Transcript Biohemija uvod
BIOHEMIJA HEMIJA ŽIVOTA
BIOHEMIJA • BIOHEMIJA KAO DISCIPLINA I INTERDISCIPLINARNA NAUKA • ORGANSKA HEMIJA • BIOFIZIKA • MEDICINA • ISHRANA • MIKROBIOLOGIJA • FIZIOLOGIJA • ĆELIJSKA BIOLOGIJA • GENETIKA
GDE JE SVE POTREBNA BIOHEMIJA • POLJOPRIVREDA • MEDICINA • ISHRANA • KLINIČKA HEMIJA • FARMAKOLOGIJA • TOKSIKOLOGIJA
BIOHEMIJA • PROUČAVA PROCESE U ŽIVIM SISTEMIMA • HEMIJSKE REAKCIJE IZMEĐU BIOMOLEKULA • OPISUJE STRUKTURU, ORGANIZACIJU I FUNKCIONALNOST ĆELIJE NA MOLEKULSKOM NIVOU • STRUKTURNA HEMIJA • METABOLIZAM • MOLEKULARNA GENETIKA
ZA ODVIJANJE ŽIVOTNIH PROCESA • NEOPHODNE SU TRI STVARI: • (1)ENERGIJA • ZA ENERGIJU TREBA DA JE POZNATO KAKO SE: • IZDVAJA • TRANSFORMIŠE • KORISTI
ZA ODVIJANJE ŽIVOTNIH PROCESA • (2) PROSTI MOLEKULI • ZA PROSTE MOLEKULE TREBA DA JE POZNATO KAKO SE: • TRANSFORMIŠU • POLIMERIZUJU • RAZGRAĐUJU
ZA ODVIJANJE ŽIVOTNIH PROCESA • ( 3) HEMIJSKI MEHANIZMI • RADI: • OBUZDAVANJA ENERGIJE • IZVOĐENJE SERIJSKIH HEMIJSKIH REAKCIJA • SINTEZE I RAZGRADNJE MAKROMOLEKULA • ODRŽAVANJA STANJA DINAMIČKE RAVNOTEŽE • ORGANIZOVANJA SLOŽENIH STRUKTURA • TAČNE I EFIKASNE REPLIKACIJE • ODRŽAVANJA “REDA”
ŠTA SU BIOMOLEKULI?
• BIOMOLEKUL JE HEMIJSKO JEDINJENJE KOJE PRIRODNO POSTOJI U ŽIVIM ORGANIZMIMA.
OSNOVNE KARAKTERISTIKE BIOMOLEKULA • VEĆINA BIOMOLEKULA KOD ŽIVIH SISTEMA SADRŽI ATOM UGLJENIKA (ORGANSKA JEDINJENJA) • BIOMOLEKULI SADRŽE MALI BROJ HEMIJSKIH ELEMENATA • BIOMOLEKULI SU MODULARNI, SASTAVLJENI SU OD PROSTIH GRADIVNIH ELEMENATA • MOLEKULARNA GEOMETRIJA KONTROLIŠE HEMIJSKE PROCESE KOD ŽIVIH BIĆA • SVI BIOMOLEKULI IMAJU FUNKCIJU (ILI FUNKCIJE) U ĆEIJAMA I ORGANIZMIMA
BIOMOLEKULI - ELEMENTI • C, H, O, N ČINE 99% MASE VEĆINE ĆELIJA • OSTALIH 1% ČINE: • P, S • Mg2+, Na+, K+, Ca2+, Cl • Fe, Zn, Mn, Co, Cu
HEMIJSKE REAKCIJE U BIOHEMIJI • OKSIDO-REDUKCIJE-PRENOS ELEKTRONA SA DONORA NA AKCEPTOR • PRENOS GRUPA • RASKIDANJE VEZA-U PRISUSTVU VODE (HIDROLIZA) ILI NEZAVISNO OD VODE • PRERASPODELA UNUTAR MOLEKULA-IZOMERIZACIJA • SINTETSKE REAKCIJE-ENERGIJA ATP-A ILI EKVIVALENTAN IZVOR HEMIJSKE ENERGIJE
MOLEKULARNA ORGANIZACIJA ĆELIJE – KOMPLEKSNI BIOMOLEKULI IZGRADJENI OD JEDNOSTAVNIJIH
MALI MOLEKULI • MR < 1500 KDA, MALI MOLEKULI • ALKOHOLI, ORGANSKE KISELINE • MONOMERNI MOLEKULI (ŠEĆERI, AMINOKISELINE, NUKLEOTIDI)
MAKROMOLEKULI • MR >10 000 KDA, MAKROMOLEKULI • POLISAHARIDI (POLIMERI MONOSAHARIDA) • PROTEINI (POLIMERI AMINOKISELINA) • NUKLEINSKE KISELINE (POLIMERI NUKLEOTIDA)
ULOGE • ULOGA MALIH MOLEKULA • METABOLITI • MONOMERI • ULOGA MAKRO MOLEKULA • STRUKTURNA • KATALITIČKA • INFORMACIONA
POSTOJE ČETIRI KLASE BIOMOLEKULA 1. Ugljeni hidrati 2. Trigliceridi 3. Aminokiseline 4. Nukleotidi
BIOMOLEKULI - MAKROMOLEKULI • 1. UGLJENI HIDRATI – NAČINJENI UGLAVNOM OD 7 MONOSAHARIDA • 2. PROTEINI - 5 106, NAČINJENI OD 20 AMINO KISELINA • 3. NUKLEINSKE KISELINE - 1000, NAČINJENI OD 4 NUKLEOTIDA • 4. LIPIDI
