5. Kwas nukleinowy

Porównanie DNA i RNA

Elementy porównawcze	DNA	RNA
Podstawowa jednostka budulcowa	Nukleotyd	Nukleotyd
Rodzaj cukru	Deoksyryboza	Ryboza
Zasada azotowa	A – adenina i T – tymina G – guanina i C – cytozyna	A – adenina i U –uracyl G – guanina i C – cytozyna
Reszta kwasu nieorganicznego	Reszta kwasu fosforowego (V)	Reszta kwasu fosforowego (V)
Funkcje	Zawiera informacje genetyczną dotyczącą budowy białek	Uczestniczy w biosyntezie białek: - mRNA – przenosi informacje genetyczną z jądra do cytoplazmy; miejsce syntezy białek - tRNA – transportuje aminokwasy - rRNA – buduje aminokwasy

Budowa DNA

4. Białka – główny budulec organizmu

Funkcje:

- Białka strukturalne- utrzymanie kształtu komórki (np. tubulina, kolagen, elastyna, kreatyna)
- białka enzymatyczne – przyspieszanie przebiegu reakcji (pepsyna, trybsyna)
- Białka odpornościowe – obrona organizmu (przeciwciała)
- Białka zapasowe – rezerwa substancji odżywczych dla zarodka, materiał zapasowy
- transport substancji w otrębie organizmu (hemoglobina)
- transport substancji do wnętrza i na zewnątrz komórki (ATP-aza sodowo-potasowa)
- odpowiedzialne za ruch komórki ( aktyna, miozyna)
- magazynuje substancje, które są potem wykorzystane w trakcie deficytu (mioglobina)
- przekazują informacje pomiędzy komórkami i w jej otrębie (hormony białkowe np. insulina)

Aminokwasy – podstawowa jednostka budowy białek 

Aminokwasy możemy podzielić stosując różne kryteria:

a)      Charakter chemiczny:
- kwasowe (przewaga gr. karboksylowych)- kw. asparaginowy kw. glutaminowy
- zasadowe (przewaga gr. aminowych) – lizyna, arginina, histydyna
- obojętne (tyle samo grup)

b)      Budowa
- białka globularne- mają kształt kulisty, rozpuszczają się w wodzie, pełnią funkcje m.in. są enzymami, hormonami, uczestniczą e transporcie, materiał zapasowy. Wyróżniamy
   albuminy- składnik  osocza krwi
   globuliny – odporność organizmu i transport hormonów sterydowych
   histony – wraz z DNA tworzy chromatynę
- białka fibrylarne  - są włókniste, nie rozpuszczają się w wodzie (kreatyna, kolagen)

c)       Pochodzenie:
- egzogenne- te które nie jest w stanie wytworzyć sam organizmy
- endogenne – te które mogą zostać wytworzone przez organizm

d)      Skład:
- proste – tylko aminokwasy (aktyna, miozyna)
- złożone – prócz aminokwasów zawierają inne składniki np.

Rodzaj białek	Część nie białkowa	Przykłady białek i ich funkcje
Glikoproteiny	Cukier	Interferon – działanie przeciw wirusowe
Fosfoproteiny	Reszta fosforowa	Kazeina – wiązanie jonów wapnia
Lipoproteiny	Tłuszcze	LDL i HDL – transport cholesterolu
Metaloproteiny	Atomy metalu	Ferrytyna – magazynuje żelazo w wątrobie
Hemoproteiny	Barwniki	Hemoglobina – transportuję O2 i co2 we krwi
Nukleoproteiny	Kw. nukleinowy	Białka rybosomu – sunteza białek

Wiązanie peptydowe

 1 aminokwas - grupę karboksylową + 2 aminokwas – grupa aminowa

w zależności od liczby aminokwasów w łańcuchu wyróżnia się
- oligopeptydy – 2-10 aminokwasów ( wazopresyna, oksytocyna)
- polipeptydy – 11-100 aminokwasów (insulina)
- makropeptydy –białka - powyżej 100 (albumina)

