1 / 36

Esimene loeng

Loeng 1. Esimene loeng. Dr. Juhan Sedman Vanemuise 46-127 Tel. 375838 Email : biochem03 @ebc.ee K õnetunnid kolmapäeviti 16.00-19.00. Õppevahendid, programm ja ajakava. Eksam Biokeemia evolutsioon (Bio)keemiline evolutsioon Elusaine elementaarkoostis Funktsionaalrühmad biokeemias

heidi
Download Presentation

Esimene loeng

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Loeng 1 Esimene loeng Dr. Juhan Sedman Vanemuise 46-127 Tel. 375838 Email: biochem03@ebc.ee Kõnetunnid kolmapäeviti 16.00-19.00

  2. Õppevahendid, programm ja ajakava. Eksam • Biokeemia evolutsioon • (Bio)keemiline evolutsioon • Elusaine elementaarkoostis • Funktsionaalrühmad biokeemias • Makromolekulid • Rakk kui biokeemiline reaktor

  3. Eksam toimub testi vormis Näidistest: www.biokeemia.ebc.ee fail: test2003

  4. Õppevahendid: soovitatav õpik Principles of Biochemistry (Third Edition, 2002) Horton, Moran, Ochs, Rawn, Scrimgeour Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 07458 ISBN 0-13-026672

  5. Õppevahendid • Voet and Voet Biochemistry, 2nd edition 1995 • Garrett and Grisham Biochemistry, 2nd edition 1999 • Zubay Biochemistry, 4th edition 1998 • Stryer Biochemistry, 4th edition 1995 • Nelson and Cox Lehninger Principles of Biochemistry, 3rd edition 2000 • Campbell Biochemistry, 2nd edition 1995 • Voet, Voet and Pratt, Fundamentals of Biochemistry, 1999 • Student companion to… • Stryers Biochemistry • Fundamentals of Biochemistry

  6. Kõik loengutel esitatavad slaidid on võrgus kättesaadaval Powerpoint formaadis Üks loeng 2...10 Mb. www.biokeemia.ebc.ee Kasutaja: bk03 Parool: biogeoge

  7. Moraalilugemise asemel sõbralikud soovitused: • Trükkige aegsalt välja loengumaterjalid (näiteks 6 slaidi lehe kohta) ja võtke loengusse kaasa • Veelgi parem kui te loete materjali eelnevalt läbi • Kui millestki aru ei saa, küsige kohe. Lollid küsimused on ainult need mida ei küsita. • Ei ole mõistlik õppida ainult eksamieelsel perioodil, sest siis te lihtsalt ei jõua. • Muretsege endale õpik.

  8. Journal of Biological Chemistry25 February 1987; Vol. 262, No. 6 Journal of Biological Chemistry15 February 2002; Vol. 277, No. 7 • MinireviewsHyaluronan Minireview Series • DNA: Replication Repair and Recombination • Genes: Structure and Regulation • RNA: Structure Metabolism and Catalysis • Protein Synthesis Post-Translation Modification and Degradation • Genomics Proteomics and Bioinformatics • Protein Structure and Folding • Enzyme Catalysis and Regulation • Metabolism and Bioenergetics • Glycobiology and Extracellular Matrices • Lipids and Lipoproteins • Membrane Transport Structure Function and Biogenesis • Mechanisms Of Signal Transduction • Molecular Basis Of Cell and Developmental Biology • Carbohydrates, Lipids and Other Natural Products • Cell Biology and Metabolism • Enzymology • Membranes and Bioenergetics • Nucleic Acids, Protein Synthesis and Molecular Genetics • Protein Chemistry and Structure

  9. Biokeemilised dimensioonid I: ruum m mm milli 10-3 mm mikro 10-6 nm nano 10-9 Ongström 10-10 m

  10. Membraan ja kest lahutavad väliskeskkonnast • Rakusisesed kompartmendid puuduvad Prokarüootne rakk Produktid? -biomass -ainevahetuse kõrvalproduktid Süsiniku allikas CO2 –fotosünteesivad organismid on võimelised sünteesima suhkruid lähtudes atmosfääris leiduvast süsihappegaasist Orgaanilised süsinikuühendid Lähteühendid? Energia? C-allikas N-allikas jne Lämmastiku allikas N2- vaid vähesed organismid NH3- enamik rakke Nitraadid- osad bakterid Glutamaat jt aminohapped Energia allikaks võib olla 1. Valgusenergia (fotosünteesivad organismid) 2. Redoksreaktsioonid -oksüdeeritakse kas orgaanilisi ühendeid või anorgaanilisi ühendeid

  11. Membraan ja kest lahutavad väliskeskkonnast • Rakusisesed kompartmendid puuduvad Prokarüootne rakk Produktid? -biomass -ainevahetuse kõrvalproduktid • Metabolism- keemiliste protsesside kogum elusrakus • Sageli kitsamas tähenduses kasutusel rakuenergeetika aspektist lähtudes • Katabolism- degradatiivsed protsessid, energiat genereerivad • Anabolism- biosünteetilised protsessid, energiat tarbivad Lähteühendid? Energia? C-allikas N-allikas jne

  12. Organismide jaotus toitainete kasutamise alusel

  13. Biokeemilised dimensioonid III: energia 1 kcal = 4.18 kJ ATP 30.5 kJ/mol

  14. Molekulide vahelised sidemed bioloogilistes süsteemides • Kovalentne keemiline side • Mittekovalentne keemiline side ehk nõrgad interaktsioonid Kovalentsete sidemete tugevus kJ/mol Üksikside Kaksikside O-H 461 C=O 712 H-H 435 C=N 615 P-O 419 C=C 611 C-H 414 P=O 502 N-H 389 C-O 352 Kolmikside C-C 348 S-H 339 CC 819 C-N 293 NN 930 S-S 214 Mittekovalentsed Sidemed 4…40 kJ/mol

