji ze srodowiska zewnetrznego
odbior informacji niesionej przez czasteczki sygnalowe odbywa sie poprzez ich przylaczenie do swoistych receptorow
czasteczki laczace sie z receptorami LIGANDY
receptor -> domena akceptorowa (wiaze sie czasteczka sygnalowa) -> domena efektorowa (generuje sygnal)
podzial receptorow ze wzg na lokalizacj
1. receptory blonowe
- zwiazane zkanalami jonowymi = jonotropowe
- wspolpracujace z bialkami G (wiaza sie z nukleotydami GTP i GD - guanozynotrifosforanem lub di)= metabotropowe
- zwiazane z aktywnosci enzymatyczna = katalityczne
2. receptory wewnatrzkmorkowe
RECEPTORY JONOTROPWE - sa sprzezone z kanalami jonowymi, wystepujacymi w blonach - najprostrzy sposob modelu ukladu sygnalizacyjnego
receptory stanowia integralna czesc kanalu jonowego dla neuroprzekaznikow np. acetylocholiny-pobudza wydzielanie gruczolow trawiennych, zwalnia czynnosc serca, zmniejsza cisnienie krwi- glownie dla neuroprzekaznikow ten rodzaj receptorow
RECEPTORY METABOTROPOWE - wspolpracuja z bialkami G (wiaza GTP i GDP) i tak wlasnie dziala adrenalina i glukagon
dzialanie bialka G w stanie nieczynnym sklada sie z 3 podjednostek - alfa, beta i gamma
wtorne przekazniki - powstaja cyklaza adenylanowa
RECEPTOR KATALITYCZNY o wlasciwosci enzymatycznej
ligandami - czasteczkami sygnalowymi - to sa czynniki wzrostu, moze byc rowniez insulina - receptory insulinowe wystepuja we wszystkch komorkach ssakow, bardzo obficie w komorkach watroby
receptor insulinowy sklada sie z dwoch podjednostek alfa do ktorych przylaczana jest insulina - i z dwoch podjednostek beta ktore znajduja sie w cytozolu i to jest zw domena cytolozowa - maja one aktywnosc katalityczna, w przypadku tego receptora jest to aktywnosc kinazy tyrozynowej. przylaczenie insuliny stymuluje autofosforylacje podjedn beta, donorem fosforanow jest ATP
ufosforylowany receptor ->rozpznawany->bialka efektorowe->sygnal do wnetrza komorki
RECEPTORY WEWNATRZKOMORKOWE - receptory dla hormonow niskoczasteczkowych hydrofobowych ktore transportowane sa w polaczeniu z bialkami wiazacymi wystepujacymi w osoczu krwi, receptory hormownow steroidowych, glukoktykoidow (kortyzol), mineralokortykoidow(aldosteron-reguluje gospodarke mineralna i wodna)
odbior sygnalu przez komorke - receptory zwiazane z genomowymi efektami dzialania
1. zasteczka sygnalowa ->receptor->jadro kom->DNA->transkrypcja mRNA
2. czasteczka sygnalowa->wtorne przekazniki inf. DAG, cAMP, CA++ ->aktywuja procesy metaboliczne ->głownie poprzez<-stymulacja kaskady reakcji chemicznej
HORMONY ROSLINNE - uczestnicza w kntroli procesow fizjologicznych poprzez regulacje iosyntezy roznych enzymow
- auksyny - pochodne tryptofanu
- gibereliny - pochodne lipidow
- cytokininy - pochodne adeniny
hormony zwierzat bezkregowych - dzialaja glownie poprzez wplyw na biosynteze enzymow
- hormony linienia skorupiakow owdow - steroidy
- hormon juwenilny - pochodne nienasyconych kw. tluszcz. - fazy zwierzat
- hormony hamujace procesy linienia skorupiakow - polipeptydy
HORMON MIEJSCE POWSTANIA CHARAKTER CHEMICZNY DZIALANIE
ADRENALINA nadnercza pochodna aminokwasu tyrozyny metaboliczne-aktywuje rozpad glikogenu
KORTYZOL nadnercza steroid wplywa na bilans glukozy na metabolizm bialek
GLUKAGON trzustka polipeptyd stymuluje rozklad glikogenu hamuje synteze kw. tluszcz
INSULINA trzustka polipeptyd regulator metablizmy substratow energetycznych
TYROKSYNA tarczyca pochodna aminokwasu tyrozyny stymulacja metabolizmu
funkcja polimerazy DNA w procesie replikacji jest?
a)usuniecie starterowego rna
b)synteza nowych nici dna
c)rozwiniecie lancucha dna
d)polaczeni nowych syntetyzowanych nici dna
rodz.
kodony synonimowe to trojki nukleotydow
w czast laktozy wiazanie beta 1-4 glikozydowe laczy
2 czast gluk
charakterystka mechanizmy transportowe przez blone biologiczna
cykl krebsa
tylko war tlenowe, doplyw nadu i fadu
16