www.pandm.prv.pl
1
Biochemia=bios-_ycie+chemia
Nauka badajaca skład chemiczny organizmów _ywych oraz zachodzace w nich procesy
metaboliczne(anaboliczne i kataboliczne) oraz regulacje tych przemian, utrzymujace
homeostaze ustrojowa zarówno w dojrzałych organizmach, jak i podczas całego rozwoju
embrionalnego.
Prawa biochemii:
1.Na przemiany biochemiczne. Składaja sie wszystkie reakcje zachodzace w _ywych
układach
2 _ywym układem jest zarówno komórka jak i cały organizm
3. Ka_dy układ _ywy jest utworzony przez zespół niemal identycznych elementów
składowych –czasteczek organicznych i nieorganicznych
4.Układy _ywe podlegaja prawom chemii i fizyki
5. Reakcje biochemiczne sa katalizowane przez enzymy
6. Enzymy to białka katalityczne
6.1 Rybozymy sa RNA katalitycznymi
7.Słonce-podstawowe zródło energii dla _ycia na Ziemi
8.Procesy biochemiczne sa kontynuowane z uwolnieniem energii
9.ATP jest wspólna waluta energii, wymienialna we wszystkich formach _ycia
10.W metabolizmie tlen organiczny
11.Siła protonomotoryczna dostarcza energii do syntezy ATP w:
a)oksydacyjnej fosforylacji u tlenowców
b)fosforylacji fotosyntetycznej u org. fotosyntetyzujacych
12.Hydroliza ATP dostarcza energii dla utrzymania gradientów. Gradienty jonowe
dostarczaja energii dla transportu metabolitów
13. NADH jest nosnikiem H2 (protonów i elektronów) w wiekszosci procesów
katabolicznych NADPH jest nosnikiem wodoru lub reduktorem w wiekszosci procesów
anabolicznych
14.Aktywne monomery sa prekursorami dla reakcji kondensacji i polimeryzacji
15.Reakcje kondensacji i polimeryzacji generuja pirofosforany nieorganiczne, których
nastepcza hydroliza katalizowana przez pirofosfatazy słu_y podtrzymaniu kierunków tych
reakcji biochemicznych a_ do ich zakonczenia-dlatego powstaje ATP z 2
wysokoenergetycznymi wiazaniami
16.Struktura 1-rzedowa białek rzadzi 2- i 3-rzedowa
17.Bioczasteczki, które oddziałuja interaktywnie ze soba maja uzupełniajaca sie
strukture(teoria zamka i klucza)
18. Enzymy moga byc regulowane przez czynniki niekowalencyjne lub allosteryczne oraz
przez modyfikacje kowalencyjne np. fosforylacja
19. Regulacje metabolizmu i czasteczki o aktywnosci regulacyjnej (np. efektory
allosteryczne) postepuja szablonowo w sensie fizjologicznym i stanowia molekularna logike
komórki
20. Ró_ne formy _ycia nieustannie ewoluuja do nieznacznie ró_niacych sie form, barziej
skutecznie zaadaptowanych do rozmna_ania
21.DNA-czasteczka dziedzicznosci
22.U niektórych wirusów RNA czast. Dziedzicznosci
23.DNA-antyrównoległa, podwójna helisa ze sparowanymi zasadami
24.Biosynteza DNA-semikonserwatywna
25.Przepływ informacji we wszystkich podstawowych schematach _ywych org. jest z DNA
do RNA, z RNA na białko (z pokolenia na pokolenie)
2
26.U niektórych wirusów z RNA do DNA
27.Kod genetyczny trójkowy i odczyt z mRNA 5’do 3’
28.Kod genetyczny jest uniwersalny
29.Komplementarne parowanie zasad nukleotydów jest antyrównoległe
30.Reakcje wydłu_ania kw. nukleinowych zachodza zawsze w kierunku 5’-3’
31.Reakcje wydłu_ania aminokwasów w syntezie białka zachodzi zawsze od konca
aminowego do karboksylowego
32.Geny eukariota sa nieciagłe (przerywane)
33.Sekwencje intronowe w RNA sa usuwane w reakcji składania eksonów (splicing)
SYGNALIZACJA MIEDZYKOMÓRKOWA. WYKORZYSTYWANIE ENERGII ATP
HORMONY-biologicznie czynne, aktywne przekazniki chemiczne uczestniczace w
sygnalizacji miedzykomórkowej
· reguluja metabolizm, wzrost, reprodukcje
·wytwarzane i wydzielane przez: -gruczoły wewnatrzwydzielnicze (hormony klasyczne)
-komórki neurosekrecyjne (neurohormony)
-wyspecjalizowane komórki obecne w tkankach
niegruczołowych
Klasyczne gruczoły (endokrynne) sa uwalniane do układu kra_enia dzieki czemu docieraja do
poszczególnych komórek w organizmie. Hormon po dotarciu do powierzchni komórki staje
sie informacja- sygnałem . mo_e byc odebrany, przetworzony, po czym komórka inicjuje
kaskady reakcji enzymatycznych:
wiazanie liganda_ aktywacja receptora _ transdukcja sygnału _ aktywacja
efektora_ osłabienie sygnału
dwa pierwsze etapy ró_nia sie dla rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie hormonów
Szlak wewnatrzkomórkowy poda_a podobnie w wiekszosci komórek i czesto korzysta z tych
samych kaskad enzymatycznych bez wzgledu na typ czasteczki sygnałowej
Rodzaje przekazywania hormonów przez komórki:
·autokrynia- działa na te sama komórke przez która jest wydzielany
·parakrynia- działa na komórke le_aca w pobli_u
·endokrynia- działa na komórke oddalona od siebie
·justykrynia- adhezja komórek
Kanały jonowe sa otwierane po zwiazaniu liganda np. neuroprzekaznika lub hormonu.