  15. Maa vanus ca 4.6 mljrd. a. Vanimad fossiilid ca 3.5 mljrd. a. C fikseerimise algus ca 3.8 mljrd a. • Keemiline evolutsioon • Isereplitseeruva süsteemi teke • Bioloogiline evolutsioon

  16. Miks baseerub elu süsinikul? C on võimeline moodustama tohutu hulga erinevaid ühendeid Moodustab kuni 4 stabiilset kovalentset sidet ja pikki C-C ahelaid B, C, N, Si ja P- ainsad elemendid, mis on võimelised moodustama kovalentselt seotud ahelaid ja moodustama rohkem kui 3 sidet C-C side 350 kJ/mol N-N side 170 kJ/mol (kolmikside 950 kJ/mol) Si-Si side 175 kJ/mol, Si-O side 370 kJ/mol Heteronukleaarsed C-O, C-N, P-O sidemed reaktsioonivõimelisemad kui C-C side Praktiliselt ainukesed homonukleaarsed sidemed peale C-C on eluslooduses S-S Inimorganismi elementaarkoosseis (kuivkaalu protsendid) C 61.7 Vähesel hulgal N 11.0 O 9.3 B F Si H 5.7 V Cr Mn Ca 5.3 Fe Co Cu P 3.3 Zn Se Mo K 1.3 Sn I S 1.0 Cl 0.7 Na 0.7 Mg 0.3 Bioloogiliste süsteemide elementaarkoosseis on oluliselt erinev maakoorest 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5% Fe, 3.5% Ca

  17. Keemilise evolutsiooni staadium Redutseeriv vs oksüdeeriv atmosfäär Keemilise evolutsiooni eksperimentaalne analüüs 1953 a. Miller ja Urey H20, CH4, NH3, H2j Glütsiin, Alaniin, Glutamiinhape, Asparagiinhape Sipelghape, äädikhape, piimhape, karbamiid, N-metüülkarbamiid Ürgpuljong? -isoleeritud loigud -katalüsaatorid -külm algus (hüdrolüüs vs. kondensatsioon)

  18. Isereplitseeruva süsteemi teke RNA maailma mudel 1. Elu võis baseeruda algul isereplitseeruval RNA-l? 2. Replitseeruva süsteemi evolutsioon valkude kaasamisega? 3. DNA kui geneetilise informatsiooni kandja kaasamine Kompartmentalisatsioon 1. Vajalik kui vahend soodsa keemilise keskkonna säilitaja 2. Transpordisüsteemi vajalikkus 3. Inside outside first? • Metaboolsete radade, fotosünteesi ja hingamise areng • Energeetiliste resursside piiratuse tingimustes tekkis fotosüntees • Fotosünteesi tagajärjel akumuleerus kõrvalproduktina hapnik • Oksüdatiivse metabolismi (respiratoorsete mehhanismide)arenemine • Hulkraksete organismide teke ca 700 milj. a. tagasi

  19. Biokeemilised dimensioonid III: aeg piko nano mikro milli

  20. E. coli rakkude keemiline koostis • Vesi >70% • Valgud 15% • Nukleiinhapped 7% • Polüsahhariidid 3% • Lipiidid 2% • Anorg. ioonid 1% • Metaboliidid <1%

  21. Bioloogilistes süsteemides on polümeerid olulisel kohal Bioloogilised makromolekulid jaotatakse 4 (3) klassi Valgud- aminohapetest koosnevad polümeerid. Funktsioonid mitmekesised, katalüüs, struktuur, regulatsioon, transport jm. Nukleiinhapped- polümeer, mis koosneb suhkrust, fosfaadist ja lämmastikalustest Eelkõige informatsiooni säilitamise ja ülekande funktsioon Polüsahhariidid- monosahhariididest koosnevad polümeerid. Energeetiline ja struktuurne funktsioon Lipiidid- heterogeenne klass vees mittelahustuvaid ühendeid. Energeetiline, struktuurne roll. Ei ole tõelised makromolekulid.

  22. Valgud- aminohapete polümeerid

  23. Nukleiinhapped- nukleotiididest koosnevad polümeerid

  24. Polüsahhariidid- lihtsuhkrute polümeerid

  25. Lipiidid- orgaanilistes solventides lahustuvad bioloogilised ühendid

  26. Biokeemia ja orgaaniline keemia • Orgaaniline keemia- ajalooliselt elusa looduse keemia • Kõik protsessid elusas looduses alluvad keemia ja füüsika seaduspärasustele • Bioloogiliste makromolekulide keemilised omadused on funktsionaalrühmade omadused • Biokeemilised reaktsioonid toimuvad vesikeskkonnas ja katalüsaatorite abil

  27. Biokeemias on kasutusel limiteeritud arv funktsionaalrühmi

  28. Funktsionaalrühmad I

  29. Funktsionaalrühmad I

  30. Funktsionaalrühmad II

  31. Funktsionaalrühmad II

  32. Funktsionaalrühmad II

  33. Funktsionaalrühmad III

  34. Funktsionaalrühmad III

  35. Funktsionaalrühmad IV

  36. Funktsionaalrühmad IV

More Related