Chemická stavba buněk

ZÁŘÍ 2009

Chemická stavba buněk

Prvky a molekuly života

Buňky tvořeny tzv. biogenními prvky – hlavní: H, C, O,N; v malém množství – Ca, P, S, K, Cl, Na, Mg, I, Fe, Zn, Cu

Nejmenší částice prvku – atomy (protony, neutrony, elektrony).

Atomy propojeny chemickými vazbami – tvoří molekuly

Látkové složení buněk

1/ anorganické látky Voda – fce – rozpouštědlo, reaktant, prostředí pro reakce,

produkt metabolismu, termoregulace Anorganické ionty Nerozpustné soli Plyny

2/ organické látky A) malé – sacharidy B) velké – polysacharid - aminokyseliny - bílkoviny= proteiny

- nukleotidy - nukleové kyseliny - mastné kyseliny

Iontová vazba

Kovalentní vazby – sdílení elektronů

Polární kovalentní vazba

Vodíkové můstky

Voda jako rozpouštědlo

Rozpouštění soli

pH roztoků, kyseliny a zásady

Organické molekuly

Sloučeniny uhlíku C – C …. kovalentní vazba – vznik řetězců

nebo kruhů malých a velkých molekulMalé organické molekuly – zdroj E, stavební

kameny (monomery) velkých molekul (polymery)

Cukry - sacharidy

Podle počtu sacharidových jednotek dělíme na monosacharidy, oligosacharidy (2-10, laktóza, maltóza, sacharóza), polysacharidy

Glukóza – C6 H 12 O 6

MonosacharidRozpustná ve vodě, sladkáPatří mezi hexózy (fruktóza, galaktóza)Fce – zdroj E – buněčné palivo – oxidací během

buněčného dýchání tvorba E (ve formě ATP) - stavební jednotka polysacharidů – škrob,

glykogen, celulóza

Glukóza

Ribóza, deoxyribóza

MonosacharidyPentózy – mají 5 uhlíkůVyskytují se v nukleotidech – základních kamenech nukleových kyselin

Vznik disacharidu

Spojením dvou molekul glukózy vzniká maltóza.Kondenzační reakce – uvolňuje se molekula vody, vzniká tzv. glykosidová vazba.Opačná reakce – hydrolýza – je třeba dodat molekulu vody.

Polysacharidy

PolymeryVznikají spojením velkého množství – tisíců – molekul

cukrů do dlouhého řetězceŠkrob – rostlinné buňky – zásoba E, polymer glukózy,

škrobová zrna, důkaz škrobu jódem – zmodráGlykogen – živočišné b., houby – zásoba E, z glukózy,

drobná zrníčka Celulóza – dlouhé řetězce glukóz vedle sebe, příčně

spojené vodíkovými můstky, jedna molekula 15 000 jednotek glukózy, tvoří mikrofibrily – z nich např. buněčná stěna; velmi těžce stravitelná, pevná

Aminokyseliny

AK glycin

aminová skupinahydroxylová skupina

postranní řetězec -buňkách 20 proteinogenních AK-Dvě AK se mohou spojovat peptidovou vazbou – tvoří dipeptid

Přehled proteinogenních AK

Peptidová vazba

Dipeptidy, polypeptidy

Bílkoviny - proteinyMakromolekuly složené z aminokyselin (ty jsou spojeny

peptidovými vazbami)20 druhů AK v proteinechPočet a pořadí AK v makromolekule tvoří tzv. primární

strukturu bílkoviny – daná genetickou informací v DNASekundární struktura – α helix - spirála nebo β listTerciární struktura – přesný trojrozměrný tvar

bílkoviny: vlákno – keratin, klubíčko - albuminKvartérní struktura – kompletní bílkovina často

složena z více polypeptidových řetězců – jejich uspořádání

Denaturace bílkovin – změna struktury, porušení např. vodíkových můstků – např. vysokou teplotou – viz.vaječný bílek

Primární struktura proteinů – daná pořadím a počtem AK, podle genetické informace uložené v DNA

Modely proteinů

Srpková anemie

Funkce bílkovin

Stavební kameny buněčných organelStavební kameny buněčných membrán a vnitřní

buněčné kostryEnzymy – katalyzují reakce v buňce a regulují

přenos genetické informaceUmožňují komunikaci buňky s jejím okolímMolekulové motory – pohyb organel a vlastní buňkyPřenašeče látekHormonyProtilátky

Enzymy a jejich fce

Proteiny v cytoplazmatické membráně

Nukleotidy

Složené ze 3 molekul – fosfát, cukr (ribóza, deoxyribóza), dusíkatá báze (A, G, C, T, U)

Stavební jednotky nukleových kyselin (RNA – ribóza, fosfát, AGCU; DNA – deoxyribóza, fosfát, AGCT)

Nukleotidy

Dusíkaté báze v nukleotidech

Cukerná složka nukleotidů

ATP

DNA

Vztah DNA - protein

Shrnutí