BIOMOLEKULI – STRUKTURA
ANABOLIZAM
GRADIVNI ELEMENTI MAKROMOLEKULI PROSTI ŠEĆERI POLISAHARDI AMINOKISELINE PROTEINI NUKLEOTIDI RNK ILI DNK MASNE KISELINE LIPIDI
KATABOLIZAM
VODA JE POLARAN MOLEKUL
VODONICNA VEZA (H VEZA)
ĆELIJSKI METABOLIZAM • GRČ.METABOLE=PROMENA, IZMENA • ĆELIJSKI METABOLIZAM- IZMENA SUPSTANCE I ENERGIJE NA NIVOU ĆELIJE • • NEKE METABOLIČKE REAKCIJE DOGAĐAJU SE SPONTANO, NE TREBA IM DOTOK E - HEMIJSKE REAKCIJE U KOJIMA SE ENERGIJA OSLOBAĐA ENERGETSKI POVOLJNE, IZVOR SU E ZA: REAKCIJE KOJE TREBAJU ENERGIJU, NE DOGAĐAJU SE BEZ DOTOKA E – ENERGETSKI NEPOVOLJNE
ENERGIJA • ENERGIJA IZ JEDNE REAKCIJE POKREĆE DRUGU REAKCIJU PREKO PRENOSIOCA ATP
ENERGIJA Zaliha energije nalazi se u hemijskoj vezi fosfata s adenozinom (nukelotid adenin+ šećer riboza). Kad se u nekoj hemijskoj reakciji energija oslobodi, ADP skladišti tu energiju tako da se poveže s još jednim fosfatom (FOSFORILACIJA) pa prelazi u ATP Tamo gde je potrebna energija, ATP je predaje gubeći pri tome fosfatnu grupu
ENERGIJA • METABOLIČKI PUTEVI U ĆELIJI U KOJIMA SE SKLADIŠTI KORISNA ENERGIJA U OBLIKU ORGANSKIH MOLEKULA I ATP-A, DAKLE IZVOR ENERGIJE, SU: • FOTOSINTEZA • ĆELIJSKO DISANJE • VRENJE
FOTOSINTEZA • PROCES KOJIM ZELENE BILJKE I ALGE PROIZVODE ORGANSKE MOLEKULE IZ NEORGANSKIH • ENERGIJA – OD SUNCA • ODVIJA SE U HLOROPLASTIMA Pretvaranje svetlosne energije u hemijsku
FOTOSINTEZA Sunčeva energija + CO 2 + H 2 O Ugljeni hidrat + O 2
ĆELIJSKO DISANJE • METABOLIČKI PUT TOKOM KOJEG SE GLUKOZA OKSIDIŠE I RAZLAŽE SE DO NEORGANSKIH JEDINJENJA CO 2 I H 2 O, A PRI TOM SE OSLOBAĐA ENERGIJA • FOTOSINTEZA I ĆELIJSKO DISANJE SU OBRNUTI PROCESI • POČETNI REAKTANTI U FOTOSINTEZI SU PROIZVOD ĆELIJSKOG DISANJA I OBRNUTO.
• C 6 H 12 0 6 + O 2 CO 2 + H 2 O + ATP o FOTOSINTEZA SAMO U ĆELIJAMA BILJAKA, A ĆELIJSKO DISANJE I U BILJNOJ I U ŽIVOTINJSKOJ ĆELIJI
VRENJE ILI FERMENTACIJA • ANAEROBNI PUT DOBIVANJA ENERGIJE KOD NEKIH MIKROORGANIZAMA, U CITOPLAZMI • RAZGRAĐUJE SE ŠEĆER DO ORGANSKIH MOLEKULA, A NE DO NEORGANSKIH • TO JE NEPOTPUNA RAZGRADNJA, KOLIČINA OSLOBOĐENE ENERGIJE JE MANJA
vino VRENJE ILI FERMENTACIJA • ALKOHOLNO VRENJE- IZ PIROGROŽĐANE KISELINE NASTAJE ALKOHOL ETANOL I CO 2 : • • KVAŠČEVE GLJIVICE (IZ KVASCA) RAZGRAĐUJU SKROB IZ BRAŠNA U GLUKOZU, SLEDI GLIKOLIZA I VRENJE, CO 2 ALKOHOL KOJI ISPARUJE DAJE UKUS HLEBU DIŽE TESTO, A hleb KVAŠČEVE GLJIVICE (U GROŽĐU) U BAČVAMA VRENJEM DOLAZE DO ENERGIJE I GROŽĐANI ŠEĆER PRETVARA SE U ALKOHOL, SOK SE PRETVARA U VINO • MLEČNO-KISELINSKO VRENJE- BAKTERIJE PRETVARAJU PIROGROŽĐANU KISELINU U MLEČNU Kiselo mleko
GLIKOLIZA I VRENJE • GLIKOLIZA I VRENJE OMOGUĆUJU ĆELIJI DA DOBIJE ENERGIJU (MALE KOLIČINE) - I U USLOVIMA
KADA NEMA KISEONIKA!!
• TOKOM VRENJA
NE NASTAJE ENERGIJA
, VEĆ SE
OBNAVLJAJU MOLEKULI
KOJE OMOGUĆUJU GLIKOLIZU