Właściwości białek:
koloid – mieszanina której substancja (białko) jest rozpuszczone w drugiej (woda)
zol – wodny roztwór białka
Koagulacja białka –proces odwracalny; nie narusza struktury białka; powstaje po dodaniu do zolu soli lekkich np. NaCl. Z zolu powstaje żel
denaturacja białka - proces nieodwracalny; zmienia strukturę białka; dochodzi pod wpływem czynników fizycznych lub chemicznych

Struktura białek: 

Lipidy

1.    Lipidy (tłuszczowce)

2.    Stanowią grupę związków organicznych o bardzo zróżnicowanej budowie

3.    Ich cząsteczki są niepolarne, dlatego nie rozpuszczają się w wodzie będącej rozpuszczalnikiem polarnym.

4.    Gęstość mniejsza od gęstości  wody.

5.    Istnieje wiele kryteriów podziału tłuszczowców
 a) ze względu na konsystencje:
    - tłuszcze stałe ( masło, smalec)          - tł. Ciekłe (tran, olej)
b) w zależności od pochodzenia
    - roślinne (olej)                                      - zwierzęce (tran, smalec)
c) budowa cząsteczek

   - proste                                                   - złożone                                          - izoprenowe 

Proste	Złożone	Izoprenowe
Alkohol + wyższe kwasy tłuszczowe	Alkohol + wyższe związki tłuszczowe + inne związki chemiczne	Produkty polimeryzacji izoprenu
a)    TŁUSZCZE WŁŚCIWE (glicerol + kwasy tłuszczowe) ·  Alkohol- glicerol- ma 3 grupy hydroksylowe. ·  Kwas tłuszczowy- długie proste łańcuchy węglowodorowe o parzystej liczbie atomów C i mają 1 gr. Karboksylową – COOH - nasycone jeśli pomiędzy at. C    nie ma wiązań podwójnych - nienasycone – zawierają najmniej 1 takie wiązanie Długość l. wiązań podwójnych wpływa na właściwości Tł. Zwierzęce=stałe=nasycone Tł. Roślinne=płynne= nienasycone - bogaoenergetyczny materiał zapasowy - zapobiega termoizolacji -  zapobiega urazą mechanicznym b)   WOSKI - Zamiast glicerolu znajduję się alkohol zbudowany z długiego łańcucha węglowego (16-30at) zawierający tylko jedną grupę hydroksylową - pokrywa powierzchnię roślin (chroni przed nadmiernym parowaniem) - sierść i pióra zwierząt (nieprzemakalna warstwa) Przykłady: wosk pszczeli i Lanolina-wosk wełny owczej	a)     FOSFOLIPIDY (alkohol + kw. Tłuszczowe + reszta kw. Fosforowego) - składnik budulcowy błony komórkowej b)    GLIKOLIPIDY (alkohol + kw. Tłuszczowy + cukier) -składnik budulcowy błon biologicznej	Stanowią grupę związków zróżnicowanych pod względem: - struktury - pełnionych funkcji biologicznych a)    STEROIDY Związki o budowie pierścienia            Cholesterol - występuje u zwierząt - wchodzi w skład błony biologicznej i włókna nerwowe osłonek które mają wpływ na przebieg impulsów nerwowych. Jest substancją wyjściową do syntezy kwasów żółciowych- sad zółci wydzielony przez wątrobę do dwunastnicy ułatwiający trawienie tłuszczów - hormonów steroidowych wytwarzanych przez korę nadnerczy oraz wyspecjalizowane komórki jąder i jajników - witaminy D wpływającej na wchłanianie wapnia do kości b) KAROTENOIDY Żółte, pomarańczowe, i czerwone barwniki występujące w komórkach roślin, które nadają barwę wielu kwiatom i owocom oraz biorące udział w fotosyntezie . pomarańczowy- karoten

Węglowodany

Sacharydy- (cukry) są jedną z najliczniejszych i najbardziej zróżnicowanych grup związków organicznych występujących w organizmie

Stanowią 80 % suchej masy u roślin i 1% suchej masy i zwierząt

Potocznie nazywamy je węglowodanami, ponieważ w ich cząsteczce oprócz  węgla znajduję się wodór i tlen w stosunku 1:2 ( podobnie jak w cząsteczce wody)