Transdukcja sygnału hormonalnego i efekt biologiczny wymagaja:
1. Aktywacji receptora
2. Białka G- wykazuja aktywnosc GTPazowa, znaczenie w posrednictwie miedzy efektorem a
receptorem
3. Efektora
4. Wtórnych przekazników (aktywacja kinaz- uczestnicza w fosforylacji)
5. Specyficznych kinaz białkowych
6. Fosforylacji- defosforylacji
7. Odpowiedzi komórkowej
Białka G sa przełacznikami czasteczek efektorowych
Sa trimerami (podjednostki –zawiera GDP, _ ) po kilku sekundach podjednostka
inaktywuje sie- wymienia GTP na GDP i łaczy sie z kompleksem _. Białko G dysocjuje.
Dopóki ligand jest w receptorze cykl mo_e sie powtarzac.
Wystepuja 2 grupy cyklaz: jedna do aktywacji wymaga kalmoduliny (białka wia_acego
wapn), druga nie.
3
Współdziałanie podobnych enzymów z receptorem inhibitorowym (wia_acym np. adrenaline,
somatostatyne, prostaglandyny) białka G prowadzi do zahamowania cyklazy adenylowej i
spadku ste_enia cAMP
Hormon pobudzajacy- adrenalina( receptor)
Hormon hamujacy- adrenalina (receptor 2)
Czasteczki informatorów 2 rzedu (wtórne przekazniki) wszystkie poza Ca sa wytwarzane
przez efektory. Wzmacniaja sygnał inicjowany przez aktywacje receptora hormonem, sa
zwykle aktywne przez krótki czas, sa inaktywowane przez swoiste mechanizmy. Wtórne
przekazniki odgrywaja role w sygnalizacji i wymianie informacji Sa to: cAMP, cGMP, 1,4,5-
trifosforan, diacyloglicerol-DAG, jony wapnia
cAMP
-wtórny przekaznik w szlaku sygnalizacji komórkowej
-ste_enie cAMP w komórce szybko wzrasta w regulacji pozytywnej a maleje w regulacji
negatywnej
-powstaje z ATP (udział cyklazy adenylowej błony komórkowej) a rozkładany jest przez
aktywna fosfodiestraze
Rola cAMP:
-regulacyjna
-katalityczna
-aktywuje fosfotransferazy
Toksyny krztusca i cholery działaja na poziomie białka G
Toksyna cholery- kowalencyjna modyfikacja białka Gs (hamuje powrót białka G w stan
nieaktywny)
Toksyna krztusca- kowalencyjna modyfikacja białka Gi
Gs- stymulacja cyklazy adenylanowej
Gi- hamowanie cyklazy adenylanowej
IP3 i DAG
-Powstaja z prekursorowej czasteczki i fosfatydyloinozytolu
-Przekształcane w wyniku oddziaływan hormonów z receptorami do PIP i PIP2
-Hydroliza PIP2 przez fosfolipaze C dostarcza DAG i IP3
-DAG pozostaje w błonie i aktywuje kinaze białkowa C
-IP3 rozpuszcza sie w wodzie, przechodzi do cytoplazmy, wia_e sie z receptorem RI w błonie
ER, aktywuje uwalnianie Ca2+ do cytoplazmy, wapn aktywuje receptory RR, które po
aktywacji powoduja dalsze uwalnianie Ca2+ z siateczki –narastajaca fala wapniowa- wygasa
gdy zapasy Ca wyczerpia sie
Wapn
Wtórny przekaznik, aktywator kinaz dzieki bezposredniemu wiazaniu ze swoistymi
miejscami w kinazach, a wia_ac sie z wyspecjalizowanymi białkami np. kalmodulina
reguluje aktywnosc kinazy
Ste_enie Ca w cytoplazmie jest na niskim poziomie(10 –7mol/l)
Przykład szlaku sygnalizacyjnego Ca w komórkach nerwowych gdzie depolaryzacja błony
powoduje napływ Ca2+ do kolbki presynaptycznej inicjuje wydzielanie neurotransmiterów do
szczeliny synaptycznej
W komórce szlak sygnalizacji Ca pojawia sie dzieki sygnałowi generowanemu na
powierzchni komórki
Kompleks hormon- receptor nie oddziałuje bezposrednio na efektor- cyklaze adenylanowa,
cGMP
Białka G bezposrednio kontroluja aktywnosc efektorów. Składaja sie z 3 podjednostek ...
d_julianka