Základy biochémie
Kategorie: Chémia (celkem: 338 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 05. července 2007
- Zobrazeno: 24037×
Příbuzná témata
Základy biochémie
- v živých sústavách nájdeme tie isté prvky ako v neživých- chemické deje prebiehajúce v organizmoch, môžu prebiehať aj mimo nich, ale musia byť zachované chemické zákony
- rozdiel medzi živou a neživou prírodou je v organizovanosti hmoty v priestore a čase
- v živých organizmoch prebieha množstvo chemických dejov a fyzikálnych premien, napr. Látkový metabolizmus – t.j. premena látok v organizme
- týmto sa zaoberá biochémia a preto ju radíme ako hraničnú disciplínu medzi biológiou a chémiou
- biochémia študuje deje prebiehajúce v organizme a na základe toho objasňuje stav hmoty
Chemické znaky živých sústav
- živé sústavy sa odlišujú svojimi vlastnosťami, napr. fotosyntéza prebieha len u autotrofných organizmoch
- existujú však všeobecné znaky pre všetky organizmy :
1. Jednotný chemický základ
Tvoria ho najmä prírodné chemické látky – sacharidy, lipidy, bielkoviny, nukleové kyseliny, voda a pod. . Každá z týchto látok má v organizme svoje špecifické poslanie
2. Metabolizmus látok
Uvoľňuje sa pri ňom energia a nastáva biosyntéza bielkovín, nukleových kyselín a iných zlúčenín. 3. Výmena látok a energie s okolitým prostredím
Živý organizmus prijíma, transformuje a využíva energiu z okolitého prostredia, zo slnečného žiarenia. Túto energiu organizmus potrebuje na biosyntézu látok, ale aj na rast, pohyb a pod. a zvyšok sa uvoľňuje do prostredia v podobe tepla. Organizmy uskladňujú energiu do makroergických zlúčenín ATP. Živý organizmus je veľmi zložitým otvoreným systémom – medzi organizmom a prostredím sa udržuje dynamická rovnováha.
4. Enzýmový charakter chemických dejov
Chemické deje prebiehajúce v organizmoch môžu prebiehať aj v laboratórnych podmienkach, ale musia byť špecifické podmienky – nízka teplota 37°C, konštantný tlak, žiadne objemové zmeny. Rýchlosť chemických dejov závisí od enzýmov, ktoré fungujú ako biokatalizátory. Reakcie v organizmoch sú navzájom prepojené, t.j. produkt jednej je východisková látka druhej. Látky, ktoré vstupujú do chemických reakcií nazývame substráty.
Chemické zloženie živých sústav
- rastliny a živočíchy sa skladajú z tých istých prvkov, ktoré sa nachádzajú v zemskej kôre
- živé organizmy si z prostredia vyberajú potrebné prvky v takom množstve, aké potrebujú
- biogénne prvky = prvky, vyskytujúce sa v biosfére, ktoré sú potrebné pre život. Rozdeľujeme ich na :
1.
Makroprvky – sú základné biogénne prvky (98% hmotnosti organizmu)
2. Mikroprvky – vyskytujú sa v organizme len v stopových množstvách (0,005 % organizmu). Viažu sa zvyčajne v bielkovinách.
- biogénne prvky sa vyskytujú v organizmoch iba v zlúčeninách – anorganických (voda, CO2, …), alebo bioorganických
Voda, oxid uhličitý a amoniak ako základné biogénne zlúčeniny
- autotrofné organizmy sú schopné z týchto látok syntetizovať zložité štruktúry sacharidov, aminokyselín, heterocyklov a pod. . Tie potom využívajú jako stavebné jednotky makromolekúl, alebo ako zdroj energie
- v kolobehu chemických premien sa voda, amoniak a CO2 vracajú naspäť do pôvodnej anorganickej formy a to spaľovaním, kvasením, hnitím a pod. VODA
- najviac zastúpená zložka všetkých organizmov – 60 – 90 % hmotnosti organizmu
- najväčšiu časť vody získavajú organizmy z vonkajšieho prostredia – 90%, zvyšná časť - 10 % sa tvorí v samotnom organizme pri rôznych reakciách
- príjem a výdaj vody musí byť v rovnováhe
- voda sa priamo zúčastňuje na niektorých biochemických reakciách (hydrolýza, adičné reakcie) alebo vzniká ako vedľajší produkt
- veľký význam má biosyntéza vody z atómov vodíka (dehydrogenácia) a z kyslíka (dýchanie).
Týmto získava organizmus najviac energie, ktorá sa ukladá v ATP alebo sa premieňa na teplo
- voda je významný činiteľ tepelnej regulácie, dobrý vodič tepla, čo má význam pri termoregulácií
CO2
- je spolu s vodou východiskovou látkou pri fotosyntéze sacharidov
- je živinou pre autotrofné organozmy
- je konečným produktom biologickej oxidácie organických zlúčenín
AMONIAK
- východisková látka fotosyntézy – konečný produkt látkových premien dusíkatých organických zlúčenín
- má významné postavenie v procese premeny vzdušného dusíka na organickú formu
- autotrofné organizmy ho využívajú na syntézu aminokyselín, bielkovín a nukleových kyselín
Fyzikálno-chemické deje v živých sústavách
- biochemické deje sú spojené s fyzikálnymi procesmi, predovšetkým s dyfúziou a osmózou, ktoré zabespečujú ustavičný pohyb a výmenu látok vo vnútri organizmu, ale aj medzi vonkajším a vnútorným prostredím a ktoré zabespečujú rozdelenie látok v štruktúre živých sústav
DIFÚZIA
- prirodzený dej na vyrovnanie koncentrácie látok v sústave
- samovoľný prechod častíc z miest z vyššou koncentráciou na miesta z nižšou koncentráciou
- hnacia sila pre pohyb iónov a molekúl v plynnom a kvapalnom prostredí
OSMÓZA
- samovoľný prechod molekúl rozpúšťadla cez polopriepustnú membránu
- jej kvantitatívnou mierou je osmotický tlak, ktorý je priamo úmerný koncentrácií a teplote. Vyjadrujeme ho aj ako výšku stĺpca vytlačenej kvapaliny alebo tlakom, ktorým musíme pôsobiť na povrch roztoku aby sa zabránilo zväčšovaniu jeho objemu, t.j. osmóze
KOLOIDNÝ A HETEROGÉNNY CHARAKTER ŽIVÝCH SÚSTAV
- rastlinná a živočíšna bunka = zložitý koloidný a heterogénny systém
- koloidný systém = prostredie, v ktorom rozptýlené častice majú veľkosť 1 až 100 mm. Sú to častice bielkovín, polysacharidov, nukleových kyselín a pod. - koloidný roztok môže vzniknúť aj zgrupovaním viacerých molekúl pri rozpúšťaní do tzv. mycel, ktoré majú nepolárnu a polárnu časť (sú to napr. mydlá, steroidy apod.). Na ich princípe je vybudovaná aj štruktúra biologických membrán, ktoré oddeľujú bunku od okolitého prostredia
- koloidné roztoky sa odlišujú od pravých charakteristickými vlastnosťami (majú zákal, na povrchu elektrický náboj)
- náboj u koloidných roztokov vzniká :
1. ionizáciou polárnych skupín (COOH, SO3 COO -, SO3 - )
2. protonizáciou zásaditých skupín (NH2 NH2+ )
3. adsorpciou katiónov alebo aniónov z prostredia na povrchu koloidných častíc, napr. iónov Na+, K+, Cl-.