Ze względu na ich budowę cząsteczkową wyróżniamy 3 grupy sacharydów

Klasyfikacja wybranych sacharydów
Monosacharydy Jednocukry, cukry proste	Oligosacharydy	Polisacharydy Wielocukry
3-7 at. Węgla w cząsteczce	2-5 cząsteczek cukrów prostych połączone wiązaniem O-glikozydowym Oznacza to że reszty cukrowe są połączone ze sobą mostkiem tlenowym	Związki zbudowane z dużej ilości cukrów prostych połączone wiązaniem O-glikozydowym
Monosacharydy są: - chemicznie obojętne - mają słodki smak - dobrze rozpuszczają się w wodzie - wykazują aktywność osmatyczną	Właściwości fizykochemiczne są podobne do właściwości monosacharydów	Polisacharydy w przeciwieństwie do mono- i polisacharydów nie są rozpuszczalne w wodzie
Każdy z cukrów prostych ma 1) kilka grup hydroksylowych –OH 2) i jedną grupę karbonylową:   - aldehydową (aldehyd) –COH  - ketonową (ketoz) – CO		Utworzone łańcuchy mogą być proste lub rozgałęzione
- W roztworze wodnym cząsteczki niektórych z nich tworzą pierścienie - Między grupą ketonową lub aldehydową a jedną z grup hydroksylowych tworzą się mostki tlenowe. - powstanie formy pierścieniowej jest reakcją odwracalną, jednak pierścienie pięcio- i sześciowęglowe są na tyle trwałe, że stanowią podstawową formę

 

		Przykłady
Monosacharydy	Trioza	Aldehyd glicerynowy	- nie występuje w stanie wolnym - w organizmie jest produktem pośrednim ważnych szlaków metabolicznych
		Dihydroksyaceton
	Pentozy	Ryboza	- składnik kwasu rybonukleinowego RNA - składnik niektórych witamin - Składnik związków bogatoenergetycznych   ATP
		Deoksyryboza	- składnik kwasu deoksyrybonukleinowego
	Heksozy	Glukoza	- w stanie wolnym jako miód oraz soki owoców i warzyw - w odróżnieniu od innych cukrów jest wykorzystywany bezpośrednio przez organizm jako substrat w procesie oddychania komórkowego - łatwo przenika przez błonę komórkową, dlatego stanowi postać transportową - wchodzi w skład oligo- i polisacharydów
		Fruktoza	- jest składnikiem miodu i soków owocowych - najsłodszy z naturalnie występujących cukrów - To koło glukozy najważniejsza heksoza w organizmie - stanowi składnik oligo- i polisacharydów
		Galaktoza	- najczęściej występuję w oligosacharydach jest też składnikiem polisacharydów
Oligosacharydy	Disacharydy	Sacharoza glukoza + fruktoza	- występuję w korzeniu buraka cukrowego i łodygach trzciny cukrowej - Główna funkcja transportową u roślin i pełni także funkcje zapasową
		Laktoza Glukoza + galaktoza	- składnik mleka ssaków - pełni funkcje odżywczą
		Maltoza Glukoza + fruktoza	- powstaje jako produkt trawienia skrobi i glikogenu - występuję w nektarze i pyłku roślin wabi zwierzęta - pełni funkcje ochronną
Polisacharydy	Zapasowe	Skrobia	-Występuję m.in. w bulwach ziemniaków i nasionach zbóż - jest głównym materiałem zapasowym u roślin
		Glikogen	- występuję w komórkach grzybów oraz bakterii, zwierzą w komórkach wątroby i mięśniach szkieletowych - jest głównym materiałem zapasowym u zwierząt i grzybów
	Budulcowe	Celuloza	- jest głównym składnikiem ścian komórkowych roślin i protistów grzybopodobnych - pełni funkcje budulcową
		Chityna	- Jest głównym składnikiem ścian komórkowych grzybów i oskórka stawonogów - pełni funkcje budulcową